space

Атмосфера Земли

Земля — единственная планета Солнечной системы с атмосферой, способной поддерживать жизнь. Газовый покров, окружающий нашу родную планету, не только содержит воздух, которым мы дышим, но и защищает нас от тепловых и радиационных потоков, исходящих от Солнца. Он согревает планету днем ​​и охлаждает ее ночью.

Атмосфера Земли имеет толщину около 300 миль (480 километров), но большая ее часть находится в пределах 10 миль (16 км) от поверхности. Давление воздуха уменьшается с высотой. На уровне моря давление воздуха составляет около 14,7 фунтов на квадратный дюйм (1 килограмм на квадратный сантиметр), а атмосфера относительно плотная.

На высоте 10 000 футов (3 км) давление воздуха составляет 10 фунтов на квадратный дюйм (0,7 кг на квадратный см), что означает, что молекулы газа, составляющие атмосферу, менее плотны. Из-за этого человеку становится труднее дышать и получать достаточно кислорода для жизни, хотя есть свидетельства существования микробной жизни высоко в облаках .

По данным НАСА , атмосфера Земли делится на пять основных слоев: экзосферу, термосферу, мезосферу, стратосферу и тропосферу . Атмосфера становится разреженной в каждом более высоком слое, пока газы не рассеются в космосе. Между атмосферой и космосом нет четкой границы, но воображаемая линия на расстоянии около 62 миль (100 километров) от поверхности, называемая линией Кармана , обычно является местом , где, по словам ученых, атмосфера встречается с космическим пространством.

Тропосферы является слой ближе к поверхности Земли. Его толщина составляет от 4 до 12 миль (от 7 до 20 км), и он содержит половину атмосферы Земли. Воздух у земли теплее, а выше становится холоднее. Практически весь водяной пар и пыль в атмосфере находятся в этом слое, и именно поэтому здесь находятся облака.

Стратосферы является вторым слоем. Он начинается над тропосферой и заканчивается на высоте около 50 км над землей. Здесь много озона, который нагревает атмосферу, а также поглощает вредное солнечное излучение. Воздух здесь очень сухой, и он примерно в тысячу раз тоньше, чем на уровне моря. Из-за этого здесь летают реактивные самолеты и метеозонд.

Мезосфера начинается на 31 миль (50 км) и простирается до 53 миль (85 км) ввысоту. Верхняя часть мезосферы, называемая мезопаузой, является самой холодной частью атмосферы Земли со средней температурой около минус 130 градусов по Фаренгейту (минус 90 градусов по Цельсию). Этот слой сложно изучать. Самолеты и воздушные шары не поднимаются достаточно высоко, а орбиты спутников и космических кораблей — слишком высоко. Ученые знают, что в этом слое горят метеоры .

Термосфера простирается от около 56 миль (90 км) , чтобы между 310 и 620 миль (500 и 1000 км). На этой высоте температура может достигать 2700 градусов по Фаренгейту (1500 градусов по Цельсию). Термосфера считается частью атмосферы Земли, но плотность воздуха настолько мала, что большую часть этого слоя обычно называют космическим пространством.

Фактически, это место, где летали космические шаттлы и где на орбите Земли вращаетсяМеждународная космическая станция . Это также слой, где происходят полярные сияния. Заряженные частицы из космоса сталкиваются с атомами и молекулами в термосфере, переводя их в более высокие энергетические состояния. Атомы выделяют эту избыточную энергию, испуская фотоны света, которые мы видим как красочное северное сияние и аврора австралис .

Экзосферы , самый высокий уровень, является чрезвычайно тонкой и где атмосфера сливается в космическое пространство. Он состоит из очень широко рассеянных частиц водорода и гелия.

Земля способна поддерживать множество живых существ из-за своего разнообразного регионального климата, который варьируется от экстремального холода на полюсах до тропической жары на экваторе. Региональный климат определяется Университетской корпорацией атмосферных исследований как средняя погода в месте более 30 лет.

Климат региона часто описывается, например, как солнечный, ветреный, сухой или влажный. Они также могут описывать погоду в определенном месте, но, хотя погода может измениться всего за несколько часов, климат меняется в течение более длительного периода времени.

Глобальный климат Земли — это средний региональный климат. На протяжении всей истории глобальный климат охладился и потеплел. Сегодня мы наблюдаем необычно быстрое потепление. Научный консенсус, как заявила Межправительственная группа экспертов по изменению климата , заключается в том, что парниковые газы, количество которых увеличивается из-за деятельности человека, удерживают тепло в атмосфере.

Чтобы лучше понять формирование и состав Земли, ученые иногда сравнивают нашу планету с Венерой и Марсом. Все три планеты имеют каменистую природу и являются частью внутренней солнечной системы, что означает, что они находятся между Солнцем и поясом астероидов.

Атмосфера Венеры почти полностью состоит из углекислого газа со следами азота и серной кислоты. Однако эта планета также имеет на своей поверхности неконтролируемый парниковый эффект.

Космический корабль должен быть сильно усилен, чтобы выдержать сокрушительное давление (в 90 раз тяжелее Земли) и температуру, подобную печной (872 по Фаренгейту или 467 по Цельсию), на поверхности. Облака также настолько толстые, что поверхность невидима в видимом свете. Поскольку на поверхность выходит немного солнца, это означает, что на Венере нет значительных сезонных изменений температуры.

Атмосфера Марса также состоит в основном из углекислого газа со следами азота, аргона, кислорода, окиси углерода и некоторых других газов. На этой планете атмосфера примерно в 100 раз тоньше земной — ситуация сильно отличается от древнего прошлого, когда геологические данные показывают, что вода текла по поверхности более 4,5 миллиардов лет назад.

Ученые предполагают, что атмосфера Марса могла со временем истончиться, либо потому, что Солнце лишило более легких молекул в атмосфере, либо потому, что огромное столкновение астероида или кометы катастрофически разрушило атмосферу. Марс подвержен колебаниям температуры в зависимости от того, сколько солнечного света достигает поверхности, что также влияет на его полярные ледяные шапки (еще одно большое влияние на атмосферу).

Ученые регулярно сравнивают маленькие каменистые экзопланеты с Землей, Венерой и Марсом, чтобы лучше понять их пригодность для жизни. Общепринятое определение «обитаемости» состоит в том, что планета находится достаточно близко к звезде, чтобы на ее поверхности существовала жидкая вода.

Слишком далеко, и вода становится ледяной; слишком близко, и вода испарится. Однако обитаемость зависит не только от расстояния между звездой и планетой, но и от атмосферы планеты, изменчивости звезды и других факторов.

 

 

Поделиться с друзьями: