Атмосфера земли – все о космосе

Основные слои атмосферы Земли в порядке возрастания

Газовая оболочка, окружающая нашу планету Земля, известная как атмосфера, состоит из пяти основных слоев. Эти слои берут начало на поверхности планеты, от уровня моря (иногда ниже) и поднимаются до космического пространства в следующей последовательности:

  • Тропосфера;
  • Стратосфера;
  • Мезосфера;
  • Термосфера;
  • Экзосфера.

Схема основных слоев атмосферы Земли

В промежутке между каждым из этих основных пяти слоев находятся переходные зоны, называемые «паузами», где происходят изменения температуры, состава и плотности воздуха. Вместе с паузами, атмосфера Земли в общей сложности включает 9 слоев.

Тропосфера: где происходит погода

Из всех слоев атмосферы тропосфера является тем, с которым мы больше всего знакомы (осознаете ли вы это или нет), так как мы живем на ее дне — поверхности планеты. Она окутывает поверхность Земли и простирается вверх на несколько километров. Слово тропосфера означает «изменение шара». Очень подходящее название, так как этот слой, где происходит наша повседневная погода.

Начиная с поверхности планеты, тропосфера поднимается на высоту от 6 до 20 км. Нижняя треть слоя, ближайшая к нам, содержит 50% всех атмосферных газов. Это единственная часть всего состава атмосферы, которая дышит. Благодаря тому, что воздух нагревается снизу земной поверхностью, поглощающей тепловую энергию Солнца, с увеличением высоты температура и давление тропосферы понижаются.

На вершине находится тонкий слой, называемый тропопаузой, который является всего лишь буфером между тропосферой и стратосферой.

Стратосфера: дом озона

Стратосфера — следующий слой атмосферы. Он простирается от 6-20 км до 50 км над земной поверхностью Земли. Это слой, в котором летают большинство коммерческих авиалайнеров и путешествуют воздушные шары.

Здесь воздух не течет вверх и вниз, а движется параллельно поверхности в очень быстрых воздушных потоках.

По мере того, как вы поднимаетесь, температура увеличивается, благодаря обилию природного озона (O3) — побочного продукта солнечной радиации и кислорода, который обладает способностью поглощать вредные ультрафиолетовые лучи солнца (любое повышение температуры с высотой в метеорологии, известно как «инверсия»).

Поскольку стратосфера имеет более теплые температуры внизу и более прохладные наверху, конвекция (вертикальные перемещения воздушных масс) встречается редко в этой части атмосферы. Фактически, вы можете рассматривать из стратосферы бушующую в тропосфере бурю, поскольку слой действует как «колпачок» для конвекции, через который не проникают штормовые облака.

После стратосферы снова следует буферный слой, на этот раз называемый стратопаузой.

Мезосфера: средняя атмосфера

Мезосфера находится примерно на расстоянии 50-80 км от поверхности Земли. Верхняя область мезосферы является самым холодным естественным местом на Земле, где температура может опускаться ниже -143° C.

Термосфера: верхняя атмосфера

После мезосферы и мезопаузы следует термосфера, расположенная между 80 и 700 км над поверхностью планеты, и содержит менее 0,01% всего воздуха в атмосферной оболочке. Температуры здесь достигают до +2000° C, но из-за сильной разреженности воздуха и нехватки молекул газа для переноса тепла, эти высокие температуры воспринимаются, как очень холодные.

Экзосфера: граница атмосферы и космоса

На высоте около 700-10000 км над земной поверхностью находится экзосфера — внешний край атмосферы, граничащий с космосом. Здесь метеорологические спутники вращаются вокруг Земли.

Как насчет ионосферы?

Ионосфера не является отдельным слоем, а на самом деле этот термин используется для обозначения атмосферы на высоте от 60 до 1000 км.

Она включает в себя самые верхние части мезосферы, всю термосферу и часть экзосферы.

Ионосфера получила свое название, потому что в этой части атмосферы излучение Солнца ионизируется, когда проходит магнитные поля Земли на севере и юге. Это явления наблюдается с земли как северное сияние.

Источник: https://natworld.info/raznoe-o-prirode/osnovnye-sloi-atmosfery-zemli-v-porjadke-vozrastanija

Какая температура в градусах в космосе: есть ли там воздух, с какой высоты начинается космическое пространство

Человечество относится к космосу, как к чему-то неизведанному и таинственному. Космическое пространство — это пустота, существующая между небесными телами.

Атмосферы твердых и газообразных небесных тел (звезды и планеты) не имеют фиксированного верхнего предела, но постепенно становятся тоньше по мере увеличения расстояния до небесного тела. На определенной высоте это называется началом пространства.

Какая температура в космосе, и прочие сведения будут рассказаны в этой статье.

Общее понятие

В космическом пространстве существует высокий вакуум с низкой плотностью частиц. Воздух в космосе отсутствует. Из чего состоит космос? Это не пустое пространство, оно содержит:

  • газы;
  • космическую пыль;
  • элементарные частицы (нейтрино, космические лучи);
  • электрические, магнитные и гравитационные поля;
  • также электромагнитные волны (фотоны).

Абсолютный вакуум, или почти полный, делает пространство прозрачным, и позволяет наблюдать чрезвычайно удаленные объекты, такие как другие галактики. Но туман межзвездной материи также может серьезно затруднить представление о них.

Важно! Понятие пространства не следует отождествлять со Вселенной, которая включает в себя все космические объекты, даже звезды и планеты.

Поездки или перевозки в космическом пространстве или через него, называются космическими поездками.

Где начинается космос

Нельзя точно сказать с какой высоты начинается космическое пространство. Международная авиационная федерация определяет край пространства на высоте 100 км над уровнем моря, линия Кармана.

Нужно, чтобы летательный аппарат двигался с первой космической скоростью, тогда будет достигнута подъемная сила. ВВС США определили высоту в 50 миль (около 80 км), как начало пространства.

Обе высоты предложены в качестве пределов верхних слоёв атмосферы. На международном уровне определения края пространства не существует.

Линия Кармана Венеры расположена примерно в 250 км высоты, Марса — около 80 километров. У небесных тел, которые не имеют, или почти не имеют никакой атмосферы, такие как Меркурий, Луна Земли или астероид, пространство начинается прямо на поверхности тела.

При повторном входе космического аппарата в атмосферу определяют высоту атмосферы для расчета траектории так, чтобы к точке повторного входа ее влияния было минимальным. Как правило, повторно начальный уровень, равен или выше, чем линия Карманы. НАСА использует значение 400000 футов (около 122 км).

Какое давление и температура в космосе

Абсолютный вакуум недостижим даже в космосе. Так как найдётся несколько атомов водорода на определённый объем. При этом, величины космического вакуума недостаточно, чтобы человек лопнул, как воздушный шарик, который перекачали. Не произойдет это той простой причине, что наше тело достаточно прочное, чтобы удержать свою форму, но это его всё равно не спасёт организм от смерти.

И дело тут не в прочности. И даже не в крови, хоть в ней есть примерно 50% воды, она находится в закрытой системе под давлением. Максимум – вскипит слюна, слёзы, и жидкости, что смачивают альвеолы в лёгких. Грубо говоря, человек погибнет от удушья. Даже на относительно малых высотах в атмосфере условия враждебны человеческому телу.

Ученый ведут спор: полный вакуум или нет в космосе, но все-таки склоняются ко мнению, полное значение недостижимо за счет молекул водорода.

Высота, в которой атмосферное давление соответствует давлению паров воды при температуре человеческого тела, называется линией Армстронга. Она расположена на высоте около 19.14 км. В 1966 году астронавт испытывал скафандр и был подвержен декомпрессии на высоте 36500 метров. За 14 секунд он отключился, но не взорвался, а выжил.

Максимальные и минимальные значения

Исходная температура в открытом космосе, установленная фоновым излучением Большого Взрыва, составляет 2.73 кельвина (К), что равно -270.45 °C.

Это самая низкая температура в космосе. Само пространство не имеет температуры, а только материя, которая в нем находится, и действующая радиация. Если быть более точным, то абсолютный ноль — это температура в -273.15 °C. Но в рамках такой науки как термодинамика, это невозможно.

Из-за радиации в космосе и держится температура в 2.7 К. Температура вакуума измеряется в единицах кинетической активности газа, как и на Земле. Излучение, заполняющее вакуум, имеет другую температуру, чем кинетическая температура газа, а это означает, что газ и излучение не находятся в термодинамическом равновесии.

Абсолютный ноль — это и есть самая низкая температура в космосе.

Локально распределенная в пространстве материя может иметь очень высокие температуры. Земная атмосфера на большой высоте достигает температуры около 1400 К.

Межгалактический плазменный газ с плотностью менее одного атома водорода на кубический метр может достигать температур нескольких миллионов К. Высокая температура в открытом космосе обусловлена ​скоростью частиц.

Однако общий термометр будет показывать температуры вблизи абсолютного ноля, потому что плотность частиц слишком мала, чтобы обеспечить измеримую передачу тепла.

Вся наблюдаемая вселенная заполнена фотонами, которые были созданы во время Большого Взрыва. Он известен как космическое микроволновое фоновое излучение. Имеется большое количество нейтрино, называемое космическим нейтринным фоном.

Текущая температура черного тела фонового излучения составляет около 3-4 К. Температура газа в космическом пространстве всегда является по меньшей мере температурой фонового излучения, но может быть намного выше.

Например, корона Солнца имеет температуры, превышающие 1.2-2.6 миллионов К.

Человеческое тело

С температурой связано другое заблуждение, которое касается тела человека. Как известно, наше тело в среднем состоит на 70% из воды. Теплу, которое она выделяет в вакууме, некуда деться, соответственно, теплообмен в космосе не происходит и человек перегревается.

Но пока он успеет это сделать, то умрёт от декомпрессии. По этой причине, одной из проблем с которой сталкиваются космонавты – это жара. А обшивка корабля, который находится на орбите под открытым солнцем, может сильно нагреваться. Температура в космосе по Цельсию может составить 260 °C на металлической поверхности.

