Характеристика нижних слоев атмосферы: что образуется в тропосфере. Вертикальное строение атмосферы

Как же будет выглядеть наш мир без кислорода? Произойдет ли что-то масштабное, ведь речь идет всего лишь о пяти секундах? А может этого никто не заметит? Давайте посмотрим, что на самом деле будет происходить с нашей родной планетой. Все люди, находящиеся на пляже, тут же получат ожоги. Потому что маленькие молекулы кислорода, из которых состоит воздух, защищают кожу человека от ультрафиолетового излучения. Небо тут же сильно потемнеет и станет почти черным. А все из-за того, что количество частиц, отражающих свет, резко уменьшится. Любые металлические детали, которые не были предварительно покрыты изоляционным материалом, станут одним комом. Ведь единственная вещь, которая не дает металлическим частицам слипнуться друг с другом – это кислород. Земная кора тут же потрескается. Внутреннее ухо любого живого существа на планете лопнет из-за того, что будет утрачен 21 процент атмосферного давления. Все сооружения, сделанные из бетона, сразу же рухнут, потому что кислород – это важнейший связующий элемент бетона. Известно, что треть составляющей воды – это кислород. Если он исчезнет, то водород превратится в газ и значительно расширится в объеме. Моря и океаны успеют испариться и "утечь" в космос. Кислород удерживает водород, а без него последний поднимется к верхушке тропосферы и в результате окажется в космосе. Но давайте представим, что бы произошло, если бы количество кислорода на земле увеличилось вдвое? Бумажные самолетики полетели бы гораздо дальше. Наши автомобили требовали бы намного меньше топлива для того, чтобы проехать то же самое расстояние. Люди были бы бодрее и чувствовали бы себя намного счастливее. Дополнительное количество кислорода улучшило бы нашу внимательность, самочувствие и познавательные способности. Однако, увеличение кислорода так же привело бы и к негативным последствиям. Землю заполонили бы гигантские насекомые. Потому как размер насекомого зависит от количества кислорода в атмосфере. Поэтому хорошо, что все так, как есть! Спасибо, что подписались на мой канал и не забывайте, что все в этом мире хорошо в меру.

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

Для полноты общей картины распределения температуры воздуха в тропосфере приведем карты относительной топогра­фии, на которых изображены разности высот изобарических поверхностей 300 и 1000 мб (см. стр. 250-252). Разности про­порциональны средней температуре слоя воздуха между этими поверхностями, поэтому изолинии на картах по существу яв­ляются изотермами. Малым значениям изолиний соответствуют области холода, большим значениям - области тепла. Так как поверхность 300 мб расположена примерно на уровне 9 км, а поверхность 1000 мб находится вблизи уровня моря, то карты относительной топографии, приведенные на рис. 39 и 40, харак­теризуют среднюю температуру слоя воздуха толщиной около 9 км.

Рассмотрим некоторые особенности распределения средней температуры в тропосфере в январе и июле по картам относи­тельной топографии. Независимо от времени года в соответст­вии с условиями притока солнечной энергии в Арктике и Ан­тарктике воздух значительно холоднее, чем в низких широтах. Поэтому горизонтальные градиенты температуры во всей тро­посфере направлены от низких широт к высоким, а широкая область тепла окаймляет всю экваториальную зону. Северной зимой она несколько сдвинута в сторону южного полушария, а северным летом - в сторону северного полушария. Вместе с тем густота изогипс, характеризующая горизонтальный гра­диент температуры, указывает, что зимой как в северном, так и в южном полушарии величина градиента больше, чем летом. Это и понятно, если учесть, что в обоих полушариях зимой радиационный баланс во внетропических широтах отрицателен, а летом положителен.

