ترکیب گازها در جو زمین. ترکیب و ساختار جو. لایه های جو به ترتیب از سطح زمین و ویژگی های آنها

ضخامت جو تقریباً 120 کیلومتر از سطح زمین است. مجموع جرم هوا در جو (5.1-5.3) 10 18 کیلوگرم است. از این تعداد، جرم هوای خشک 5.1352 ± 0.0003 10 18 کیلوگرم است، جرم کل بخار آب به طور متوسط ​​1.27 1016 کیلوگرم است.

تروپوپوز

لایه گذار از تروپوسفر به استراتوسفر، لایه ای از جو که در آن کاهش دما با ارتفاع متوقف می شود.

استراتوسفر

لایه ای از جو که در ارتفاع 11 تا 50 کیلومتری قرار دارد. با تغییر جزئی دما در لایه 11-25 کیلومتری (لایه پایین تر استراتوسفر) و افزایش دما در لایه 25-40 کیلومتری از -56.5 به 0.8 درجه (لایه بالایی استراتوسفر یا منطقه وارونگی) مشخص می شود. با رسیدن به مقدار حدود 273 کلوین (تقریبا 0 درجه سانتیگراد) در ارتفاع حدود 40 کیلومتری، دما تا ارتفاع حدود 55 کیلومتری ثابت می ماند. این ناحیه با دمای ثابت استراتوپوز نامیده می شود و مرز بین استراتوسفر و مزوسفر است.

استراتوپوز

لایه مرزی جو بین استراتوسفر و مزوسفر. در توزیع عمودی دما حداکثر (حدود 0 درجه سانتیگراد) وجود دارد.

مزوسفر

جو زمین

مرز جو زمین

ترموسفر

حد بالایی حدود 800 کیلومتر است. درجه حرارت تا ارتفاعات 200-300 کیلومتر افزایش می یابد، جایی که به مقادیری در حد 1500 کلوین می رسد، پس از آن تقریباً تا ارتفاعات بالا ثابت می ماند. تحت تأثیر تابش خورشیدی فرابنفش و اشعه ایکس و تابش کیهانی، یونیزاسیون هوا ("شفق قطبی") رخ می دهد - مناطق اصلی یونوسفر در داخل ترموسفر قرار دارند. در ارتفاعات بالای 300 کیلومتر، اکسیژن اتمی غالب است. حد بالایی ترموسفر تا حد زیادی توسط فعالیت فعلی خورشید تعیین می شود. در دوره های فعالیت کم - به عنوان مثال، در سال 2008-2009 - کاهش قابل توجهی در اندازه این لایه وجود دارد.

ترموپوز

منطقه جو در مجاورت ترموسفر. در این منطقه، جذب تابش خورشیدی ناچیز است و دما در واقع با ارتفاع تغییر نمی کند.

اگزوسفر (کره پراکنده)

تا ارتفاع 100 کیلومتری، جو مخلوطی همگن و مخلوط از گازها است. در لایه‌های بالاتر، توزیع گازها بر اساس ارتفاع به وزن مولکولی آنها بستگی دارد. به دلیل کاهش چگالی گاز، دما از 0 درجه سانتیگراد در استراتوسفر به 110- درجه سانتیگراد در مزوسفر کاهش می یابد. با این حال، انرژی جنبشی ذرات منفرد در ارتفاعات 200-250 کیلومتری با دمای ~150 درجه سانتیگراد مطابقت دارد. در بالای 200 کیلومتر، نوسانات قابل توجهی در دما و چگالی گاز در زمان و مکان مشاهده می شود.

در ارتفاع حدود 2000-3500 کیلومتری، اگزوسفر به تدریج تبدیل به به اصطلاح نزدیک خلاء فضاییکه با ذرات بسیار کمیاب گاز بین سیاره ای، عمدتاً اتم های هیدروژن پر شده است. اما این گاز تنها بخشی از ماده بین سیاره ای را نشان می دهد. بخش دیگر شامل ذرات غبار با منشاء دنباله‌دار و شهاب‌سنگ است. علاوه بر ذرات غبار بسیار کمیاب، تشعشعات الکترومغناطیسی و هسته‌ای با منشاء خورشیدی و کهکشانی به این فضا نفوذ می‌کنند.

تروپوسفر حدود 80٪ از جرم جو را تشکیل می دهد، استراتوسفر - حدود 20٪. جرم مزوسفر بیش از 0.3٪ نیست، ترموسفر کمتر از 0.05٪ از کل جرم جو است. بر اساس خواص الکتریکی موجود در جو، نوترونوسفر و یونوسفر متمایز می شوند. در حال حاضر اعتقاد بر این است که جو تا ارتفاع 2000-3000 کیلومتری گسترش می یابد.

بسته به ترکیب گاز موجود در جو، آنها منتشر می کنند هموسفرو هتروسفر. هتروسفر- این منطقه ای است که گرانش بر جداسازی گازها تأثیر می گذارد، زیرا اختلاط آنها در چنین ارتفاعی ناچیز است. این به معنای ترکیب متغیر هتروسفر است. در زیر آن یک بخش کاملاً مخلوط و همگن از جو قرار دارد که هموسفر نامیده می شود. مرز بین این لایه ها توربوپاوز نامیده می شود، در ارتفاع حدود 120 کیلومتری قرار دارد.

ویژگی های فیزیولوژیکی و دیگر جو

در حال حاضر در ارتفاع 5 کیلومتری از سطح دریا، یک فرد آموزش ندیده شروع به تجربه گرسنگی اکسیژن می کند و بدون سازگاری، عملکرد فرد به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. منطقه فیزیولوژیکی جو در اینجا به پایان می رسد. تنفس انسان در ارتفاع 9 کیلومتری غیرممکن می شود، اگرچه تا 115 کیلومتری جو حاوی اکسیژن است.

جو اکسیژن لازم برای تنفس را برای ما تامین می کند. با این حال، به دلیل کاهش فشار کل جو با بالا رفتن از ارتفاع، فشار جزئی اکسیژن نیز به همین ترتیب کاهش می یابد.

در لایه های کمیاب هوا، انتشار صدا غیرممکن است. تا ارتفاع 60 تا 90 کیلومتری همچنان می توان از مقاومت هوا و بالابر برای پرواز آیرودینامیکی کنترل شده استفاده کرد. اما با شروع از ارتفاعات 100-130 کیلومتری، مفاهیم عدد M و دیوار صوتی، آشنا برای هر خلبان، معنای خود را از دست می دهند: از آنجا خط معمولی کارمان می گذرد، که فراتر از آن منطقه پرواز صرفا بالستیک آغاز می شود، که فقط می تواند با استفاده از نیروهای واکنشی کنترل شود.

در ارتفاعات بالای 100 کیلومتر، جو از ویژگی قابل توجه دیگری محروم می شود - توانایی جذب، هدایت و انتقال انرژی حرارتی به وسیله همرفت (یعنی با مخلوط کردن هوا). این بدان معنی است که عناصر مختلف تجهیزات در ایستگاه فضایی مداری نمی توانند از بیرون به همان روشی که معمولاً در هواپیما انجام می شود - با کمک جت های هوا و رادیاتورهای هوا - خنک شوند. در این ارتفاع، مانند فضا به طور کلی، تنها راه انتقال گرما تابش حرارتی است.

تاریخچه تشکیل اتمسفر

بر اساس رایج ترین نظریه، جو زمین در طول زمان دارای سه ترکیب مختلف بوده است. در ابتدا شامل گازهای سبک (هیدروژن و هلیوم) بود که از فضای بین سیاره ای گرفته می شد. این به اصطلاح است جو اولیه(حدود چهار میلیارد سال پیش). در مرحله بعد، فعالیت فعال آتشفشانی منجر به اشباع شدن جو با گازهایی غیر از هیدروژن (دی اکسید کربن، آمونیاک، بخار آب) شد. اینگونه شکل گرفت جو ثانویه(حدود سه میلیارد سال قبل از امروز). این فضا ترمیم کننده بود. علاوه بر این، فرآیند تشکیل اتمسفر توسط عوامل زیر تعیین شد:

• نشت گازهای سبک (هیدروژن و هلیوم) به فضای بین سیاره ای؛
• واکنش های شیمیایی که در جو تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، تخلیه رعد و برق و برخی عوامل دیگر رخ می دهد.

به تدریج این عوامل منجر به شکل گیری شد جو سومبا محتوای بسیار کمتر هیدروژن و محتوای بسیار بیشتر نیتروژن و دی اکسید کربن (که در نتیجه واکنش های شیمیایی از آمونیاک و هیدروکربن ها ایجاد می شود) مشخص می شود.

نیتروژن

تشکیل مقدار زیادی نیتروژن N2 به دلیل اکسیداسیون جو آمونیاک-هیدروژن توسط اکسیژن مولکولی O2 است که در نتیجه فتوسنتز از 3 میلیارد سال پیش از سطح سیاره شروع به بیرون آمدن کرد. نیتروژن N2 نیز در نتیجه نیترات زدایی نیترات ها و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن در جو آزاد می شود. نیتروژن در اتمسفر فوقانی توسط ازن به NO اکسید می شود.

نیتروژن N 2 فقط در شرایط خاص (مثلاً در هنگام تخلیه رعد و برق) واکنش نشان می دهد. اکسیداسیون نیتروژن مولکولی توسط ازن در هنگام تخلیه الکتریکی به مقدار کم در تولید صنعتی کودهای نیتروژنی استفاده می شود. سیانوباکتری ها (جلبک های سبز آبی) و باکتری های گره ای که همزیستی ریزوبی با گیاهان حبوبات را تشکیل می دهند، به اصطلاح، می توانند با مصرف کم انرژی آن را اکسید کرده و به شکل فعال بیولوژیکی تبدیل کنند. کود سبز

اکسیژن

ترکیب جو با ظهور موجودات زنده روی زمین، در نتیجه فتوسنتز، همراه با آزاد شدن اکسیژن و جذب دی اکسید کربن، شروع به تغییر اساسی کرد. در ابتدا، اکسیژن برای اکسیداسیون ترکیبات احیا شده - آمونیاک، هیدروکربن ها، شکل آهنی آهن موجود در اقیانوس ها و غیره صرف شد. در پایان این مرحله، محتوای اکسیژن در جو شروع به افزایش کرد. به تدریج فضایی مدرن با خواص اکسید کننده شکل گرفت. از آنجایی که این امر باعث تغییرات جدی و ناگهانی در بسیاری از فرآیندهای رخ داده در جو، لیتوسفر و بیوسفر شد، این رویداد را فاجعه اکسیژن نامیدند.