Читайте также:  Созвездие золотая рыба - все о космосе

Твердые тела в околоземном или межпланетном пространстве испытывают большое излучающее тепло на стороне, обращенной к солнцу. На солнечной стороне или, когда тела находятся в тени Земли, они испытывают сильный холод, потому что выделяют свою тепловую энергию в космос.

Например, костюм космонавта, совершающего выход в пространство на Международной космической станции, будет иметь температуру около 100 °C на стороне, обращенной к солнцу.

На ночной стороне Земли солнечное излучение затеняется, а слабое инфракрасное излучение земли заставляет скафандр остыть. Его температура в космосе по Цельсию будет составлять примерно до -100 °C.

Теплообмен

Важно! Теплообмен в космосе возможен одним единственным видом – излучением.

Это хитрый процесс и его принцип используется для охлаждения поверхностей аппаратов. Поверхность поглощает лучистую энергию, что падает на неё, и в то же время излучает в пространство энергию, которая равна сумме поглощённой и подводимой изнутри.

Неизвестно точно сказать, каким может быть давление в космосе, но оно очень маленькое.

В большинстве галактик наблюдения показывают, что 90% массы находится в неизвестной форме, называемой тёмной материей, которая взаимодействует с другим веществом через гравитационные, но не электромагнитные силы.

Большая часть массовой энергии в наблюдаемой вселенной, является плохо понимаемой вакуумной энергией пространства, которую астрономы и называют тёмной энергией. Межгалактическое пространство занимает большую часть объема Вселенной, но даже галактики и звёздные системы почти полностью состоят из пустого пространства.

Исследования

Люди начали физическое исследование космоса в течение 20-го века с появлением высотных полетов на воздушном шаре, а затем пилотируемых ракетных запусков.

Земная орбита была впервые достигнута Юрием Гагариным из Советского Союза в 1961 году, а беспилотные космические аппараты с тех пор добрались до всех известных планет Солнечной системы.

Из-за высокой стоимости полёта в космос, пилотируемый космический полет был ограничен низкой земной орбитой и Луной.

Космическое пространство представляет собой сложную среду для изучения человека из-за двойной опасности: вакуума и излучения.

Микрогравитация также отрицательно влияет на физиологию человека, которая вызывает, как атрофию мышц, так и потерю костной массы.

В дополнение к этим проблемам здравоохранения и окружающей среды, экономическая стоимость помещения объектов, в том числе людей, в космос очень высока.

Насколько холодно в космосе? Может быть температура еще ниже?

Температуры в разных точках вселенной

Вывод

Поскольку свет имеет конечную скорость, ограничиваются размеры непосредственно наблюдаемой вселенной. Это оставляет открытым вопрос о том, является ли Вселенная конечной или бесконечной.

Космос продолжает быть загадкой для человека, полной феноменов. На многие вопросы современная наука пока не может дать ответы.

Но какая температура в космосе, уже удалось выяснить, а какое давление в пространстве — со временем удастся измерять.

Источник: https://uchim.guru/astronomiya/kakaya-temperatura-v-kosmose.html

Где же ты, космос? Атмосфера нашей планеты | Федерация космонавтики

Атмосфера Земли является нашим естественным щитом от весьма недружественного, порой очень сурового космического пространства. Ультрафиолетовое излучение, метеоры, осколки комет и астероидов, не сгоревшие элементы спутников – все это стремится нанести жителям нашей планеты ущерб.

Но атмосфера имеет для нас важнейшее значение, не только как защитная оболочка, благодаря ей мы душим, а погодные условия, формируемые атмосферой, позволяют регулировать температуру на планете.

И все же, что такое атмосфера, насколько она прочная, и где начинается тот самый космос?

Атмосфера состоит из различных газовых слоев, называемых «воздухом», которые окружают планету и удерживаются под действием силы тяжести Земли. «Воздух» – это общее название комбинации газов, используемых организмами для дыхания и фотосинтеза.

По объему, сухой воздух содержит 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,039% диоксида углерода и различные другие газы в очень малом количестве.

Содержание воды в атмосфере (в виде водяных паров) колеблется от 0,2 % до 2,5 % по объему, и зависит в основном от широты.

Значения состава воздуха и атмосферное давление не соответствуют всей атмосфере, но изменяются на разных высотах, давая атмосфере пять различных слоев.

Для начала посмотрим на инфографику (для увеличения картинки нажмите на нее), а затем подробнее рассмотрим каждый из слоев.

Атмосфера и пять ее слоев

Пять слоев атмосферы

Тропосфера
Начиная от поверхности Земли, тропосфера простирается до высоты около 8-10 км. Это слой, в котором мы живем, он содержит большую часть того, что мы считаем «атмосферой», в том числе и воздух, которым мы дышим, и почти все, что связано с погодой и облаками, которые мы видим. В тропосфере температура воздуха снижается, по мере увеличения высоты.