Однако распределение средней январской и июльской тем­ператур в нижнем 9-километровом слое атмосферы существенно отличается от распределения средней температуры в те же ме­сяцы у поверхности земли. На картах относительной топогра­фии никак не отражена весьма сложная система изотерм, вы­званная влиянием подстилающей поверхности, как это мы видели на картах температуры у поверхности земли (см. рис. 18 и 19). Что же касается влияния материков и океанов, то оно четко проявляется в конфигурации изолиний темпера­туры даже столь мощного слоя воздуха. Как видно на рис. 39, изотермы в январе следуют не по параллелям, а значительно возмущены, что является результатом воздействия материков и океанов на массы воздуха, перемещающиеся с запада на во­сток. Действительно, над охлажденными материками Азия и Америка в январе располагаются ложбины холода, а над теп­лыми океанами - гребни тепла. Средняя температура слоя зи­мой в экваториальной зоне около 0°, а в Арктике и Антарктике -39 и -30° соответственно.
В июле вдоль параллелей температуры над материками и океанами в северном полушарии выравниваются. Это отра­жается на конфигурации средних изотерм 9-километрового слоя (рис. 40). Здесь небольшие ложбины холода можно обнару­жить лишь над северными, относительно холодными частями Атлантики и Тихого океана. В низких широтах над Северной Америкой и югом Азии вследствие интенсивного прогревания воздушных масс обособляются замкнутые области тепла.
Средняя температура слоя летом в тропиках превышает 0°, а в Арктике и Антарктике достигает -20 и -43° соответственно.
Те же особенности структуры поля температуры можно об­наружить на материках южного полушария с той лишь разни­цей, что они там выражены слабее ввиду малых размеров кон­тинентов.
В табл. 24 приведены средние значения температуры слоя воздуха между поверхностью земли и уровнем 5,0-5,5 км над различными пунктами северного полушария. Эти данные показывают, что в северных странах средняя температура в нижней половине тропосферы в течение всего года остается отрицательной (мыс Барроу). В Москве и Иркутске в июле и августе температуры одинаковы, хотя зимой в Иркутске холод­нее, чем в Москве. Интересно, что на одной и той же широте над Атлантическим океаном зимой значительно теплее, чем над Тихим океаном. Как видно, над Атлантикой существенно сказывается влияние Гольфстрима. В низких широтах в значи­тельную часть года средняя температура в нижней половине тропосферы не понижается до отрицательных значений.

Тропосфера (от греч. trо́pos - поворот, изменение и Сфера)

нижняя, преобладающая по массе часть земной атмосферы (См. Атмосфера), в которой температура понижается с высотой. Т. простирается в среднем до высот 8-10 км в полярных широтах, 10-12 км в умеренных, 16-18 км в тропических. Над Т. располагается Стратосфера , от которой Т. отделена сравнительно тонким переходным слоем - тропопаузой (См. Тропопауза). В Т. сосредоточено более всей массы атмосферного воздуха. Среднее Атмосферное давление на верхней границе Т. в умеренных широтах менее атмосферного давления у земной поверхности, а в тропических широтах менее. Вся деятельность человека проходит в Т. Самые высокие горы остаются в пределах Т., даже воздушный транспорт лишь частично выходит за пределы Т. - в стратосферу.

Вертикальное распределение температуры в Т. зависит от особенностей поглощения солнечного и земного излучений в Т. и 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 (См. Конвекция), которая переносит нагретый воздух от земной поверхности в атмосферу, чем меняет вертикальное распределение температуры (см. Стратификация атмосферы). В результате в Т. устанавливается средний вертикальный градиент температуры у , равный 0,6°С на 100 м; в нижней части Т. у несколько меньше, а в верхней части больше. Температура воздуха на верхней границе Т. в среднем за год около -55°С в полярных широтах и около -80°С у экватора, летом температура в верхней части Т. всегда значительно ниже нуля. В отдельных случаях распределение температуры может существенно отличаться от среднего. В тех или иных слоях Т., особенно в нижней её части, часто возникают Инверсии температуры , то есть температура с высотой возрастает.

