Στρώματα της ατμόσφαιρας

Η ατμόσφαιρα της Γης σχηματίζεται από διάφορα στρώματα αερίων που περιβάλλουν τη Γη λόγω των επιπτώσεων του βαρυτικού πεδίου.

Κάθε στρώμα έχει μια ειδική σύνθεση αερίων που οργανώνονται σύμφωνα με την πυκνότητα τους. Τα πυκνότερα αέρια τραβιούνται πιο κοντά στην επιφάνεια της Γης, ενώ τα υπόλοιπα παραμένουν πιο μακριά από τον πλανήτη.

Λόγω των διαφορετικών χαρακτηριστικών που παρουσιάζουν τα αέρια, τα στρώματα της ατμόσφαιρας έχουν τα δικά τους χαρακτηριστικά και παίζουν συγκεκριμένους ρόλους στη σχέση τους με τη Γη.

Τα πέντε στρώματα που σχηματίζουν την χερσαία ατμόσφαιρα είναι: τροπόσφαιρα, στρατόσφαιρα, μεσόσφαιρα, θερμοσφαίρια και εξωσφαίρια.

Troposphere

Η τροπόσφαιρα είναι το πυκνότερο στρώμα της ατμόσφαιρας και επομένως το πλησιέστερο στην επιφάνεια της Γης. Υπολογίζεται ότι η συνολική ατμοσφαιρική μάζα είναι 5x1018 kg και ότι το 75% αυτής της ποσότητας βρίσκεται στην τροπόσφαιρα.

Το πάχος της τροπόσφαιρας κυμαίνεται από 8 χλμ. Έως 14 χλμ., Ανάλογα με την περιοχή της Γης. Τα πιο λεπτά σημεία (όπου το πάχος φτάνει τα 8 χλμ.) Βρίσκονται στους βόρειους και νότιους πόλους.

Επειδή είναι το χαμηλότερο στρώμα της ατμόσφαιρας, η τροπόσφαιρα είναι υπεύθυνη για τη φιλοξενία της ζωής στον πλανήτη και είναι επίσης όπου συμβαίνουν σχεδόν όλα τα κλιματικά φαινόμενα. Ο όρος τροπόσφαιρα προέρχεται από τις ελληνικές τροπές (αλλαγή) για να αντικατοπτρίζει τη δυναμική φύση της κλιματικής αλλαγής και τη συμπεριφορά αυτού του στρώματος της ατμόσφαιρας.

Η περιοχή της τροπόσφαιρας που οριοθετεί το τέλος και την αρχή της στρατόσφαιρας ονομάζεται τροπόπαυση. Η τροπόπαυση είναι εύκολα αναγνωρίσιμη μέσα από τα διαφορετικά πρότυπα πίεσης και θερμοκρασίας κάθε στρώματος.

Σύνθεση της τροπόσφαιρας

Όσον αφορά τον όγκο, η τροπόσφαιρα αποτελείται από 78, 08% άζωτο, 20, 95% οξυγόνο, 0, 93% αργόν και 0, 04% διοξείδιο του άνθρακα. Ο αέρας επίσης αποτελείται από ένα μεταβλητό ποσοστό υδρατμών που εισέρχεται στην τροπόσφαιρα μέσω του φαινομένου της εξάτμισης.

Θερμοκρασία στην τροπόσφαιρα

Όπως και η πίεση, η θερμοκρασία στην τροπόσφαιρα μειώνεται επίσης καθώς αυξάνεται το υψόμετρο. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι το έδαφος απορροφά το μεγαλύτερο μέρος της ηλιακής ενέργειας και θερμαίνει τα χαμηλότερα επίπεδα της τροπόσφαιρας. Έτσι, λαμβάνοντας υπόψη ότι η εξάτμιση είναι μεγαλύτερη στις πιο θερμές περιοχές, οι υδρατμοί είναι περισσότερο παρόντες στο επίπεδο της θάλασσας και πιο σπάνιοι σε υψηλότερα υψόμετρα.

Τι μπορεί να βρεθεί στην τροπόσφαιρα;

Μερικά παραδείγματα του τι μπορούν να βρεθούν στην τροπόσφαιρα είναι:

• Κλίμα
• Προκαταβολές όπως βροχή, χιόνι και χαλάζι.
• Αέρια όπως άζωτο, οξυγόνο, αργό και διοξείδιο του άνθρακα
• Σύννεφα
• Πουλιά

Στρατόσφαιρα

Η στρατόσφαιρα είναι η δεύτερη μεγαλύτερη στρώση της ατμόσφαιρας και επίσης η δεύτερη πιο κοντά στην επιφάνεια της γης. Υπολογίζεται ότι περιέχει περίπου το 15% της συνολικής μάζας της γης της ατμόσφαιρας.