گازهای نجیب

آلودگی هوا

اخیراً، انسان شروع به تأثیرگذاری بر تکامل جو کرده است. نتیجه فعالیت های او افزایش مداوم و قابل توجهی در محتوای دی اکسید کربن در جو به دلیل احتراق سوخت های هیدروکربنی انباشته شده در دوره های زمین شناسی قبلی بود. مقادیر زیادی CO 2 در طول فتوسنتز مصرف می شود و توسط اقیانوس های جهان جذب می شود. این گاز به دلیل تجزیه سنگ های کربناته و مواد آلی با منشاء گیاهی و حیوانی و همچنین در اثر فعالیت های آتشفشانی و صنعتی انسان وارد جو می شود. در طول 100 سال گذشته، محتوای CO2 در جو 10٪ افزایش یافته است که بخش عمده آن (360 میلیارد تن) از احتراق سوخت است. اگر نرخ رشد احتراق سوخت ادامه یابد، در 200-300 سال آینده مقدار CO2 در جو دو برابر خواهد شد و می تواند منجر به تغییرات آب و هوایی جهانی شود.

احتراق سوخت منبع اصلی گازهای آلاینده (CO، SO2) است. دی اکسید گوگرد توسط اکسیژن اتمسفر به SO 3 در لایه های بالایی اتمسفر اکسید می شود که به نوبه خود با آب و بخار آمونیاک و اسید سولفوریک حاصله (H2SO4) و سولفات آمونیوم ((NH4)2SO4 برهمکنش می کند. ) به صورت به اصطلاح به سطح زمین بازگردانده می شوند. باران اسیدی استفاده از موتورهای احتراق داخلی منجر به آلودگی جوی قابل توجهی با اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها و ترکیبات سرب می شود (تترااتیل سرب Pb(CH 3 CH 2) 4)).

آلودگی آئروسل اتمسفر هم به دلایل طبیعی (فوران های آتشفشانی، طوفان های گرد و غبار، حباب قطرات آب دریا و گرده گیاهان و غیره) و فعالیت های اقتصادی انسان (استخراج سنگ معدن و مصالح ساختمانی، سوزاندن سوخت، ساخت سیمان و غیره) ایجاد می شود. ). انتشار شدید ذرات معلق در جو یکی از دلایل احتمالی تغییرات آب و هوایی در این سیاره است.

همچنین ببینید

• جاکیا (مدل جوی)

یادداشت ها

پیوندها

ادبیات

1. V. V. Parin، F. P. Kosmolinsky، B. A. Dushkov"زیست شناسی فضایی و پزشکی" (ویرایش دوم، تجدید نظر شده و توسعه یافته)، M.: "Prosveshcheniye"، 1975، 223 pp.
2. N. V. Gusakova"شیمی محیطی"، روستوف-آن-دان: فینیکس، 2004، 192 با ISBN 5-222-05386-5
3. سوکولوف V.A.ژئوشیمی گازهای طبیعی، م.، 1971;
4. مک ایون ام.، فیلیپس ال.شیمی اتمسفر، م.، 1978;
5. وارک کی، وارنر اس.آلودگی هوا. منابع و کنترل، ترجمه. از انگلیسی، M.. 1980;
6. پایش آلودگی پس زمینه محیط های طبیعی. V. 1، L.، 1982.

زمین
تاریخچه زمین	عصر زمین تاریخچه زمین شناسی زمین مقیاس ژئوکرونولوژیک تاریخچه حیات در زمین یخبندان زمین پارادوکس خورشید جوان ضعیف نظریه ضربه غول پیکر گاهشماری تکامل
جغرافیا و زمین شناسی	استرالیا آسیا قطب جنوب آفریقا اروپا آمریکای شمالی آمریکای جنوبی اقیانوس اطلس اقیانوس هند اقیانوس منجمد شمالی

گاهی اوقات جوی که سیاره ما را در یک لایه ضخیم احاطه کرده است، اقیانوس پنجم نامیده می شود. بیخود نیست که نام دوم هواپیما هواپیما است. جو مخلوطی از گازهای مختلف است که در میان آنها نیتروژن و اکسیژن غالب است. به لطف دومی است که زندگی در این سیاره به شکلی که همه ما به آن عادت کرده ایم امکان پذیر است. علاوه بر آنها، 1٪ از اجزای دیگر وجود دارد. اینها گازهای بی اثر هستند (که وارد فعل و انفعالات شیمیایی نمی شوند)، اکسید گوگرد اقیانوس پنجم نیز حاوی ناخالصی های مکانیکی است: گرد و غبار، خاکستر، و غیره. در این مورد با جزئیات بیشتر صحبت خواهد شد). چنین ضخامت چشمگیری نوعی سپر غیر قابل نفوذ را تشکیل می دهد که از سیاره در برابر تشعشعات مضر کیهانی و اجرام بزرگ محافظت می کند.