Стратосфера
Этот слой атмосферы расположен на высоте от 11 до 50 км над поверхностью Земли. В отличие от тропосферы, здесь температура воздуха наоборот возрастает с увеличением ее высоты.

Причем в нижней части стратосферы, в промежутке от 11 до 25 км, температура изменяется не значительно, а от 25 до 40 км, в области инверсии, воздух прогревается почти до 0°С. Такой температура остается до высоты примерно в 55 км.

Коммерческие реактивные самолеты, когда это возможно, летают в нижней части стратосферы, чтобы избежать большой турбулентности, которая значительно проявляется в тропосфере, за счет конвекции. Ведь именно в тропосфере возникают облака, развиваются циклоны и антициклоны, т.е. формируется погода.

Мезосфера
Третий слой атмосферы Земли, простирающийся на высоте от 50 до 90 км. Это одно из самых холодных мест на планете, средняя температура здесь составляет около -85°C. Именно здесь большинство метеоров сгорают при входе в атмосферу Земли, а также, именно этот промежуток является самым высоким местом, в котором может образоваться облако.

Термосфера
Именно здесь проходит линия Кармана, которая условно расположена на высоте около 100 км и которая принимается в качестве границы между атмосферой Земли и космосом. Термосфера находится на высоте примерно от 85 до 640 км от поверхности Земли.

Температура здесь растет до высоты примерно в 300 км, где достигает значений порядка 1220 °C, после чего остается малоизменяемой до больших высот.

В термосфере ультрафиолетовое и рентгеновское излучение вызывают массовые температурные колебания, а сама температура здесь сильно зависит от солнечной активности и может варьироваться от -120°C до 2000°C.

В термосфере кривизна Земли становится отчетливо ясной и видимой, и космические путешественники именно здесь начинают испытывать «невесомость». Под действием солнечной радиации и космического излучения происходит сильная ионизация воздуха, что часто можно наблюдать в таком явлении, как полярное сияние.

Экзосфера
Конечный слой атмосферы Земли, где она постепенно переходит к бескрайнему космическому пространству. Этот слой простирается на высоте от 710 до почти 10000 км.

Атмосфера в экзосфере невероятно тонкая и больше не ведет себя как обычный газ. Атомы и молекулы настолько далеки друг от друга, что они могут путешествовать на сотни километров, не сталкиваясь один с другим.

Именно в пределах этого слоя атмосферы находится большая часть орбитальных спутников на низкой околоземной орбите.

Несколько фотографий

Похожее

Источник: https://fkr.spb.ru/2016/05/07/atmosphere-earth-space/

Атмосфера Земли улетучивается в космос

Исследователи были поражены недавним открытием: оказалось, что наша планета теряет свою атмосферу быстрее, чем Венера и Марс из-за того, что  обладает гораздо более значительным и мощным магнитным полем.

Это может означать, что магнитное поле Земли – не такой уж и хороший защитный экран, как это предполагалось ранее. Ученые были уверены в том, что именно благодаря действию магнитного поля Земли атмосфера хорошо защищена от губительного воздействия Солнца. А оказалось, что магнитосфера Земли способствует истончению земной атмосферы за счет ускоренной потери кислорода.

По словам Кристофера Рассела, профессора геофизики и специалиста по космической физике университета Калифорнии, ученые привыкли считать, что человечеству крайне повезло с земной “пропиской”: замечательное магнитное поле Земли, мол, отлично защищает нас от солнечных “атак” – космических лучей, вспышек на Солнце и солнечного ветра. Теперь же выясняется, что магнитное поле земли – не только защитник, но и враг.

Группа специалистов во главе с Расселом пришли к этому выводу во время совместной работы на Конференции сравнительной планетологии.

Рассел рассказал Discovery News о том, что он и его коллеги, работающие над изучением Марса и Венеры, “собрались вместе и сравнили свои записи”. Внезапно выяснилось, что все, что мы раньше знали о магнитном поле Земли, не соответствует действительности.

В рамках исследования планетологи сравнивали данные о потере ионов кислорода атмосферами трех планет: Земли, Венеры и Марса.

При этом известно, что вторая никогда не обладала магнитным полем, а Марс утратил его примерно 3,5 миллиарда лет назад, когда, как считается, внутри планеты прекратилось движение расплавленных металлов, пишет  Lenta.ru. Именно это движение является источником магнитного поля Земли.

Ученые вычислили среднюю скорость потери атмосферами трех планет ионов кислорода, приняв во внимание разницу в массах планет и составе их атмосфер. Исследователи сделали сенсационный вывод: Земля теряет кислород в три раза быстрее, чем Марс и Венера. Ученые полагают, что это связано с наличием у Земли мощного магнитного поля.

Согласно подсчетам исследователей, ежегодно в космос уходит около 60 тысяч тонн кислорода. Впрочем, ученые не видят повода для паники: если скорость сокращения кислорода ( 5×1025 молекул в секунду) сохранится на нынешнем уровне, то планета  потеряет свою атмосферу не раньше через несколько миллиардов лет.

Звездная вспышка лишила экзопланету атмосферы

Как звезды влияют на климат своих планет? Обычно об этом судят, наблюдая за планетами Солнечной системы.

