Тропосфера - это один из слоев атмосферы Земли. Она имеет наибольшее влияние на планету и лучше всего изучена человеком. Какой состав имеет тропосфера? Какими свойствами она обладает?

Слои атмосферы

Газовая оболочка нашей планеты называется атмосферой. Она словно обволакивает Землю. В нижней части она соприкасается с земной корой и поверхностью гидросферы, в верхней части - соединяется с космическим пространством.

Атмосфера движется вместе с планетой и удерживается около неё благодаря силам гравитации. Её свойства, такие как плотность, состав, температура, влажность, неодинаковы на разных уровнях. В зависимости от их характера газовую оболочку разделяют на несколько зон - слоев. Какими слоями обладает атмосфера?

Тропосфера является самым нижним. Здесь формируется погода, возникают облака. Дальше следует стратосфера. В ней содержится много озона, который задерживает часть ультрафиолетового излучения, делая его менее опасным для нас. Самым холодным слоем является мезосфера. Температура в нем опускается ниже -90 градусов.

Примерно с высоты 90 и до 500 километров находится термосфера. Именно в этом слое происходит полярное сияние. Из-за большого количества ионизированных атомов мезосфера и термосфера объединяются под названием "ионосфера". Последний слой - экзосфера. Он сильно разрежен и не имеет четкой внешней границы, плавно сливаясь с межпланетным пространством.

Тропосфера

Тропосфера - это слой атмосферы, который начинается от самой Он оказывает на планету наибольшее влияние. Высота тропосферы зависит от географической широты. В полярных регионах она заканчивается на высоте 10 километров, в экваториальных областях её верхняя граница достигает 18 километров.

Нижняя часть тропосферы называется планетарным пограничным уровнем. Его толщина составляет от одного до двух километров. Здесь происходит наиболее активное взаимодействие воздушной оболочки с гидросферой и твердой земной поверхностью.

К стратосфере тропосфера не примыкает напрямую. Между ними есть промежуточный слой - тропопауза, толщина которого составляет от нескольких сотен метров до двух километров. Температура в нем не изменяется с высотой, в отличие от тропосферы. Высота слоя может изменяться: с циклонами она уменьшается, с антициклонами - увеличивается.

Состав

Тропосфера - это наиболее весомая часть атмосферы. На неё приходится больше 75 % массы газовой оболочки. Тропосфера содержит почти все количество водяного пара атмосферы (98 %). Остальные слои практически лишены этой составляющей.

На нижнем, приземном уровне слоя находится 99 % аэрозолей, присутствующих в газовой оболочке. Они представляют собой мелкие частицы, поднятые с поверхности земли воздушными массами: пыль, молекулы дыма, споры растений, морская соль.

Воздух тропосферы сильно насыщен кислородом и азотом. Они участвуют в круговороте веществ в природе и являются основными компонентами, которые необходимы для поддержания жизни на Земле. Всего в атмосфере на кислород приходится 21 % массы, а на азот - 78 %.

В тропосфере большое содержание аргона и углекислого газа, по сравнению с другими слоями. Кроме того, в ней содержатся и остальные составляющие атмосферы (неон, аммиак, ксенон, радон, гелий, водород, озон и т. д.), но в незначительных количествах.

Физические свойства

Основными физическими параметрами слоя являются плотность, влажность, температура и давление. Эти свойства являются важным фактором для формирования климата и погоды на Земле. В различных местностях и разных широтах их показатели неодинаковы.

Поверхность планеты, в особенности Мировой океан, аккумулирует солнечное тепло и отдает его воздуху. Поэтому внизу температура в тропосфере больше. Влажность также повышена в нижних участках слоя и уменьшается с высотой. Это влияет и на температуру - на каждые сто метров подъема в высоту она уменьшается на 0,65 градуса, пока не достигнет тропопаузы.

Плотность и давление также уменьшаются с высотой. Например, давление в верхней части слоя в 6-7 раз меньше, чем на уровне моря. Плотность уменьшается чуть медленнее, но её изменения тоже заметны.

Воздух становится разреженным и содержит меньше кислорода и азота на единицу объема. Из-за этого в горах, как правило, дышать труднее, а долгое пребывание на больших высотах проявляется кислородным голоданием.

Формирование погоды

Тропосфера - это слой атмосферы, который активнее всего взаимодействует с поверхностью Земли. Её физические свойства влияют на погоду на планете.