لایه های زیر از جو متمایز می شوند: تروپوسفر، به دنبال آن استراتوسفر، سپس مزوسفر و در نهایت، ترموسفر. ترتیب داده شده از سطح سیاره شروع می شود. لایه های متراکم جو با دو لایه اول نشان داده می شوند. آنها هستند که بخش قابل توجهی از مضرات را فیلتر می کنند

پایین ترین لایه جو، تروپوسفر، تنها 12 کیلومتر بالاتر از سطح دریا (18 کیلومتر در مناطق استوایی) گسترش یافته است. تا 90 درصد بخار آب در اینجا متمرکز می شود و به همین دلیل ابرها در آنجا تشکیل می شوند. بیشتر هوا نیز در اینجا متمرکز است. تمام لایه های بعدی جو سردتر هستند، زیرا نزدیکی به سطح به پرتوهای خورشیدی منعکس شده اجازه می دهد تا هوا را گرم کنند.

استراتوسفر تقریباً 50 کیلومتر از سطح امتداد دارد. بیشتر بادکنک های هواشناسی در این لایه «شناور» هستند. برخی از انواع هواپیما نیز می توانند در اینجا پرواز کنند. یکی از ویژگی های شگفت انگیز رژیم دما است: در محدوده 25 تا 40 کیلومتر، دمای هوا شروع به افزایش می کند. از 60- تقریباً به 1 می رسد. سپس کاهش جزئی به صفر دارد که تا ارتفاع 55 کیلومتری ادامه دارد. حد بالایی بدنام است

علاوه بر این، مزوسفر تقریباً 90 کیلومتر گسترش می یابد. دمای هوا در اینجا به شدت کاهش می یابد. به ازای هر 100 متر ارتفاع، 0.3 درجه کاهش می یابد. گاهی اوقات سردترین قسمت جو نامیده می شود. چگالی هوا کم است، اما برای ایجاد مقاومت در برابر سقوط شهاب ها کاملاً کافی است.

لایه های جو به معنای معمول به ارتفاع حدود 118 کیلومتری ختم می شوند. شفق های معروف در اینجا شکل می گیرند. منطقه ترموسفر از بالا شروع می شود. به دلیل اشعه ایکس، یونیزاسیون آن چند مولکول هوای موجود در این ناحیه رخ می دهد. این فرآیندها به اصطلاح یونوسفر را ایجاد می کنند (اغلب در ترموسفر گنجانده می شود، بنابراین به طور جداگانه در نظر گرفته نمی شود).

هر چیزی که در طول ۷۰۰ کیلومتر باشد، اگزوسفر نامیده می شود. هوا بسیار کوچک است، بنابراین آنها آزادانه و بدون مقاومت در اثر برخورد حرکت می کنند. این به هر یک از آنها اجازه می دهد تا انرژی مربوط به 160 درجه سانتیگراد را جمع کنند، علیرغم اینکه دمای اطراف پایین است. مولکول های گاز مطابق با جرم خود در سراسر حجم اگزوسفر توزیع می شوند، بنابراین سنگین ترین آنها را می توان تنها در قسمت پایین لایه شناسایی کرد. گرانش سیاره که با افزایش ارتفاع کاهش می‌یابد، دیگر قادر به نگه داشتن مولکول‌ها نیست، بنابراین ذرات کیهانی و تشعشعات پرانرژی، تکانه‌ای به مولکول‌های گاز می‌دهند که برای خروج از جو کافی باشد. این منطقه یکی از طولانی ترین مناطق است: اعتقاد بر این است که جو به طور کامل به خلاء فضا در ارتفاعات بیش از 2000 کیلومتر تبدیل می شود (گاهی اوقات حتی عدد 10000 ظاهر می شود). مصنوعی ها در حالی که هنوز در ترموسفر هستند در مدار می چرخند.

همه اعداد نشان داده شده نشانگر هستند، زیرا مرزهای لایه های جوی به تعدادی از عوامل، به عنوان مثال، به فعالیت خورشید بستگی دارد.

هر انسان باسوادی نه تنها باید بداند که کره زمین را جوی ساخته شده از مخلوطی از انواع گازها احاطه کرده است، بلکه لایه های مختلفی از جو وجود دارد که در فواصل نامساوی از سطح زمین قرار دارند.

با رصد آسمان، ما مطلقاً ساختار پیچیده، ترکیب ناهمگن آن، یا چیزهای دیگر را که از چشم ها پنهان است نمی بینیم. اما دقیقاً به لطف ترکیب پیچیده و چند جزئی لایه هوا است که شرایطی در اطراف سیاره وجود دارد که باعث می‌شود حیات در اینجا به وجود آید، پوشش گیاهی رشد کند و هر چیزی که تا به حال اینجا بوده است ظاهر شود.

دانش در مورد موضوع مکالمه به افرادی داده می شود که قبلاً در کلاس ششم مدرسه هستند ، اما برخی هنوز تحصیلات خود را کامل نکرده اند و برخی از مدت ها قبل آنجا بوده اند که قبلاً همه چیز را فراموش کرده اند. با این وجود، هر فرد تحصیلکرده ای باید بداند که دنیای اطرافش از چه چیزی تشکیل شده است، به ویژه آن بخش از آن که امکان زندگی عادی او مستقیماً به آن بستگی دارد.

نام هر لایه جو چیست و در چه ارتفاعی قرار دارد و چه نقشی دارد؟ همه این مسائل در زیر مورد بحث قرار خواهد گرفت.

ساختار جو زمین

با نگاه کردن به آسمان، به خصوص زمانی که کاملاً بدون ابر است، حتی تصور اینکه چنین ساختار پیچیده و چند لایه ای دارد، که دمای آنجا در ارتفاعات مختلف بسیار متفاوت است، و در آنجا، در ارتفاع، بسیار دشوار است. ، که مهمترین فرآیندها برای همه گیاهان و جانوران روی زمین اتفاق می افتد.