Однако группа астрофизиков под руководством Алена Лекавелье дез Этана из французского Национального центра научных исследований (Centre National de la Recherche Scientifique, CNRS) с помощью орбитальной обсерватории НАСА “Хабл” впервые описала катастрофическое воздействие звездной вспышки на атмосферу планеты в созвездии Лисичка, сообщает телевидение НАСА.

Команда Лекавелье дез Этана наблюдала за атмосферой экзопланеты HD 189733b, что в 63 световых годах от нас, в течение двух периодов – в начале 2010 и в конце 2011 годов.

Планета проходила транзитом на фоне своей звезды, имеющей наименование HD 189733A.

Благодаря такой “подсветке”, астрономам удалось по спектральным линиям молекул в планетарной атмосфере определить химический ее состав и восстановить недоступные для наблюдения атмосферные процессы.

Больше всего ученых интересовало такое явление как испарения атмосферы. Ранее оно наблюдалось в случае планеты Осирис HD 209458b, что в созвездии Пегас. Подобно Осирису, HD 189733b также является “горячим Юпитером”.

Будучи газовым гигантом, она в 13 раз ближе к своей звезде, чем Земля – к Солнцу, и поэтому на ее поверхности температура превышает тысячу градусов Цельсия. Кроме того, звезда подвергает планету экстремальному воздействую радиации.

Если HD 189733b, несколько превышающая по размеру Юпитер, в чем-то и похожа на Землю, то лишь цветом своей атмосферы, в составе которой имеется кислород и водород.

“Первые наблюдения нас разочаровали, – рассказал французский ученый. – Мы вообще не нашли следов атмосферы у этой планеты”. Но через какое-то время было решено возобновить наблюдения.

Терпение группы Лекавелье дез Этана было вознаграждено через год. Оказалось, что планета все же обладала атмосферой, а точнее, ее остатками.

Выяснилось, что газ испарялся с поверхности HD 189733b со скоростью не менее тысячи тонн в секунду! “Мы не только подтвердили, что атмосфера этой планеты испаряется, – поделился Лекавелье дез Этан, – но и понаблюдали за изменением во времени физических условий при этом процессе. Раньше это никому не удавалось”.

Что заставляет планету терять атмосферу? – Судя по всему, опасная близость к звезде, а именно – ее интенсивное рентгеновское и ультрафиолетовое излучение.

Интересно, что незадолго до всплеска испарения атмосферы на звезде HD 189733A была зафиксирована мощнейшая вспышка.

Аналогичные процессы, хотя и менее интенсивные, могут происходить и в земной атмосфере, отмечают ученые, напоминая, что на Солнце время от времени тоже происходят мощные вспышки. рг.ру

Странности испаряющейся планеты: взгляд в атмосферу

Впервые удалось наблюдать процессы, протекающие в атмосфере планеты далеко за пределами Солнечной системы.

Судя по всему, процессы эти вызваны яркой вспышкой на материнской звезде планеты – впрочем, обо всем по порядку.

Экзопланета HD 189733b является газовым гигантом наподобие Юпитера, хотя примерно на 14% крупнее и несколько тяжелее него.

Планета вращается вокруг звезды HD 189733, на расстоянии от нее порядка 4,8 млн км (и 63 световых лет от нас), то есть примерно в 30 раз ближе, чем Земля к Солнцу.

Полный оборот вокруг своей материнской звезды она совершает за 2,2 земных дня, температура на ее поверхности достигает свыше 1000 ОС. Сама же звезда относится к солнечному типу, имея в размерах и весе примерно 80% солнечных.

Время от времени HD 189733b проходит между звездой и нами, что и позволило по изменению светимости звезды не только обнаружить присутствие планеты, но и показать наличие у нее атмосферы, а в атмосфере – водяного пара (читайте: «Есть вода»). Обнаружилось также, что она постоянно теряет водород, фактически, являясь «испаряющейся» планетой. С этим «испарением» получилась довольно запутанная история.

Весной 2010 г. за одним из транзитов – прохождений планеты между своей звездой и нами –наблюдал космический телескоп Hubble, который не обнаружил признаков ни атмосферы, ни ее испарения. А осенью 2011 г.

он же, наблюдая за транзитом той же HD 189733b, наоборот, предоставил весьма красноречивые свидетельства и того, и другого, зафиксировав целый газовый «хвост», покидающий планету: подсчитанная на этой основе скорость «испарения» составила не менее 1 тыс.

т вещества в секунду. К тому же, поток развивал миллионы километров в час.

Чтобы разобраться в этом, к делу подключили рентгеновский телескоп Swift. Именно их совместная работа позволила впервые зафиксировать взаимодействия между далекой звездой и ее планетой.

Swift наблюдал за тем же транзитом сентября 2011 г., и примерно за восемь часов до начала работы Hubble зафиксировал на поверхности звезды HD 189733 мощнейшую вспышку.

В рентгеновском диапазоне излучение звезды подскочило в 3,6 раза.

