Высотой в полярных областях 8-10 км, в умеренных широтах до 10-12 км, на экваторе - 16-18 км. Под влиянием центробежных сил вращения Земли атмосфера смещается к экватору , в результате чего мощность тропосферы на экваторе больше.
При подъёме в тропосфере температура понижается в среднем на 0,65 градуса через каждые 100 м. Верхний слой тропосферы, в котором снижение температуры с высотой прекращается, называют тропопаузой. Следующий, расположенный выше тропосферы, слой атмосферы называется стратосфера . От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра возрастает примерно в 3 раза. В верхней тропосферы, вблизи тропопаузы, наблюдаются очень сильные так называемые струйные течения . Вертикальное распределение температуры в тропосфере зависит от особенностей поглощения в ней солнечного и земного излучений, а также от конвективной передачи тепла. Основной поглотитель излучения в атмосфере - водяной пар , содержание которого с высотой быстро убывает, в связи с чем должна убывать и температура воздуха. Это способствует возникновению конвекции, которая переносит нагретый воздух от земной поверхности в атмосферу, чем меняет вертикальное распределение температуры (cтратификация атмосферы). В тропосфере сильно развита турбулентность, особенно вблизи земной поверхности, а также в так называемых струйных течениях в верхней части тропосферы. Давление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно её высоте в 5-8 раз меньше, чем у земной поверхности. Изменчивость содержания водяного пара в тропосфере определяется взаимодействием процессов испарения, конденсации и горизонтального переноса. В результате конденсации водяного пара образуются облака и выпадают атмосферные садки в виде дождя, града и снега , а процессы фазовых переходов воды протекают преимущественно в тропосфере. Именно поэтому облака в стратосфере (на высотах 20-30 км) и мезосфере (вблизи мезопаузы), получившие название перламутровых и наблюдаются сравнительно редко, тогда как тропосферные облака обычно закрывают около 50% всей земной поверхности. Система воздушных течений в тропосфере и нижней стратосфере называется общей циркуляцией атмосферы. Для тропосферы характерно всё время меняющееся горизонтальное расчленение на воздушные массы, различные по свойствам в зависимости от влияния широты и той подстилающей поверхности, над которой они формируются.
В тропосфере сосредоточено более 80% всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака , формируются и атмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны , а также другие процессы, определяющие погоду и климат . Вся деятельность человека проходит в тропосфере, в её пределах остаются даже самые высокие горы. В тропосфере содержится также и основная масса атмосферных аэрозолей (пыли, дыма и прочих гадостей), поступающих с земной поверхности.
Нижний слой тропосферы в несколько десятков метров непосредственно над земной поверхностью (приземный слой атмосферы) является средой обитания растений, животных и человека. Ветер здесь особенно ослаблен, а влажность повышена; над сушей вертикальные градиенты температуры в дневные часы очень велики, а ночью, наоборот, нередки приземные инверсии температуры. Солнечные лучи легко проходят через тропосферу, а тепло, которое излучает нагретая солнечными лучами Земля, накапливается в тропосфере: такие газы, как углекислый газ, метан а также пары воды удерживают тепло. Такой механизм прогревания атмосферы от Земли, нагретой солнечной радиацией, называется парниковый эффект . С планетарным распределением давления связана сложная система воздушных течений, некоторые из них сравнительно устойчивы, а другие постоянно изменяются в пространстве и во времени. К устойчивым воздушным течениям относятся
Все мы, живущие на планете Земля, дышим воздухом. Еще со школьной скамьи мы помним, что воздух называется атмосферой.
Считается, что атмосфера – это газовый слой, который окружает нашу планету и вращается вместе с ней, как единое целое. Но атмосфера далеко не однородна, и он сильно отличается на высоте 1 метр и, например, 50 километров от поверхности Земли.
Атмосферу принято делить на несколько слоев:
- тропосфера – высота от 0 до 8 – 16 километров от уровня моря;
- стратосфера – высота до 50 километров;
- мезосфера – от 50 до 100 километров;
- линия Кармана – условная линия, принимаемая в практических расчетах (например, в космонавтике и авиации) за границу между атмосферой Земли и космосом, проходит на высоте 100 километров;
- термосфера – от 100 до 700 километров;
- экзосфера – слой, где воздух утекает в космическое пространство – так называемый процесс диссипации.
Особенности тропосферы
Тропосфера – слой атмосферы, в котором температура воздуха падает с увеличением высоты над поверхностью земли примерно на 0,6 градуса Цельсия на каждые 100 метров подъема. Выше этого слоя температура воздуха меняется по другим законам. В тропосфере сосредоточено около 80 % всего воздуха атмосферы Земли. Толщина тропосферы составляет около 8 километров над полюсами Земли, 10 – 12 километров над умеренными широтами, и порядка 16 километров над экватором.
