Атмосфераның құрылысы

Атмосфераны зерттеуші мамандардың пікірінше, ол Жер бетінен қашықтаған сайын температурасы әртүрлі бірнеше аймақтардан тұрады. Оларға тропосфера, стратосфера, мезосфера және термосферадан жатады. 1000 км және одан ары қарай экзосфера қабаты басталып, онда атмосфералық газдар әлем кеңістігіне таралады. Осы қабатта атмосфера бірте –бірте планета аралық кеңістікке ауысады.

Атмосфераның Жер бетіне ең жақын қабаты «тропосфера» деп аталады. Оның жоғарғы шекарасы полюстен 8—10 км биіктікте, деңгейінен биіктігі – 10-12 км, экваторда – 16-18 км, жазға қарағанда қыста төмен. Атмосфераның бұл қабатында барлық атмосфералық ауаның 80 % -ы және атмосферада бар су суының 90 %-ы орналасқан. Тропосферада турбалентілік пен конвекция қатты дамыған, аспан орналасқан, циклондар мен антициклондар жүреді. Биіктіктің өсуіне байланысты температура орташа тіке градиентпен 0,65°/100 м төмендей береді.

Тропосфераның стратосфераға ауысатын аралық қабат, мұнда биіктікке байланысты температураның төмендеуі тоқтайды.

Стратосфера атмосфераның 11-ден 50 км аралық биіктікте орналасқан ауа қабаты. Бұл қабаттың төменгі қабатында, яғни 11—25 км-де температураның өзгерісі аз болады да стратосфераның жоғарғы қабатында (25—40 км) немесе оны инверциялық қабат деп те атайды, температура −56,5-тен 0,8 ° –қа дейін төмендейді. 40 км шамасындағы биіктікте температураның мәні 273 К (0 °C дерлік) болады да осы температура 55 км биіктікке дейін тұрақты болып қалады. Бұл температураның тұрақты облысы стратопауза деп аталады және стратосфера мен мезосфера арасындағы шекара болып

есептелінеді.

Атмосфераның стратосфера мен мезосфера аралығындағы аралық қабат стратопауза деп аталады. Ондағы температура тұрақты (0 °C шамасында).

Мезосфера 50 км биіктіктен басталып 80—90 км биіктікке дейін созылып жатыр. Оның температурасы биіктеген сайын орташа тіке градиентпен (0,25—0,3)°/100 м төмендейді. Негізгі энергетикалық процеске сәулелі жылуалмастыру жатады. Еркін радикалдардың қатысуымен күрделі фотохимиялық процестер және т.б. жүріп, ауа селдірей бастайды.

Мезопауза мезосфера мен термосфераның арасындағы аралық қабат. Температураның тіке орналасуы бойынша минимум орын алады (—90 °C шамасында).

Карман сызығыЖер атмосферасы мен космос арасындағы шекара түрінде қабалданған теңіз бетінен санағандағы биіктік. Ол теңіз бетінен санағанда 100 км биіктікте орналасқан.

Жер атмосферасы мен ионосфера арасындағы шекара 118 км биіктікте орналасқан деп есептелінеді. Бұны атмосфера мен ионосферада орналасқан энергиясы жоғары бөлшектердің қозғалысы көрсеткіштерін талдау көрсетеді.

Термосфераның жоғарғы шегі—800 км шамасында Температура 200-300 км биіктікке дейін өсіп, 1500 К шамасында тоқтайды, биіктеген сайын оның осы мәні тұрақты болып қалады десе де болады. Ультракүлгін және рентгенді күн сәулесінің әсерінен және космостық сәулелену нәтижесінде ауаның иондануы («полялық көрініс») жүреді. Ионосфераның негізгі облысы термосфераның ішіне кіреді. 300 км биіктіктен жоғарылағанда атомды оттегі басым болады. Термосфераның жоғарғы қабаты Күннің ағымдық әрекеттілігімен анықталады. Күннің әрекеттілігі төмен кезеңдерінде - мысалы, 2008-2009 жылдары – бұл қабаттың мөлшерінің азайғаны байқалды.