Почти вся масса водяного пара атмосферы сосредоточена в Т., поэтому в ней возникают в основном все Облака . В Т. содержится также и основная масса атмосферных аэрозолей (См. Аэрозоли) (пыли, дыма и др.), поступающих с земной поверхности. В нижней части Т. (в пограничном слое, или слое трения) хорошо выражен суточный ход температуры и влажности воздуха, скорость ветра с высотой быстро возрастает, направление его приближается к направлению изобар. Над этим слоем скорость ветра чаще всего продолжает возрастать, а направление его меняется по-разному, в зависимости от распределения температуры в толще Т. От пограничного слоя до тропопаузы скорость ветра возрастает примерно в 3 раза. В верхней Т., вблизи тропопаузы, наблюдаются очень сильные так называемые струйные течения (См. Струйное течение). Нижний слой Т. в несколько десятков м 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.

Система воздушных течений в Т. и нижней стратосфере называется общей циркуляцией атмосферы (См. Циркуляция атмосферы). Для Т. 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. На границах между воздушными массами - фронтах атмосферных (См. Фронты атмосферные), развиваются Циклон ы и Антициклон ы, определяющие перемещение воздушных масс и фронтов, а с ними и непериодического изменения погоды у земной поверхности и в вышележащих слоях. Таким образом, в Т., помимо общих квазизональных переносов воздуха (преимущественно с З. на В.), поддерживается междуширотный обмен воздуха, очень важный для условий погоды (См. Погода) и Климат а.

Лит.: Хромов С. П., Метеорология и климатология для географических факультетов, 2 изд., Л., 1968; Хргиан А. Х., Физика атмосферы, Л., 1969; Лайхтман Д. Л., Физика пограничного слоя атмосферы, 2 изд., Л., 1970.

С. П. Хромов.

Большая советская энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия . 1969-1978 .

Смотреть что такое "Тропосфера" в других словарях:

Тропосфера … Орфографический словарь-справочник

ТРОПОСФЕРА, нижний слой земной АТМОСФЕРЫ. С ростом высоты температура в тропосфере понижается; именно в пределах этой зоны образуются облака и происходят другие погодные явления. Тропосфера простирается на 16 км над земной поверхностью … Научно-технический энциклопедический словарь

Нижний слой атмосферы, в котором наблюдаются восходящие и нисходящие течения воздуха, а также довольно правильное понижение температуры по мере возрастания высоты (на 5 7° на каждый км). Над Т. начинается стратосфера, где убывание температуры… … Морской словарь

- (от греч. trope поворот, изменение и sphaira шар, сфера), часть атмосферы, расположенная ниже стратосферы: простирается от поверхности Земли до высоты 8 10 км в полярных, 10 12 км в умеренных и 16 18 км в тропических широтах. В тропосфере… … Экологический словарь

тропосфера - ы, ж. troposphère f. <гр. tropos поворот, изменение + sphaire сфера, шар. спец. Нижний слой земной атмосферы, простирающийся от поверхности земли до начала стратосферы и характеризующийся убыванием температуры с высотой. БАС 1. С земной корой… … Исторический словарь галлицизмов русского языка

тропосфера - Нижний слой атмосферы планеты, содержащий основную ее массу, характеризуемый понижением температуры с высотой. [ГОСТ 25645.143 84] тропосфера Нижняя часть атмосферы Земли, в которой температура уменьшается с увеличением высоты, за исключением… … Справочник технического переводчика

- (от греч. tropos поворот и сфера) нижний, основной слой атмосферы до высоты 8 10 км в полярных, 10 12 км в умеренных и 16 18 км в тропических широтах. В тропосфере сосредоточено более 1/5 всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты… … Большой Энциклопедический словарь

ТРОПОСФЕРА, тропосферы, жен. (от греч. tropos поворот и слова сфера) (астр.). Нижний слой атмосферного воздуха, который простирается от поверхности земли до начала стратосферы. Толковый словарь Ушакова. Д.Н. Ушаков. 1935 1940 … Толковый словарь Ушакова

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.