Состав воздуха в тропосфере
Воздух в тропосфере состоит в основном из азота (78%) и кислорода (20%), но оставшиеся маленькие проценты играют важнейшую роль в поддержании жизни на Земле. Это, прежде всего, углекислый газ, благодаря которому существуют растения, и, кроме того, в состав воздуха входят метан, водород, гелий и другие газы. Также в тропосфере содержится большое количество водяного пара и пыли.
Процессы, происходящие в тропосфере
Углекислый газ, попадающий в воздух за счет деятельности вулканов, живых организмов, а также как продукт гниения, служит своеобразным одеялом Земли. Этот газ легко пропускает к поверхности Земли коротковолновое солнечное излучение, за счет чего земля нагревается. А вот более длинные тепловые волны, излучаемые нагретой землей, углекислый газ задерживает. Возникает так называемый «парниковый эффект».
Несколько десятилетий назад некоторые ученые доказывали, что деятельность человека, в основном промышленность, ведет к увеличению углекислого газа в атмосфере и грозит глобальным потеплением. Были очень красочно описаны всякие ужасы вроде таяния полярных ледников, затопления Европы и образования пустынь в Сибири. В 1997 году был принят так называемый Киотский протокол, по которому промышленно развитые страны взяли на себя ограничения (квоты) по выбросу парниковых газов (прежде всего углекислого) в атмосферу. На практике это привело не к уменьшению выбросов, а к торговле квотами. Сейчас научный мир довольно скептически относится к идее влияния человеческой деятельности на изменения климата. США так и не ратифицировали Киотский протокол, а Канада вообще из него вышла.
Пыль, попадающая в атмосферу за счет эрозии почвы, пыльцы растений и т.д. также играет существенную роль в атмосферных явлениях. Вокруг частичек пыли конденсируется водяной пар, благодаря чему образуются облака и идут дождь и снег.
Тропосфера является составной частью . Она ближе всех расположена к поверхности Земли. Планета, вместе со всеми живыми существами, каждый день испытывает ее влияние.
Вконтакте
Расположение в пространстве
Высота тропосферы составляет 12 км в районе верхней границы . Значение носит условный характер, определяется географической широтой и климатическими условиями. Зимой и во время циклонов оно уменьшается, летом и при антициклонах – увеличивается . В районе полюсов верхняя точка находится на расстоянии около 8 км, экватора – 17 км, умеренных широт – 11 км. Следует вывод, что граница тропосферы пролегает на разной высоте .
По мере подъема вверх, давление и температура в тропосфере снижается на 0,5 – 0,7 градусов через каждые 100 метров. На неопределенном уровне она достигает минус 40 – 80 С и перестает падать. Начинается тропопауза – верхний слой. Он распространяется на высоту от нескольких сотен метров до 3 км. Осуществляет функции пограничника между двумя сферами . Толщина тропосферы — величина непостоянная .
Тропопауза часто разрушается и создается под влиянием климата . Например, в субтропиках это происходит под действием струйных течений. Она регулирует климат, подстраиваясь под полярные и тропические потоки. Часто этот сложный процесс порождает две тропопаузы , одна из которых распадается. Таким образом, толщина тропосферы напрямую зависит от температурного профиля .
Формирование облаков в тропосфере.
Характеристика тропосферы
Нижний пласт атмосферы заключает около 90 % водяных паров и 80 % воздуха от общего объема. Этим обусловлена высокая плотность нижней тропосферы – 103 г/м3. В пограничном пласте показатель падает параллельно температуре и составляет 10 г/м3. Процессы жизнедеятельности, происходящие на планете, выделение газов из разломов коры влияют на состав нижнего пласта .
Воздух тропосферы, ее околоземной части, более чем наполовину (78 %) состоит из азота , но включает и другие компоненты:
- Аргон;
- Углекислый газ.
Нижняя (приземная) часть, заселенная летающими микроорганизмами, засорена пылью.
Состав стратосферы, следующей за тропопаузой, отличается повышенным содержанием озона . Здесь расположен озоновый слой, защищающий все живое на планете от солнечной радиации. Ближайшие к тропопаузе части, содержат много аэрозольных частиц . Они попадают с извержениями вулканов. Водяного пара в сфере практически нет. Температура по достижении мезосферы возрастает до 0 градусов.