Выводы ученых логичны: расположенная весьма близко к звезде, газовая планета получила в результате вспышки изрядный удар – в рентгеновском диапазоне он был в десятки тысяч раз мощнее всего того, что получает Земля даже при самых мощных (Х-класса) вспышках на Солнце. А если учесть огромные размеры HD 189733b, получается, что планета испытала воздействие рентгена в миллионы раз большее, чем это возможно при вспышке Х-класса на Солнце. Именно это воздействие привело к тому, что она начала стремительно терять вещество.

Испаряющаяся под действием близкой звезды атмосфера HD 189733b: взгляд художника
Так выглядела HD 189733b 14 сентября 2011 г. в объективе зонда Swift (кобминированное изображение в видимом и рентгеновском диапазоне)
То же изображение, но только в рентгеновских лучах

Подготовлено Земля Хроники Жизни

По пресс-релизу NASA

Источник: http://earth-chronicles.ru/index/86-26752-5-2

Атмосфера Земли — объяснение для детей

Астрономия для детей Ответы на частые вопросы > Атмосфера Земли

Для самых маленьких уже известно, что Земля выступает единственной планетой в нашей системе, которая обладает жизнеспособной атмосферой.

Газовое покрывало не только богато на воздух, но и защищает нас от чрезмерного нагрева и солнечного излучения.

Важно объяснить детям, что система устроена невероятно удачно, ведь позволяет поверхности прогреваться днем и остывать ночью, сохраняя допустимый баланс.

На фотографии отображена атмосфера и земная Луна. Кадр сделали астронавты 31 июля 2011 года на борту Международной космической станции.

Начать объяснение для детей можно с того, что шар земной атмосферы распространяется на 480 км, но большая часть находится в 16 км от поверхности. Чем больше высота, тем ниже давление.

Если брать уровень моря, то там давление равняется 1 кг на квадратный сантиметр. А вот на высоте в 3 км, оно изменится – 0.7 кг на квадратный сантиметр.

Конечно, в таких условиях дышать сложнее (дети могли это прочувствовать, если когда-нибудь отправлялись в поход в горы).

Состав воздуха

Среди газов различают:

  • Азот – 78%.
  • Кислород – 21%.
  • Аргон – 0.93%.
  • Двуокись углерода – 0.038%.
  • В небольших количествах есть также водяной пар и прочие примеси газов.

Атмосферные слои

Родители или учителя в школе должны напомнить, что земная атмосфера делится на 5 уровней: экзосфера, термосфера, мезосфера, стратосфера и тропосфера. С каждым слоем атмосфера растворяется все больше, пока газы окончательно не рассеются в пространстве.

Тропосфера – находится ближе всего к поверхности. С толщиною в 7-20 км она составляет половину земной атмосферы. Чем ближе к Земле, тем сильнее прогревается воздух. Здесь собран почти весь водяной пар и пыль. Дети могут не удивляться, что именно на этом уровне плавают облака.

Стратосфера начинается от тропосферы и поднимается на 50 км над поверхностью. Здесь много озона, нагревающего атмосферу и спасающего от вредного солнечного излучения. Воздух в 1000 раз тоньше, чем над уровнем моря и необычайно сухой. Именно поэтому здесь прекрасно себя чувствуют самолеты.

Мезосфера: от 50 км до 85 км над поверхностью. Вершина называется мезопаузой и выступает наиболее прохладным местом в земной атмосфере (-90°C). Ее очень сложно исследовать, потому что туда не могут подобраться реактивные самолеты, а орбитальная высота спутников чересчур высока. Ученые лишь знают, что именно здесь сгорают метеоры.

Термосфера: 90 км и между 500-1000 км. Температура достигает 1500°C. Ее считают частью земной атмосферы, но важно объяснить детям, что плотность воздуха здесь настолько низкая, что большая часть воспринимается уже как космическое пространство.

Фактически именно здесь размещаются космические шаттлы и Международная космическая станция. Кроме того, здесь образуются полярные сияния. Заряженные космические частицы соприкасаются с атомами и молекулами термосферы, переводя их на более высокий энергетический уровень.

Благодаря этому мы и видим эти фотоны света в виде полярного сияния.

Экзосфера – наивысший слой. Невероятно тонкая линия слияния атмосферы с космосом. Состоит из широко рассеянных водородных и гелиевых частичек.

Климат и погода

Для самых маленьких нужно объяснить, что Земле удается удерживать множество живых видов благодаря региональному климату, который представлен экстремальным холодом на полюсах и тропическим теплом на экваторе. Дети должны знать, что региональный климат – это погода, которая в конкретном участке остается неизменной 30 лет. Конечно, иногда она может меняться на несколько часов, но по больше части остается стабильной.

Кроме того, выделяют и глобальный земной климат – средний показатель регионального. Он изменялся в течении всей человеческой истории. Сегодня наблюдается стремительное потепление. Ученые бьют тревогу, так как парниковые газы, вызванные человеческой деятельностью, удерживают тепло в атмосфере, рискуя превратить нашу планету в Венеру.