Разница в давлении, плотности и температуре создает движения воздуха. Более холодные и плотные воздушные массы стремятся к области с меньшей плотностью и температурой. За счет этого формируются фронты, циклоны и антициклоны, определяющие погоду.

Ветер в тропосфере усиливается с высотой. На границе с тропопаузой он в три раза выше, чем у земной поверхности. Он обеспечивает циркуляцию атмосферы, двигаясь как в меридианном, так и в широтном направлении.

Ветер участвует также в переносе влаги и аэрозолей. В тропосфере их удерживают (метан, озон, углекислый газ), не позволяя подниматься выше. Они накапливаются в атмосфере, способствуя формированию различных типов облаков. А их конденсация приводит к выпадению осадков.

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.

Атмосфера имеет слоистую структуру.

От поверхности Земли вверх эти слои:

Тропосфера

Стратосфера

Мезосфера

Термосфера

Экзосфера

Границы между слоями не резкие и их высота зависит от широты и времени года.

Слоистая структура - результат температурных изменений на разных высотах. Погода формируется в тропосфере (нижние примерно 10 км: около 6 км над полюсами и более 16 км над экватором). И верхняя граница тропософеры выше летом, чем зимой.

ТРОПОСФЕРА

Нижняя часть атмосферы, до высоты 10-15 км, в которой сосредоточено 4/5 всей массы атмосферного воздуха, носит название тропосферы. Для нее характерно, что температура здесь с высотой падает в среднем на 0.6°/100 м (в отдельных случаях распределение температуры по вертикали варьирует в широких пределах). В тропосфере содержится почти весь водяной пар атмосферы и возникают почти все облака. Сильно развита здесь и турбулентность, особенно вблизи земной поверхности, а также в так называемых струйных течениях в верхней части тропосферы.

Высота, до которой простирается тропосфера, над каждым местом Земли меняется изо дня в день. Кроме того, даже в среднем она различна под разными широтами и в разные сезоны года. В среднем годовом тропосфера простирается над полюсами до высоты около 9 км, над умеренными широтами до 10-12 км и над экватором до 15-17 км. Средняя годовая температура воздуха у земной поверхности около +26° на экваторе и около -23° на северном полюсе. На верхней границе тропосферы над экватором средняя температура около -70°, над северным полюсом зимой около -65°, а летом около -45°.

Давление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно ее высоте в 5-8 раз меньше, чем у земной поверхности. Следовательно, основная масса атмосферного воздуха находится именно в тропосфере. Процессы, происходящие в тропосфере, имеют непосредственное и решающее значение для погоды и климата у земной поверхности.

В тропосфере сосредоточен весь водяной пар и именно поэтому все облака образуются в пределах тропосферы. Температура уменьшается с высотой.

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 (greenhouse effect). Именно потому, что источником тепла для атмосферы является Земля, температура воздуха с высотой уменьшается >>>

Граница между турбулентной тропосферой и спокойной стратосферой называется тропопауза. Здесь образуются быстро движущиеся ветры, называемые "реактивные потоки" (jet streams)

Когда-то предполагали, что температура атмосферы падает и выше тропософеры, однако измерения в высоких слоях атмосферы показали, что это не так: сразу выше тропопаузы температура почти постоянна, а затем начинает увеличиваться Сильные горизонтальные ветры дуют в стратосфере не образуя турбулентности. Воздух стратосферы очень сухой и поэтому облака редки. Образуются так называемые перламутровые облака (nacreous or mother-of-perl).

Стратосфера очень важна для жизни на Земле, так именно в этом слое находится небольшое количество озона, которое поглощает сильное ультафиолетовое излучение, вредное для жизни. Поглощая ульрафиолетовое излучение озон нагревает стратосферу.

атмосфера тропосфера стратосфера мезосфера

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

Тропосфера земли – нижний слой атмосферы.

Введение

Самым изученным слоем атмосферы является тропосфера, нижний шар Земли.

Его значение трудно оценить, поскольку от этого зависит функционирование ландшафтной оболочки.

В тропосфере происходит зарождение облаков, формируются атмосферные фронты, которые влияют на интенсивность выпадение осадков.

Кроме того, именно в этом слое воздушные массы двигаются вверх или вниз, благодаря чему происходит постоянное перемешивание воздуха, а состав тропосферы стабилен и не изменчив.