Для тропосферы можно выделить следующие особенности:
- Снижение температурных показаний при удалении от Земли;
- Повышенная влажность;
- Высокая плотность;
- Образование воздушных ям;
- Формирование климата.
Внимание! Все погодные условия образуются преимущественно в надземной сфере. Иногда на высоте 25 км скапливается конденсат в нижних пластах стратосферы, и образуются перламутровые облака.
Характеристика тропосферы обусловлена наличием разных слоев в ее составе . А особенности тропосферы имеют огромное влияние на формирование погодных условий и климата.
Функции
Общеизвестно, что земля прогревается за счет солнечного света. Он проходит через атмосферу. По какой причине, с возвышением над ландшафтной оболочкой, температура понижается?
Солнечная энергия представлена коротковолновыми лучами , которые попадают на земную кору, игнорируя воздушное пространство. Что характерно, от прогретой поверхности исходят длинноволновые лучи для прогрева тропосферы. Проводят сравнение данного природного явления с оранжереями. Их стекла пропускают световые потоки , согреваются земной энергией. Это называется «парниковый эффект ».
Небесное светило ежедневно отправляет одинаковое количество тепла. Суша и водоемы, различные их участки, по-разному его воспринимают и отражают . Для проникновения в атмосферный фронт нужно время. Но воздух передвигаясь под действием ветров, меняет компоненты и температуру. Передвижение воздушных масс — ключевая характеристика тропосферы. Движение происходит снизу вверх или в боковых направлениях.
Особую роль играет пыль, что собирается в приземном слое. Она состоит из определенных частиц, необходимых для формирования конденсата. Пылеобразование в незначительной степени защищает планету от ультрафиолетового излучения .
Процесс образования парникового эффекта — схема.
Процессы образования
Рассмотрим, что образуется в надземной сфере:
- Облачность – формируются из испарений и частиц пыли . Мрачные облака называют тучами. Их отличие заключается в повышенном содержании конденсата, цвет объясняется плотностью. Понятия тучности в метеорологии нет. Кучево-дождевые облака могут спровоцировать шквалы и смерчи .
- Осадки – выпадают, когда наступает критическая точка содержания жидкости в облаках. Воздух тропосферы более чем наполовину разбавлен влажностью . Дожди, снега начинаются при 100%-ном заполнении.
- Туманы – конденсация мельчайших капель воды . Происходит при температуре от -15 до -100С. Характерно проявление в морозную погоду в городах, на аэродромах, ж/д станциях. Возникают в результате выброса газов в атмосферу техникой через выхлопные трубы.
- Электрические явления — грозы, молнии, зарницы. Область появления – граница тропосферы. Тропопауза может проходить через грозовые тучи или быть ниже. Она разрушается, чтобы занять верхнее положение. Здесь же, возникает турбулентность.
- Литометеоры – проявляются в пыльной поземке и мгле, песчаных бурях и вихрях, дыме. Метеоявления образуются под влиянием ветра . Он поднимает с земли частицы песка, пыли, разносит их на различные расстояния, что ухудшает видимость.
- Ветер – последствие неравномерного нагрева земной коры , разницы давления в теплых и холодных воздушных пластах.
Формирование ветра и осадков — схема.
Аномалия
Какой слой отвечает за метеоусловия теперь понятно, но воздух находится и над тропосферой. Это позволяет в зимне-весенний период в полярных широтах наблюдать северное сияние. Оно зарождается на вышине 15 — 27 км . Необходимо, чтобы температура в средней сфере составляла менее 195 градусов по Кельвину. Эффект достижим при условии активного вулканизма. Сейсмографический фактор влияет на образование определенного вещества .
Граница тропосферы может преодолеваться воздушными потоками, если на их пути встают горы. Волна меняет горизонтальное направление на вертикальное, и выбивается из нижнего слоя. Попадая в срединную сферу, воздух создает зону пониженной температуры . Для благоприятного развития горных потоков, ветер должен:
- Постепенно ускоряться с подъемом вверх;
- Иметь угол направленности по отношению к препятствию 30 градусов;
- Обладать скоростью 20 узлов и более.
Циклон (область пониженного давления)
Атмосфера. Ветер
Итог
Надземный пласт планеты представляет собой генератор погоды . Состав нижней стратосферы и верхней тропосферы практически идентичен. В данных областях надземного пространства осуществляются жизненно важные процессы.
Газовая оболочка нашей планеты, которая защищает ее от жестких космических воздействий извне, носит название атмосфера. Без нее жизнь на Земле была бы невозможна. Ее толщина составляет несколько тысяч километров, и состоит атмосфера из нескольких слоев. Какой же из них называется тропосферой?