اگر چنین ترکیب پیچیده ای از پوشش گازی سیاره وجود نداشت، در اینجا به سادگی هیچ حیاتی وجود نداشت و حتی امکان پیدایش آن وجود نداشت.

اولین تلاش ها برای مطالعه این بخش از دنیای اطراف توسط یونانیان باستان انجام شد، اما آنها نتوانستند در نتیجه گیری های خود زیاده روی کنند، زیرا پایه فنی لازم را نداشتند. آنها مرزهای لایه های مختلف را نمی دیدند، نمی توانستند دمای آنها را اندازه گیری کنند، ترکیب اجزای آنها را مطالعه کنند و غیره.

اساساً فقط پدیده های آب و هوایی مترقی ترین ذهن ها را به این فکر انداخت که آسمان مرئی آنقدرها هم که به نظر می رسد ساده نیست.

اعتقاد بر این است که ساختار پوسته گاز مدرن اطراف زمین در سه مرحله شکل گرفته است.ابتدا اتمسفر اولیه ای از هیدروژن و هلیوم وجود داشت که از فضای خارج از زمین گرفته شده بود.

سپس فوران های آتشفشانی هوا را با توده ای از ذرات دیگر پر کرد و یک جو ثانویه بوجود آمد. پس از عبور از تمام واکنش های شیمیایی اساسی و فرآیندهای آرام سازی ذرات، وضعیت فعلی به وجود آمد.

لایه های جو به ترتیب از سطح زمین و ویژگی های آنها

ساختار پوسته گازی این سیاره کاملاً پیچیده و متنوع است. بیایید با جزئیات بیشتری به آن نگاه کنیم، به تدریج به بالاترین سطوح می رسیم.

تروپوسفر

به غیر از لایه مرزی، تروپوسفر پایین ترین لایه جو است. ارتفاع آن در مناطق قطبی تقریباً 8-10 کیلومتر از سطح زمین، در آب و هوای معتدل 10-12 کیلومتر و در مناطق گرمسیری 16-18 کیلومتر است.

واقعیت جالب:این فاصله ممکن است بسته به زمان سال متفاوت باشد - در زمستان کمی کمتر از تابستان است.

هوای تروپوسفر حاوی نیروی حیات بخش اصلی برای تمام حیات روی زمین است.حدود 80 درصد از کل هوای جوی موجود، بیش از 90 درصد بخار آب را در خود دارد و در اینجاست که ابرها، طوفان ها و دیگر پدیده های جوی شکل می گیرند.

جالب است که به کاهش تدریجی دما هنگام بالا آمدن از سطح سیاره توجه کنید. دانشمندان محاسبه کرده اند که به ازای هر 100 متر ارتفاع، دما حدود 0.6-0.7 درجه کاهش می یابد.

استراتوسفر

مهمترین لایه بعدی استراتوسفر است. ارتفاع استراتوسفر تقریباً 45-50 کیلومتر است.از 11 کیلومتر شروع می شود و دمای منفی در اینجا حاکم است و به -57 درجه سانتیگراد می رسد.

چرا این لایه برای انسان، همه حیوانات و گیاهان مهم است؟ در اینجا، در ارتفاع 20-25 کیلومتری، لایه اوزون قرار دارد - پرتوهای فرابنفش منتشر شده از خورشید را به دام می اندازد و اثر مخرب آنها را بر روی گیاهان و جانوران تا حد قابل قبولی کاهش می دهد.

بسیار جالب توجه است که استراتوسفر انواع مختلفی از تشعشعاتی را که از خورشید، ستارگان دیگر و فضای بیرونی به زمین می‌آیند، جذب می‌کند. انرژی دریافتی از این ذرات برای یونیزه کردن مولکول ها و اتم های واقع در اینجا استفاده می شود و ترکیبات شیمیایی مختلفی ظاهر می شوند.

همه اینها به پدیده ای معروف و رنگارنگ مانند شفق شمالی منجر می شود.

مزوسفر

مزوسفر از حدود 50 شروع می شود و تا 90 کیلومتر گسترش می یابد.گرادیان یا اختلاف دما با تغییرات ارتفاع، در اینجا دیگر به اندازه لایه‌های پایین‌تر نیست. در مرزهای بالایی این پوسته دمای حدود -80 درجه سانتیگراد است. ترکیب این ناحیه تقریباً شامل 80 درصد نیتروژن و همچنین 20 درصد اکسیژن است.

توجه به این نکته ضروری است که مزوسفر نوعی منطقه مرده برای هر وسیله پرنده است. هواپیماها نمی توانند در اینجا پرواز کنند، زیرا هوا بسیار نازک است، و ماهواره ها نمی توانند در چنین ارتفاع کم پرواز کنند، زیرا تراکم هوای موجود برای آنها بسیار بالا است.

یکی دیگر از ویژگی های جالب مزوسفر این است اینجاست که شهاب سنگ هایی که به سیاره برخورد می کنند می سوزند.مطالعه چنین لایه‌هایی که از زمین دورتر هستند با کمک موشک‌های ویژه انجام می‌شود، اما راندمان فرآیند پایین است، بنابراین دانش منطقه چیزهای زیادی را باقی می‌گذارد.