Что такое тропосфера

Еще древние греки, занимаясь изучением оболочек Земного шара, дали каждому из них название. Так до наших дней сохранилось название тропосфера, что в переводе с древнегреческого языка означает изменение или поворот шара.

Тропосфера - нижний слой атмосферы, который ближе всех располагается к земной поверхности. Одновременно и самый плотный слой, который постоянно находится в движении из-за воздушных масс.

тропосфера фото

Где находится тропосфера

Располагается этот слой атмосферы между земной поверхностью и стратосферой, средним шаром. Между тропосферой и стратосферой находится так называемая тропопауза, которая является переходным слоем. Здесь наблюдается падение температуры, изменяющаяся с высотой. Она зависит от конкретного времени года, например, зимой тропопауза выше, чем в зимнее время.

Также влияние имеет деятельность циклонов и антициклонов, благодаря чему во время циклонов тропопауза ниже, а при антициклонах выше. Толщина тропопауза также подвижна, как и тропосфера, и постоянно меняется. Минимальная толщина составляет несколько сот метров, а максимальная достигает 3 километров.

таблица строения атмосферы фото

В субтропическом климатическом поясе для тропопаузы характерны значительные разрывы, созданные потоками воздуха. Поэтому может происходить значительное разрушение слоя, а потом образование его снова.

Из чего состоит тропосфера

В состав нижнего слоя атмосферы, который плотно примыкает к земной поверхности, входят жизненно важные химические элементы. К ним относятся:

• Азот;
• Кислород;
• Арагон;
• Углекислый газ.

Этих веществ в тропосфере большое количество, которые вступают во взаимодействие с водородом, инертными газами, в частности, неоном, гелием, ксеноном, озоном, аммиаком, радоном. Общая масса тропосферы составляет почти 80% от общего объема атмосферы. Здесь сосредоточено 80% воздуха Земли и практически весь пар.

Границы тропосферы

Высота нижнего слоя Земли изменяется – от полярных регионов до экватора, колеблясь от 8 до 18 километров. Так, над полярным кругом высота тропосферы равна 8-10 километрам, в умеренных регионах – достигает 12 километров, а на экваторе колеблется от 16 до 18 километров.

тропосфера фото

В этом диапазоне происходит постоянное перемещение воздушных масс, потоки которых способны двигаться по горизонтали и вертикали. Температура также меняется, убывая вверх по вертикали от 0 до 6 градусов на каждые 100 метров. Поэтому средняя температура, возле самых широт, равна -55 градусов по Цельсию. В то время, как на экваторе – 80 градусов по Цельсию.

Функции тропосферы

В данном слое атмосферы наблюдается довольно сильная неустойчивость, поэтому тут происходит формирование теплых и холодных течений воздуха. Это оказывает влияние на земную поверхность, благодаря усилению скорости ветров. Именно они вызывают формирование антициклонов и циклонов.

Наличие водяного пара помогает регулировать процессы конденсации, способствовать испарению, горизонтальному перемещению воздуха. В результате конденсатов происходит формирование облаков, выпадают град, снег и дождь.

Переход от одной стадии осадков к другой происходит в тропосфере. В ее верхней границе давление самой высокое, чем у верхней границы. Тропосфера напрямую влияет на погоду и климатические особенности в различных регионах мира.

В самом нижнем слое тропосферы, который называется приземным, очень много пыли, организмов, способных летать. Здесь ярко выражены температура и влажность воздуха, которые стабильны в течение дня. Скорость ветра растет с высотой, максимально увеличиваясь в тропопаузе.

В приземном слое ветер очень слабый, влажность высокая, температура распределяется вертикально, поэтому тут способны жить люди, растения и животные. Такое распределение температуры позволяет поглощать излучение, идущее от Земли и Солнца. Водяной пар поглощает излучения в атмосфере.

Воздух, который нагревается от земли, переходит в атмосферу, где происходят процессы конвекции. Именно она и меняет температуру по вертикали. Лучи Солнца, идя через тропосферу, греют земную поверхность, а она возвращает тепло. Так происходит возникновение парникового эффекта.

Ученые предполагают, что в самом низком шаре тропосфер, который находится ближе всего к поверхности Земли, зарождаются ледники. Этот слой называется хионосфера, т.е. своеобразная снеговая линия, где собираются твердые осадки.