Определение
Что такое тропосфера и какова ее толщина? Все изменения, которые происходят в этом слое атмосферы, оказывают существенное влияние на погодные условия на Земле. Тропосферой называется самый нижний слой атмосферы. Он составляет порядка 75 % от ее общей массы. В тропосфере содержится 99 % всей массы аэрозолей атмосферы и водяного пара.
Слово это произошло из древнегреческого языка. Оно состоит из двух корней - «тропос» (поворот, изменение) и «сфера» (шар). Тропосферой называется нижний слой газовой оболочки, который наиболее тесно взаимодействует с верхними слоями нашей планеты - гидросферой и литосферой. В нем происходит постоянный обмен влагой, теплом, а также химическими элементами.
Свойства
Интересующимся тем, что такое тропосфера, будет интересно узнать, что ее толщина неодинакова. В умеренных широтах она не превышает 17 км, в тропиках - 20 км. Около полюсов земного шара она составляет не более 10 км. Нижний слой тропосферы является пограничным, и его глубина - от нескольких сотен метров до 2 км.
На него большое влияние оказывают воздушные потоки на поверхности планеты, очертания суши, а также суточный ритм. Через каждые 100 м подъема в тропосферном слое газовой оболочки температура воздуха в тропосфере падает в среднем на 0,65 градусов по Цельсию. Общая толщина атмосферы при этом не превышает 25 тыс. км.
По мере того как плотность воздуха снижается, атмосфера без какой-либо четкой границы переходит в космическое пространство. При этом верхняя граница газовой оболочки заканчивается на уровне 20 тыс. км. Нижняя граница тропосферы проходит по уровню поверхности планеты.
Состав тропосферы
Приземный слой состоит из двух важнейших химических элементов - азота и кислорода. Содержание азота составляет 78 % всей газовой оболочки Земли; кислорода - 21 %. Важнейшую роль для поддержания жизни на нашей планете играют вода, кислород и углекислота. Важную роль в процессе питания растений играет круговорот азота. Также важным компонентом является и водяной пар, благодаря которому поддерживается необходимый уровень температуры. Пар попадает в тропосферу благодаря испарениям с поверхности океана.
Азот, большая доля которого содержится в атмосфере, служит своеобразным разбавителем для кислорода. Об углекислоте можно сказать, что ее содержание в газовой оболочке планеты довольно изменчиво. Углекислый газ поступает в тропосферу из различных источников - вулканических извержений, от организмов, из почвы, продуктов биологического распада и т. д. Несмотря на низкое содержание этого газа в тропосфере, его роль для поддержания жизни исключительно велика, ведь он необходим растениям для процессов фотосинтеза.
Также большое значение для тропосферы имеет и пыль, большая часть которой поднимается с материков. В ее состав входят частицы различных минералов, солей, споры и микроорганизмы. Помутнение атмосферы из-за пыли ослабляет защиту планеты от солнечной радиации.
Процессы в тропосфере
Слой, следующий за тропосферой - стратосфера. Атмосфера включает в себя также и другие слои - мезосферу, экзосферу и термосферу. Однако важнейшим слоем для поддержания жизни на Земле является тропосфера, точнее, ее нижний слой. Два слоя разделены между собой тропопаузой - тонким переходным участком, где температура перестает снижаться пропорционально увеличению высоты.
Биосфера, а также большая часть атмосферного воздуха располагаются в тропосфере. Именно здесь образуются различные типы облаков, формируются погодные фронты и воздушные массы, циклоны и антициклоны. В тропосфере находится вся система воздушных течений. В результате процессов конденсации образуются облака, вызывающие выпадение атмосферных осадков в виде дождя, града или снега.
Переходы воды из одного состояния в другое осуществляются именно в тропосфере. У поверхности планеты давление воздуха выше, чем в верхних слоях. Процессы, происходящие в данном слое атмосферы, оказывают влияние на климат и погодные условия.
Значение атмосферы
Какова же роль газовой оболочки нашей планеты? Во-первых, в ее нижнем слое - а именно, в тропосфере - сосредоточены практически все запасы воздуха. Благодаря этим запасам живые организмы имеют возможность дышать. Значение атмосферы для жизни на Земле нельзя переоценить - ведь без воздуха наша планета была бы необитаемой, как и другие небесные тела в Солнечной системе. А в верхней части газовой оболочки находится озоновый слой, который защищает Землю от космических воздействий. Благодаря ему опасное не попадает на нашу планету.