Источник: http://v-kosmose.com/kosmos-dlya-detei/atmosfera-zemli/

На каком расстоянии от Земли начинается космос?

Споры о том, на каком расстоянии от Земли начинается космос, продолжаются среди ученых больше века! Особенность этих затяжных споров в том, что понятия о том, что же такое космос, различаются.

Например, в Канаде ученые считают, что космос начинается от поверхности нашей планеты на высоте в 118 километров. Почему именно такая цифра? Климатологи и геофизики оперируют с прогнозами и расчетами, «смотря» на Землю с этой высоты.

Но существует целый ряд параметров, которые так или иначе можно назвать тоже исключительно космическими. И если другие параметры принять за точки отсчета начала космоса «от Земли», то получится целая цифровая «лестница» из расстояний.

Ведь в каждой науке, соприкасающейся с явлениями космического масштаба, свои взгляды на вселенскую «пустоту», обозначаемую нами как вакуум. Только на самом ли деле это — пустота? Нет, конечно.

Чрезвычайно разряженный воздух нашей атмосферы фиксируется точными приборами очень далеко от планеты.

Космос — среда радиационная. Так говорят те ученые, кто изучает вопросы радиации. По их мнению, граница космоса от поверхности Земли должна учитываться по цифрам получаемой планетой радиации. Логика в этом есть. Но тогда логичны и рассуждения тех ученых, кто изучает гравитацию.

Как известно, она — тоже важная «фигура».

И ученые от гравитации доказывают, что настоящий космос от Земли находится на расстоянии 21 миллион километров! На основании чего такой вывод? Приборы показали многократно, что именно на таком удалении полностью исчезает влияние гравитационного поля нашей планеты.

Если принять за границу космоса понятие гравитации, то автоматически тогда все управляемые человеком экспедиции нельзя будет называть космическими. Разумеется, слова «космонавт» и «астронавт» тоже придется менять на другие. Космическими полетами останутся тогда лишь те, которые вышли за пределы орбиты Луны.

Специалисты американского управления по исследованию космического пространства NASA говорят, что космос начинается на высоте 122 километра от поверхности Земли. Чем у них была обоснована эта цифра? Тем, что на этой отметке при управляемом полете американцы выключают бортовые двигатели и производят аэродинамический спуск с орбиты.

Но советские космонавты начинали баллистический вход в атмосферу Земли и с других высот. Так что не совсем корректно получалось с «началом» космоса у американцев. С другой же стороны, метеоры начинают светиться в атмосфере ночного неба примерно на отметке в 80 километров. Исходя из этого, в США стали считать астронавтами тех, кто поднялся на данную высоту.

В конце концов, после долгих затяжных споров учеными был найден компромисс.

Так как четкой границы между атмосферой Земли и межзвездным пространством не существует, то условно Международная Федерация Аэронавтики предложила считать за точку отсчета космоса высоту, на которой уже не могут летать самолеты из-за очень низкой плотности воздуха. А это высота в 100 километров от поверхности Земли. Правда, споры среди ученых даже после этого компромисса продолжаются и сегодня.

Источник: https://ShkolaZhizni.ru/world/articles/69830/

Слои атмосферы по порядку от поверхности Земли

Роль атмосферы в жизни Земли

Атмосфера является источником кислорода, которым дышат люди. Однако при подъеме на высоту общее атмосферное давление падает, что приводит к снижению парциального кислородного давления.

Лёгкие человека содержат приблизительно три литра альвеолярного воздуха. Если атмосферное давление в норме, то парциальное кислородное давление в альвеолярном воздухе будет составлять 11 мм рт. ст., давление углекислых газов — 40 мм рт. ст.

, а водяных паров — 47 мм рт. ст. При увеличении высоты кислородное давление понижается, а давление паров воды и углекислоты в лёгких в сумме будет оставаться постоянным — приблизительно 87 мм рт. ст.

Когда давление воздуха сравняется с этой величиной, кислород прекратит поступать в лёгкие.

В связи со снижением атмосферного давления на высоте 20 км, здесь будет кипеть вода и межтканевая жидкость организма в человеческом теле. Если не использовать герметическую кабину, на такой высоте человек погибнет практически мгновенно. Поэтому с точки зрения физиологических особенностей человеческого организма, «космос» берёт начало с высоты 20 км над уровнем моря.

Роль атмосферы в жизни Земли очень велика. Так, например, благодаря плотным воздушным слоям — тропосфере и стратосфере, люди защищены от радиационного воздействия. В космосе, в разреженном воздухе, на высоте свыше 36 км, действует ионизирующая радиация. На высоте свыше 40 км — ультрафиолетовая.

При подъёме над поверхностью Земли на высоту свыше 90-100 км будет наблюдаться постепенное ослабление, а затем и полное исчезновение привычных для человека явлений, наблюдаемых в нижнем атмосферном слое:

•Не распространяется звук.

•Отсутствует аэродинамическая сила и сопротивление.

•Тепло не передаётся конвекцией и т. д.

Атмосферный слой защищает Землю и все живые организмы от космической радиации, от метеоритов, отвечает за регулирование сезонных температурных колебаний, уравновешивание и выравнивание суточных.