ترموسفر

بلافاصله بعد از اینکه لایه در نظر گرفته شده می آید ترموسفر که ارتفاع آن بر حسب کیلومتر تا 800 کیلومتر می رسد.از برخی جهات، این تقریباً فضای بیرونی است. در اینجا تأثیر تهاجمی تابش کیهانی، تشعشع، تابش خورشیدی وجود دارد.

همه اینها باعث ایجاد چنین پدیده شگفت انگیز و زیبایی مانند شفق می شود.

پایین ترین لایه ترموسفر تا دمای تقریباً 200 کلوین یا بیشتر گرم می شود. این به دلیل فرآیندهای ابتدایی بین اتم ها و مولکول ها، نوترکیب و تابش آنها اتفاق می افتد.

لایه های بالایی به دلیل طوفان های مغناطیسی که در اینجا رخ می دهد و جریان های الکتریکی ایجاد شده گرم می شوند. دمای لایه ناهموار است و می تواند به طور قابل توجهی در نوسان باشد.

بیشتر ماهواره های مصنوعی، اجسام بالستیک، ایستگاه های سرنشین دار و غیره در ترموسفر پرواز می کنند.

همچنین آزمایش های پرتاب انواع سلاح ها و موشک ها در اینجا انجام می شود.

اگزوسفر اگزوسفر، یا همانطور که به آن کره پراکنده نیز می گویند، بالاترین سطح جو ما، حد آن، و پس از آن فضای بین سیاره ای است.

اگزوسفر در ارتفاع تقریبی 800-1000 کیلومتری شروع می شود.

لایه های متراکم پشت سر مانده اند و در اینجا هوا به شدت نادر است.این پوسته به ارتفاع تقریبی 3000-3500 کیلومتر ختم می شود

، و تقریباً هیچ ذره ای در اینجا وجود ندارد. این منطقه خلاء فضای نزدیک نامیده می شود. آنچه در اینجا غالب است ذرات منفرد در حالت طبیعی خود نیستند، بلکه پلاسما هستند که اغلب به طور کامل یونیزه می شوند.

اهمیت جو در زندگی زمین

این همان چیزی است که تمام سطوح اصلی جو سیاره ما به نظر می رسد. طرح تفصیلی آن ممکن است شامل مناطق دیگری نیز باشد، اما آنها در درجه دوم اهمیت قرار دارند. توجه به این نکته ضروری استجو نقش تعیین کننده ای برای حیات روی زمین دارد.

مقدار زیادی ازن در استراتوسفر خود به گیاهان و جانوران اجازه می دهد تا از اثرات مرگبار تشعشعات و تشعشعات از فضا فرار کنند.

همچنین در اینجا است که هوا شکل می گیرد، همه پدیده های جوی رخ می دهد، طوفان ها و بادها به وجود می آیند و می میرند و این یا آن فشار برقرار می شود. همه اینها تأثیر مستقیمی بر وضعیت انسان، همه موجودات زنده و گیاهان دارد.

نزدیکترین لایه، تروپوسفر، به ما فرصت نفس کشیدن می دهد، همه موجودات زنده را با اکسیژن اشباع می کند و به آنها اجازه می دهد زندگی کنند. حتی انحرافات کوچک در ساختار و ترکیب اجزای جو می تواند مخرب ترین اثر را بر همه موجودات زنده بگذارد.

جو (از یونانی ατμός - «بخار» و σφαῖρα - «کره») پوسته گازی یک جرم آسمانی است که توسط گرانش در اطراف آن نگه داشته شده است. جو پوسته گازی سیاره است که از مخلوطی از گازهای مختلف، بخار آب و غبار تشکیل شده است. اتمسفر ماده را بین زمین و کیهان مبادله می کند. زمین غبار کیهانی و مواد شهاب سنگ را دریافت می کند و سبک ترین گازها را از دست می دهد: هیدروژن و هلیوم. اتمسفر زمین از طریق و از طریق تشعشعات قدرتمند خورشید نفوذ می کند که رژیم حرارتی سطح سیاره را تعیین می کند و باعث تجزیه مولکول های گازهای جوی و یونیزه شدن اتم ها می شود.

جو زمین حاوی اکسیژن است که توسط اکثر موجودات زنده برای تنفس استفاده می شود و دی اکسید کربن که توسط گیاهان، جلبک ها و سیانوباکتری ها در طول فتوسنتز مصرف می شود. جو همچنین لایه محافظ سیاره است که ساکنان آن را در برابر تابش فرابنفش خورشید محافظت می کند.

همه اجرام عظیم - سیارات زمینی و غول های گازی - دارای جو هستند.

ترکیب اتمسفر

جو مخلوطی از گازهای متشکل از نیتروژن (78.08٪)، اکسیژن (20.95٪)، دی اکسید کربن (0.03٪)، آرگون (0.93٪)، مقدار کمی هلیوم، نئون، زنون، کریپتون (0.01٪)، 0.038٪ دی اکسید کربن و مقادیر کمی هیدروژن، هلیوم، سایر گازهای نجیب و آلاینده ها.

ترکیب مدرن هوای زمین بیش از صد میلیون سال پیش ایجاد شد، اما با این وجود افزایش شدید فعالیت تولید انسان منجر به تغییر آن شد. در حال حاضر، حدود 10-12٪ در محتوای CO 2 افزایش یافته است. با این حال، اهمیت اصلی این گازها در درجه اول با این واقعیت تعیین می شود که آنها به شدت انرژی تابشی را جذب می کنند و در نتیجه تأثیر قابل توجهی بر رژیم دمایی سطح و جو زمین دارند.