Το πάχος της στρατόσφαιρας είναι 35 χλμ. Από την τροπóπαυση, που σημαίνει ότι βρίσκεται ανάμεσα στην τροπόσφαιρα και τη μεσόσφαιρα. Ο όρος στρατόσφαιρα προέρχεται από το στρώμα της Ελλάδας, για να υποδηλώσει το γεγονός ότι η ίδια η στρατόσφαιρα υποδιαιρείται σε άλλα μικρότερα στρώματα.

Τα στρώματα της στρατόσφαιρας σχηματίζονται λόγω της απουσίας κλιματικών φαινομένων που αναμιγνύουν τον αέρα. Έτσι, υπάρχει ένας σαφής διαχωρισμός μεταξύ του ψυχρού και του βαρέου αέρα, που βρίσκεται κάτω, και του θερμού, ελαφρού αέρα που βρίσκεται πάνω. Έτσι, όσον αφορά τη θερμοκρασία, η στρατόσφαιρα λειτουργεί κατά τρόπο αντίθετο προς την τροπόσφαιρα

Όντας μια πολύ σταθερή περιοχή (επειδή δεν υπάρχουν αλλαγές αέρα), οι πιλότοι του αεροπλάνου τείνουν να παραμένουν στην αρχή της στρατόσφαιρας για να αποφύγουν τις αναταράξεις. Σε αυτό το υψόμετρο τα αεροπλάνα και τα μπαλόνια φτάνουν στο μέγιστο βαθμό απόδοσης.

Μερικά αεροσκάφη, ειδικά αεριωθούμενα αεροσκάφη, ανεβαίνουν στη στρατόσφαιρα για να αποφευχθούν οι τριβές και οι αλλαγές του αέρα.

Η στρατόσφαιρα περιέχει επίσης το γνωστό στρώμα όζοντος, υπεύθυνο για την απορρόφηση του μεγαλύτερου μέρους της υπεριώδους ακτινοβολίας που εκπέμπεται από τον ήλιο. Χωρίς τη στιβάδα του όζοντος, η ζωή στη Γη, όπως την ξέρουμε, δεν θα ήταν δυνατή.

Όπως και η τροπόσφαιρα, η στρατόσφαιρα έχει επίσης μια περιοχή που οριοθετεί το τέλος της και σηματοδοτεί την αρχή της μεσόσφαιρας, που ονομάζεται στρωματοπάθεια.

Σύνθεση της στρατόσφαιρας

Τα περισσότερα από τα στοιχεία που βρίσκονται στην επιφάνεια της Γης και στην τροπόσφαιρα δεν φθάνουν στη στρατόσφαιρα. Αντ 'αυτού, είναι κοινό για τους:

• αποσυντίθεται στην τροπόσφαιρα
• να εξαλειφθεί από το ηλιακό φως
• να επιστρέψετε στην επιφάνεια της Γης με βροχή ή άλλες βροχοπτώσεις

Λόγω της ανατροπής στη δυναμική της θερμοκρασίας μεταξύ της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας, δεν υπάρχει σχεδόν καμία ανταλλαγή αέρα μεταξύ των δύο στρωμάτων, προκαλώντας ύδρευση υδρατμών μόνο σε μικρές ποσότητες στη στρατόσφαιρα. Για το λόγο αυτό, ο σχηματισμός σύννεφων σε αυτό το στρώμα είναι εξαιρετικά δύσκολο.

Όσον αφορά τα αέρια, η στρατόσφαιρα σχηματίζεται κυρίως από το όζον που υπάρχει στη στιβάδα του όζοντος. Πιστεύεται ότι το 90% του όλου όζοντος στην ατμόσφαιρα βρίσκεται σε αυτήν την περιοχή. Επιπλέον, η στρατόσφαιρα περιέχει στοιχεία που μεταφέρονται από ηφαιστειακές εκρήξεις, όπως οξείδια του αζώτου, νιτρικό οξύ, αλογόνα κ.λπ.

Θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα

Η θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα αυξάνεται καθώς αυξάνεται το υψόμετρο, κυμαινόμενο από -51 ° C στο χαμηλότερο σημείο (tropopause) έως -3 ° C στο υψηλότερο σημείο (stratopause).

Τι μπορεί να βρεθεί στη στρατόσφαιρα;

Μερικά παραδείγματα για το τι μπορεί να βρεθεί στη στρατόσφαιρα είναι:

• Στρώμα όζοντος
• Αεροπλάνα και μπαλόνια κλίματος
• Μερικά πουλιά

Μεσόσφαιρα

Η μεσόσφαιρα είναι το τελευταίο ατμοσφαιρικό στρώμα στο οποίο τα αέρια αναμειγνύονται ακόμα στον αέρα και δεν οργανώνονται από τη μάζα τους. Θεωρείται από την επιστήμη το πιο δύσκολο στρώμα για μελέτη, επομένως υπάρχουν λίγες επιβεβαιωμένες πληροφορίες γι 'αυτό.

Το πάχος της μεσοσφαίρας είναι επίσης 35 χιλιόμετρα, υπολογιζόμενο από τη στιβάδα, που σημαίνει ότι βρίσκεται μεταξύ της στρατόσφαιρας και της θερμοσφαίρας. Ο όρος μεσόσφαιρα προέρχεται από τον ελληνικό μεσο (μεσαίο), που είναι ο τρίτος ανάμεσα στα πέντε στρώματα της γήινης ατμόσφαιρας

Τα μπαλόνια του κλίματος και τα αεροσκάφη δεν είναι σε θέση να φτάσουν τόσο ψηλά όσο φτάνουν στη μεσόσφαιρα. Ταυτόχρονα, οι δορυφόροι είναι σε θέση να περιστρέφονται πάνω από αυτό με τέτοιο τρόπο ώστε να μην μπορούν να μετρήσουν σωστά τα χαρακτηριστικά του στρώματος. Ο μόνος τρόπος μελέτης της μεσοσφαίρας σήμερα είναι η χρήση ηχητικών πυραύλων που συλλέγουν ελάχιστες πληροφορίες ανά αποστολή.

Είναι στη μεσόσφαιρα ότι η καύση των ουράνιων σωμάτων εισέρχεται στην χερσαία ατμόσφαιρα, προκαλώντας φαινόμενα όπως ντους μετεωριτών.

Το μετεωριτικό ντους εμφανίζεται όταν ένα ουράνιο σώμα εισέρχεται στην ατμόσφαιρα της Γης. Λόγω της πολύ υψηλής θερμοκρασίας, το ουράνιο σώμα καίγεται και γενικά διαλύεται σε αρκετά μικρότερα κομμάτια.

Σύνθεση της μεσοσφαίρας

Το ποσοστό οξυγόνου, αζώτου και διοξειδίου του άνθρακα στη μεσόσφαιρα είναι ουσιαστικά το ίδιο με αυτό των κατωτέρω στρώσεων. Ο υδρατμός είναι ακόμη πιο σπάνιος από ό, τι στη στρατόσφαιρα, η οποία με τη σειρά του μεταφέρει ένα μέρος του όζοντος στη μεσόσφαιρα.

Η μεσόσφαιρα έχει επίσης υλικό που προέρχεται από μετεωρίτες που εξατμίζονται όταν εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Έτσι, η μεσόσφαιρα αποτελείται επίσης από ένα σχετικά υψηλό ποσοστό σιδήρου και άλλων μετάλλων.

Θερμοκρασία στη μεσόσφαιρα

Η θερμοκρασία στη μεσόσφαιρα μειώνεται όσο αυξάνεται το υψόμετρο, κυμαινόμενο από -3 ° C στο χαμηλότερο σημείο (stratopause) έως -143 ° C στο υψηλότερο σημείο, τη μεσοπότα, την πιο ψυχρή περιοχή της ατμόσφαιρας της Γης.

Τι μπορεί να βρεθεί στη στρατόσφαιρα;

Μερικά παραδείγματα για το τι μπορεί να βρεθεί στη στρατόσφαιρα είναι:

• Μέσα καύσης
• Noctilucent σύννεφα (ένα ιδιαίτερο είδος σύννεφων που λάμπουν τη νύχτα)

Θερμόσφαιρα

Η θερμοσφαίρα βρίσκεται πάνω από τη μεσόσφαιρα και κάτω από την εξάσφαιρα. Το πάχος του είναι περίπου 513 χιλιόμετρα, δηλαδή πολύ μεγαλύτερο από όλα τα χαμηλότερα στρώματα.

Αν και η θερμοσφαίρα θεωρείται μέρος της ατμόσφαιρας της Γης, η πυκνότητα του αέρα είναι τόσο χαμηλή ώστε το μεγαλύτερο μέρος του στρώματος θεωρείται εσφαλμένα ως αστρικό διάστημα. Αυτή η ιδέα ενισχύεται από το γεγονός ότι το στρώμα δεν έχει αρκετά μόρια για να μετακινηθούν τα ηχητικά κύματα.

Στη θερμοσφαίρα, η υπεριώδης ακτινοβολία προκαλεί τα φαινόμενα φωτοβιοποίησης μορίων, δηλαδή τη δημιουργία ιόντων μέσω της επαφής μεταξύ ενός φωτονίου και ενός ατόμου. Αυτό το φαινόμενο είναι υπεύθυνο για τη δημιουργία της ιονόσφαιρας, που βρίσκεται μέσα στη θερμοσφαίρα. Η ιονόσφαιρα παίζει σημαντικό ρόλο στη διάδοση των ραδιοκυμάτων σε απομακρυσμένες περιοχές της Γης.

Είναι στη θερμοσφαίρια που τροχιάζει τους δορυφόρους και τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS). Επιπλέον, υπάρχει στη θερμοσφαίρα το aorora borealis.

Το aorora borealis συμβαίνει με τη σύγκρουση των ηλιακών σωματιδίων με την επίγεια ατμοσφαιρική πυκνότητα.

Η λέξη θερμοσφαιρία προέρχεται από τον ελληνικό όρο thermos, αντανακλώντας το γεγονός ότι οι θερμοκρασίες είναι εξαιρετικά υψηλές σε αυτό το στρώμα.

Το όριο μεταξύ της θερμοσφαίρας και της εξωσφαίρας ονομάζεται θερμοψεκασμός.

Σύνθεση της θερμοσφαίρας

Σε αντίθεση με τα παρακάτω στρώματα, στα οποία τα αέρια αναμιγνύονται, στη θερμόσφαιρα τα σωματίδια σπάνια συγκρούονται, με αποτέλεσμα την ομοιόμορφη κατανομή των στοιχείων. Επιπλέον, πολλά από τα μόρια που υπάρχουν στη θερμοσπασία σπάνε από το ηλιακό φως.

Στα άνω μέρη της θερμοσφαίρας αποτελούνται από ατομικό οξυγόνο, ατομικό άζωτο και ήλιο.

Θερμοσφαιρική θερμοκρασία

Η θερμοκρασία στη θερμοσφαίρα μπορεί να κυμαίνεται από 500 ° C έως 2000 ° C. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι τόση ηλιακή ακτινοβολία είναι παράλογη σε αυτό το στρώμα.

Τι μπορεί να βρεθεί στη θερμοσφαίρα;

Μερικά παραδείγματα για το τι μπορεί να βρεθεί στη θερμοσφαίρα είναι:

• Δορυφόροι
• Στις παλιές μέρες, το διαστημικό λεωφορείο
• ISS
• Βόρεια φώτα
• Ιονόσφαιρα

Εξάσφαιρα

Η εξάσφαιρα είναι το μεγαλύτερο εξωτερικό στρώμα της ατμόσφαιρας της Γης. Τεντώνει για 600 χιλιόμετρα έως ότου στενεύει και αναμιγνύεται με τον διαπλανητικό χώρο. Αυτό κάνει το πάχος του να είναι 10000 χιλιόμετρα. Τα πιο μακρινά σύνορα της εξάσφαιρας φτάνουν στα μισά του ουρανού.

Ο όρος εξόσφαιρα προέρχεται από το ελληνικό εξω (εξωτερικό), γεγονός που σηματοδοτεί το γεγονός ότι πρόκειται για το τελευταίο ατμοσφαιρικό στρώμα πριν από το κενό χώρου.

Σύνθεση της εξωσφαίρας

Τα σωματίδια στην εξάσφαιρα είναι εξαιρετικά απομακρυσμένα και συνεπώς δεν ταξινομούνται ως αέρια επειδή η πυκνότητα είναι πολύ χαμηλή. Είναι πιθανό ένα σωματίδιο να ταξιδεύει για εκατοντάδες χιλιόμετρα μέχρι να συγκρουστεί με ένα άλλο. Δεν θεωρούνται επίσης πλάσμα επειδή δεν είναι ηλεκτρικά φορτισμένες.

Στις χαμηλότερες περιοχές της εξάσφαιρας, είναι δυνατό να βρεθεί υδρογόνο, ήλιο, διοξείδιο του άνθρακα και ατομικό οξυγόνο, που παραμένουν ελάχιστα συνδεδεμένα στη Γη από το βαρυτικό πεδίο.

Θερμοκρασία στην εξάσφαιρα

Λόγω του γεγονότος ότι η εξάσφαιρα είναι σχεδόν άδεια (λόγω της απουσίας αλληλεπίδρασης μεταξύ μορίων) η θερμοκρασία στο στρώμα είναι σταθερή και κρύα.

Τι μπορεί να βρεθεί στην εξωσφαίρια;

Μερικά παραδείγματα για το τι μπορεί να βρεθεί στην εξωσφαίρια είναι:

• Διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble
• Δορυφόροι