Приземный слой
Те, кто изучает, что такое тропосфера, должны знать и о самом нижнем ее слое, который носит название приземного. В нем содержится большое количество пыли, а также различных летучих микроорганизмов. В приземном слое хорошо выражены суточные колебания температуры, а также влажность воздуха. С увеличением высоты возрастает скорость ветра. В данном слое наблюдается вертикальное распределение температуры воздуха.
Что такое тропосфера и каково ее значение для всего живого на Земле, знает каждый школьник. Ведь именно ее приземный слой представляет собой среду обитания для всех живых организмов. Большое влияние на состав и строение приземного слоя тропосферы оказывают газы из разломов литосферы, а также существование жизни.
Самой нижней частью атмосферы Земли является тропосфера, которая составляет около 75 % массы атмосферы и 99 % ее водного пара и аэрозолей. В этом слое атмосферы температура понижается с высотой. Название «тропосфера» происходит от греческого «trоpos», что означает поворот, изменение, сфера. Большинство явлений, происходящих в тропосфере, оказывают огромное влияние на ежедневную погоду на Земле.
В умеренных широтах средняя глубина тропосферы составляет 17 км, в тропических районах - до 20 км, а около полюсов - 7-10 км . Нижняя часть тропосферы является планетарным пограничным слоем глубиной от нескольких сот метров до 2 км, на который очень влияют воздушные потоки Земли, а также очертания ее суши и время суток. В тропосфере при подъёме через каждые 100 м температура уменьшается, в среднем, на 0,65 градуса.Над тропосферой расположена стратосфера, и отделяются они друг от друга тропопаузой - тонким переходным слоем, в котором с увеличением высоты прекращается снижение температуры. Большая часть атмосферного воздуха и значительная часть биосферы находится в тропосфере, в этой зоне образуются все типы облаков, образуются воздушные массы и фронты, формируются циклоны и антициклоны. Именно в тропосфере существует система воздушных течений, или так называемая общая циркуляция атмосферы.
Тропосфера характеризуется постоянно меняющимся горизонтальным разделением на воздушные массы, которые зависят от широты и той поверхности, над которой они образуются. На границах воздушных масс - атмосферных фронтах - формируются циклоны и антициклоны, способствующие перемещению воздушных масс и фронтов, которые вызывают периодические изменения погоды у земной поверхности и в слоях, расположенных выше.
Основная часть водяного пара атмосферы содержится в тропосфере, где сильно развита турбулентность, особенно над земной поверхностью. Содержание водяного пара в тропосфере изменяется при взаимодействии процессов конденсации, испарения и горизонтального переноса. Результатами конденсации водяного пара является образование облаков и выпадение атмосферных осадков в виде дождя, снега и града, следовательно, процессы фазовых переходов воды осуществляются в тропосфере. Давление воздуха у поверхности земли выше, чем на верхней границе тропосферы. Процессы, которые происходят в тропосфере, влияют на погоду и климат у поверхности Земли.
Нижний слой тропосферы называется приземным, он содержит много пыли и летучих микроорганизмов. В этом слое суточная температура и влажность воздуха хорошо выражены, скорость ветра возрастает с поднятием на высоту. От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра увеличивается примерно в 3 раза. В приземном слое атмосферы наблюдается слабый ветер, повышенная влажность, вертикальное распределение температуры. Эта зона является средой обитания человека, животных и растений.
Вертикальное распределение температуры наблюдается, благодаря особенностям поглощения земного и солнечного излучений в тропосфере и конвективной передачи тепла. Водяной пар является основным поглотителем излучения в атмосфере, содержание его с высотой уменьшается, температура воздуха также уменьшается. Нагретый воздух от земли перемещается в атмосферу, возникает конвекция, которая и меняет вертикальное распределение температуры. Солнечные лучи, проходя через тропосферу, нагревают землю, которая отдает тепло назад в атмосферу, где оно накапливается. Этот процесс называется парниковый эффект. Следовательно, Земля является источником тепла для атмосферы.
Состав и строение
На состав и строение тропосферы влияет выход газов из разломов земной коры и существование жизни на Земле. Приземный слой, слой обитания живых организмов, состоит из двух важных газообразных компонента: азота (N2) и кислород (О2) - соответственно 78 и 21% объема воздушной оболочки Земли. Первостепенную роль для живых организмов играют вода, кислород и углекислый газ. Круговорот азота в природе играет значимую роль в питании растений. В процессе фотосинтеза растения образуется кислород, который используется при дыхании микро- и макроорганизмов, и выделяется углекислый газ. Водяной пар является необходимым компонентом жизни на Земле и способствует поддержанию температуры на ее поверхности. Он, в основном, поступает в атмосферу при испарении воды с океанической поверхности.
Похожие материалы:
Loading...