При отсутствии атмосферы на Земле суточная температура колебалась бы в пределах +/-200С˚.

Атмосферный слой — это животворный «буфер» между земной поверхностью и космосом, носитель влаги и тепла, в атмосфере происходят процессы фотосинтеза и обмена энергии — важнейших биосферных процессов.

Слои атмосферы по порядку от поверхности Земли

Атмосфера — это слоистая структура, представляющая собой следующие слои атмосферы по порядку от поверхности Земли:

•Тропосфера.

•Стратосфера.

•Мезосфера.

•Термосфера.

•Экзосфера

Каждый слой не имеет между собой резких границ, а на их высоту влияет широта и времена года. Такая слоистая структура образовалась в результате температурных изменений на различных высотах. Именно благодаря атмосфере мы видим мерцающие звезды.

Строение атмосферы Земли по слоям:

Из чего состоит атмосфера Земли?

Каждый атмосферный слой отличается температурой, плотностью и составом. Общая толщина атмосферы составляет 1,5-2,0 тыс. км. Из чего состоит атмосфера Земли? В настоящее время — это смесь газов с различными примесями.

Тропосфера

Строение атмосферы Земли начинается с тропосферы, которая представляет собой нижнюю часть атмосферы высотой примерно 10-15 км. Здесь сосредоточена основная часть атмосферного воздуха.

Характерная черта тропосферы — падение температуры на 0,6 ˚C по мере поднятия вверх на каждые 100 метров.

Тропосфера сосредоточила в себе практически все атмосферные водяные пары, и здесь же происходит формирование облаков.

Высота тропосферы ежедневно изменяется. Кроме того, её средняя величина меняется в зависимости от широты и сезона года. Средняя высота тропосферы над полюсами — 9 км, над экватором — около 17 км. Показатели средней годовой температуры воздуха над экватором приближены к +26 ˚C, а над Северным полюсом -23 ˚C.

Верхняя линия границы тропосферы над экватором составляет среднегодовую температуру около -70 ˚C, а над северным полюсом в летнее время -45 ˚Cи в зимнее -65 ˚C. Таким образом, чем больше высота, тем ниже температура. Лучи солнца беспрепятственно проходят сквозь тропосферу, нагревая поверхность Земли.

Тепло, излучаемое солнцем, удерживаются благодаря углекислому газу, метану и водяным парам.

Стратосфера

Над слоем тропосферы расположена стратосфера, составляющая 50-55 км в высоту. Особенность этого слоя заключается в росте температуры с высотой. Между тропосферой и стратосферой пролегает переходная прослойка, называющаяся тропопаузой.

Приблизительно с высоты 25 километров температура стратосферного слоя начинает возрастать и, при достижении максимальной высоты 50 км приобретает значения от +10 до +30 ˚C.

Паров воды в стратосфере очень мало. Иногда на высоте около 25 км можно обнаружить довольно тонкие облака, которые называют «перламутровыми». В дневное время они не заметны, а в ночное — светятся из-за освещения солнцем, которое находится под горизонтом. Состав перламутровых облаков представляет собой переохлаждённые водяные капельки. Стратосфера состоит в основном из озона.

Мезосфера

Высота слоя мезосферы — приблизительно 80 км. Здесь, с поднятием кверху, температура понижается и на самой верхней границе достигает значений в несколько десятков С˚ ниже нуля.

В мезосфере также можно наблюдать облака, которые, предположительно, образуются из кристаллов льда. Эти облака называются «серебристыми».

Мезосфера характеризуется самой холодной температурой в атмосфере: от -2 до -138 ˚C.

Термосфера

Своё название этот атмосферный слой приобрёл благодаря высоким температурам. Термосфера состоит из:

•Ионосферы.

•Экзосферы.

Ионосфера характеризуется разреженным воздухом, каждый сантиметр которого на высоте 300 км состоит из 1 млрд атомов и молекул, а на высоте 600 км — более, чем из 100 млн.

Также ионосфере характерна высокая ионизация воздуха. Эти ионы состоят из заряженных кислородных атомов, заряженных молекул атомов азота и свободных электронов.

Экзосфера

С высоты 800-1000 км начинается экзосферный слой. Частицы газа, особенно лёгкие, движутся здесь с огромной скоростью, преодолевая силу тяжести. Такие частицы, вследствие своего быстрого движения, вылетают из атмосферы в космическое пространство и рассеиваются.

Поэтому экзосфера имеет название сферы рассеивания. Вылетают в космос преимущественно водородные атомы, из которых состоят наиболее высокие слои экзосферы. Благодаря частицам в верхних слоях атмосферы и частицам солнечного ветра мы можем наблюдать северное сияние.

Спутники и геофизические ракеты позволили установить наличие в верхних слоях атмосферы радиационного пояса планеты, состоящего из электрических заряженных частиц — электронов и протонов.

Дата добавления: 2016-12-27; просмотров: 32127;

Источник: https://poznayka.org/s77725t1.html

Ссылка на основную публикацию