ترکیب اولیه اتمسفر یک سیاره معمولاً به خواص شیمیایی و دمایی خورشید در طول تشکیل سیاره و انتشار گازهای خارجی متعاقب آن بستگی دارد. سپس ترکیب پوسته گاز تحت تأثیر عوامل مختلف تکامل می یابد.

اتمسفر زهره و مریخ در درجه اول از دی اکسید کربن با افزودن کمی نیتروژن، آرگون، اکسیژن و گازهای دیگر تشکیل شده است. جو زمین عمدتاً محصول موجوداتی است که در آن زندگی می کنند. غول‌های گازی با دمای پایین - مشتری، زحل، اورانوس و نپتون - می‌توانند گازهای با وزن مولکولی پایین - هیدروژن و هلیوم - را در خود نگه دارند. برعکس غول های گازی با دمای بالا مانند Osiris یا 51 Pegasi b نمی توانند آن را نگه دارند و مولکول های جو آنها در فضا پراکنده می شوند. این فرآیند به آرامی و به طور مداوم اتفاق می افتد.

نیتروژن،رایج ترین گاز موجود در جو، از نظر شیمیایی غیر فعال است.

اکسیژنبر خلاف نیتروژن، عنصر شیمیایی بسیار فعال است. عملکرد خاص اکسیژن اکسیداسیون مواد آلی موجودات هتروتروف، سنگ ها و گازهای کمتر اکسید شده است که توسط آتشفشان ها به جو منتشر می شود. بدون اکسیژن، تجزیه مواد آلی مرده وجود نخواهد داشت.

ساختار جوی

ساختار جو از دو بخش تشکیل شده است: قسمت داخلی - تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر یا یونوسفر، و قسمت خارجی - مگنتوسفر (اگزوسفر).

1) تروپوسفر- این قسمت پایین جو است که 3/4 یعنی در آن متمرکز است. 80 درصد از کل جو زمین. ارتفاع آن توسط شدت جریان هوای عمودی (صعودی یا نزولی) ناشی از گرم شدن سطح زمین و اقیانوس تعیین می شود، بنابراین ضخامت تروپوسفر در استوا 16-18 کیلومتر، در عرض های جغرافیایی معتدل 10-11 کیلومتر است. در قطب - تا 8 کیلومتر. دمای هوا در تروپوسفر در ارتفاع 0.6 درجه سانتیگراد به ازای هر 100 متر کاهش می یابد و از +40 تا - 50 درجه سانتیگراد متغیر است.

2) استراتوسفردر بالای تروپوسفر قرار دارد و تا 50 کیلومتر ارتفاع از سطح سیاره دارد. درجه حرارت در ارتفاع تا 30 کیلومتر ثابت -50 درجه سانتیگراد است. سپس شروع به بالا رفتن می کند و در ارتفاع 50 کیلومتری به +10ºС می رسد.

مرز بالایی بیوسفر صفحه ازن است.

صفحه ازن لایه ای از جو در داخل استراتوسفر است که در ارتفاعات مختلف از سطح زمین قرار دارد و دارای حداکثر چگالی ازن در ارتفاع 20-26 کیلومتری است.

ارتفاع لایه ازن در قطب ها 7-8 کیلومتر، در خط استوا 17-18 کیلومتر و حداکثر ارتفاع وجود ازن 45-50 کیلومتر تخمین زده می شود. به دلیل تابش شدید فرابنفش خورشید، زندگی در بالای سپر ازن غیرممکن است. اگر تمام مولکول های ازن را فشرده کنید، یک لایه 3 میلی متری در اطراف سیاره به دست خواهید آورد.

3) مزوسفر– مرز بالایی این لایه تا ارتفاع 80 کیلومتری قرار دارد. ویژگی اصلی آن کاهش شدید دمای -90 درجه سانتیگراد در حد بالایی آن است. ابرهای شب‌تاب متشکل از کریستال‌های یخ در اینجا ثبت شده‌اند.

4) یونوسفر (ترموسفر) -تا ارتفاع 800 کیلومتری قرار دارد و با افزایش قابل توجه دما مشخص می شود:

دمای 150 کیلومتر +240ºС

دمای 200 کیلومتر +500ºС،

دمای 600 کیلومتر +1500ºС.

تحت تأثیر تابش فرابنفش خورشید، گازها در حالت یونیزه هستند. یونیزاسیون با درخشش گازها و ظاهر شفق ها همراه است.

یونوسفر توانایی انعکاس مکرر امواج رادیویی را دارد که ارتباطات رادیویی از راه دور را در این سیاره تضمین می کند.

5) اگزوسفر- بالای 800 کیلومتر واقع شده و تا 3000 کیلومتر امتداد دارد. در اینجا دما > 2000ºС است. سرعت حرکت گاز به 11.2 کیلومتر بر ثانیه بحرانی نزدیک می شود. اتم های غالب هیدروژن و هلیوم هستند که یک تاج نورانی در اطراف زمین تشکیل می دهند که تا ارتفاع 20000 کیلومتری گسترش می یابد.

توابع جو

1) تنظیم کننده حرارت - آب و هوا و آب و هوا روی زمین به توزیع گرما و فشار بستگی دارد.