Бұл термосфераға жататын атмосфераның облысы. Бұл облыста күннің сәулесін жұту мардымсыз және температура биіктеген сайын өзгеріссіз қалады.

Экзосфера — бұл селдіреу аймағы, 700 км биіктіктен жоғары орналасқан термосфераның сыртқы бөлігі. Экзосферадағы газ шашырап орналасқан, сондықтанда оның планетааралық кеңістікке өтіп кетуі кездеседі.

100 км биіктікке дейін атмосферада газдар жақсы араласқан гомогенді қоспа күйінде болады. Одан да жоғары қабаттарда биіктеген сайын газдардың орналасуы олардың малекулалық салмағына байланысты болады, Жер бетінен неғұрлым жоғары биіктеген сайын ауыр газдардың концентрациясы тез жоғалады. Газдардың тығыздығының төмендеуі нәтижесінде температура стратосферада 0 °Cқа дейін және мезосферада −110 °C дейін төмендейді.

2000—3500 км биіктікте экзосфера біртіндеп жақынкосмостық вакуумға өтеді, ол өте сирек орналасқан планетааралық газдар бөлшектеріне, бастысы сутегі атомдарына толы. Алайда бұл газ планетааралық заттардың тек бір бөлігін ғана береді. Ал оның қалған бөлігі кометалық және метеорит түріндегі шаң тәрізді бөлшектерден құралады. Өте сирек шаң тәрізді бөлшектерден өзге бұл кеңістікке күн және галактикалық түрдегі электромагниттік және корпускулярлық радиация да енеді.

Тропосферада атмосфераның салмағының - 80 %-ы, стратосферада —20 % шамасында; мезосферада —0,3 %-дан артық емес, термосферада — атмосфераның жалпы салмағының 0,05 %-ы орналасқан.

80 км биіктіктен 1000-1200 км-ге дейінгі аралық Ионосфера болып аталады. Мұнда ауа өте сирек, молекулалар қаншама жылдам қозғалса да жәй термометрді де жылытпайды.

Ауаның ең жоғарғы, өте селдір, биіктей келе көрінбей кететін, протондардан құралған, 1000-1200 км-ден 1500 км-ге дейінгі аралығын Протоносфера деп атайды.

Протоносфераны қоршап жатқан Радиациялық белдеу аталатын қабат бар. Ондағы ауа күн сәулесімен келіп, жердің магнитті өрісі арасына қосылған протон мен электроннан құралған. Олар жердің магнитті өрісінің күшімен шиыршық сым секілді айналып жүреді. Радиациялық белдеу (1500 км-ден 60000 км-ге дейінгі аралық) үшке бөлінеді:

- ішкі жақ – жерден 1500-4000 км аралығында;

- орта жақ – 12000-20000 км аралығында;

- жоғарғы жақ – 50000-60000 км аралығы.

Осы қабатта күші 10 миллион амперге жететін қоршаулы ток жер шарын айналып жүріп отырады.

Атмосферадағы газдардың құрамына байланысты гомосфера және гетеросфераны бөледі. Гетеросфера — бұл гравитацияның газдардың бөлінуіне әсер ететін облысы, өйткені мұндай биіктікте олардың орын ауыстыруы өте аз мөлшерде жүреді. Гетеросфераның құрамының тұрақсыз болуы осыдан. Одан төмен атмосфераның гомосфера деп аталатын құрамы бойынша біркелкі, жақсы араласқан бөлігі орналасқан. Бұл қабаттар аралығын турбопауза деп атайды, ол 120 км биіктікте жатыр.

ГОСТ 4401-81 бойынша стандартты атмосфера келесі кестеде (кесте2) берілген.

Кесте 2- ГОСТ 4401-81 бойынша стандартты атмосфера

Дата добавления: 2015-10-24