2) حفظ زندگی.

3) در تروپوسفر، حرکات عمودی و افقی جهانی توده های هوا رخ می دهد که چرخه آب و تبادل حرارت را تعیین می کند.

4) تقریباً تمام فرآیندهای زمین شناسی سطحی ناشی از تعامل جو، لیتوسفر و هیدروسفر است.

5) محافظ - جو زمین را از فضا، تشعشعات خورشیدی و گرد و غبار شهاب سنگ محافظت می کند.

توابع جو. بدون جو، زندگی بر روی زمین غیرممکن خواهد بود. یک فرد روزانه 12-15 کیلوگرم مصرف می کند. هوا، استنشاق هر دقیقه از 5 تا 100 لیتر، که به طور قابل توجهی از میانگین نیاز روزانه به غذا و آب بیشتر است. علاوه بر این، جو به طور قابل اعتمادی از مردم در برابر خطراتی که آنها را از فضا تهدید می کند محافظت می کند: به شهاب سنگ ها یا تشعشعات کیهانی اجازه عبور نمی دهد. یک انسان می تواند پنج هفته بدون غذا، پنج روز بدون آب، پنج دقیقه بدون هوا زندگی کند. زندگی عادی انسان نه تنها به هوا، بلکه به خلوص خاصی از آن نیز نیاز دارد. سلامت مردم، وضعیت گیاهان و جانوران، استحکام و دوام سازه ها و سازه های ساختمانی به کیفیت هوا بستگی دارد. هوای آلوده برای آب، زمین، دریاها و خاک مخرب است. جو نور را تعیین می کند و رژیم های حرارتی زمین را تنظیم می کند، به توزیع مجدد گرما در کره زمین کمک می کند. پوسته گاز از زمین در برابر گرم شدن و خنک شدن بیش از حد محافظت می کند. اگر سیاره ما توسط یک پوسته هوا احاطه نشده بود، در عرض یک روز دامنه نوسانات دما به 200 درجه سانتیگراد می رسید. اتمسفر همه چیزهایی را که روی زمین زندگی می کنند از اشعه های مخرب فرابنفش، اشعه ایکس و کیهانی نجات می دهد. جو نقش زیادی در توزیع نور دارد. هوای آن پرتوهای خورشید را به یک میلیون پرتو کوچک می شکند، آنها را پراکنده می کند و روشنایی یکنواخت ایجاد می کند. جو به عنوان هادی صداها عمل می کند.

پوسته گازی سیاره ما که جو نام دارد نیز همراه با زمین می چرخد. فرآیندهایی که در آن اتفاق می افتد، آب و هوای سیاره ما را تعیین می کند. ، تعیین آن چندان آسان نیست و دلیل آن در اینجا آمده است.

جو زمین کیلومتر

جو یک فضای گازی است. حد بالایی آن به وضوح مشخص نیست، زیرا هرچه گازها بالاتر باشند، کمیاب تر هستند و به تدریج به فضای بیرونی منتقل می شوند. اگر تقریباً در مورد قطر جو زمین صحبت کنیم ، دانشمندان این رقم را حدود 2-3 هزار کیلومتر می نامند.

جو زمین از چه چیزی تشکیل شده است؟از چهار لایه، که به آرامی به یکدیگر تبدیل می شوند. این:

• تروپوسفر؛
• استراتوسفر؛
• مزوسفر؛
• یونوسفر (ترموسفر).

به هر حال، یک واقعیت جالب: سیاره زمین بدون جو می تواند به اندازه ماه آرام باشد، زیرا صدا ارتعاش ذرات هوا است. و این واقعیت که آسمان آبی است با تجزیه خاص پرتوهای خورشیدی که از جو عبور می کنند توضیح داده می شود.

ویژگی های هر لایه از جو

ضخامت تروپوسفر از هشت تا ده کیلومتر است (در عرض های جغرافیایی معتدل - تا 12 و بالای خط استوا - تا 18 کیلومتر). هوای این لایه توسط خشکی و آب گرم می شود، بنابراین بیشتر شعاع جو زمین، درجه حرارت پایین تر است. در اینجا 80 درصد از کل جرم جو متمرکز شده و بخار آب متمرکز شده است، رعد و برق، طوفان، ابر، بارش تشکیل می شود، هوا در جهات عمودی و افقی حرکت می کند.

استراتوسفر از تروپوسفر در ارتفاع هشت تا 50 کیلومتری قرار دارد. هوای اینجا رقیق است، بنابراین پرتوهای خورشید پراکنده نمی شوند و رنگ آسمان ارغوانی می شود. این لایه اشعه ماوراء بنفش ناشی از ازن را جذب می کند.

مزوسفر حتی بالاتر قرار دارد - در ارتفاع 50-80 کیلومتری. در اینجا آسمان از قبل سیاه به نظر می رسد و دمای لایه تا منفی نود درجه است. بعد ترموسفر می آید، در اینجا دما به شدت افزایش می یابد و سپس در ارتفاع 600 کیلومتری در حدود 240 درجه متوقف می شود.

نادرترین لایه یونوسفر است که با الکتریسیته بالا مشخص می شود و همچنین امواج رادیویی با طول های مختلف را مانند یک آینه منعکس می کند. اینجاست که شفق شمالی شکل می گیرد.

به روز رسانی: 31 مارس 2016 توسط: آنا ولوسووتس