Анхдагч агаар мандал ба түүний хийн найрлага. Дэлхийн агаар мандал - Дэлхийн агаар мандал үүсэх
Азот - 78.084%
Хүчилтөрөгч - 20.946%
Аргон - 0.934%
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл - 0.033%
Неон - 0.000018%
Гели - 0.00000524%
Метан - 0.000002%
Криптон - 0.0000114%
Устөрөгч - 0.0000005%
Азотын исэл - 0.0000005%
Ксенон - 0.000000087%
Францын агуу эрдэмтэн А.Лавуазье (1743-1794) агаар бол хийн холимог гэдгийг анх тогтоосон. Лавуазье эдгээр хийг судалж, үндсэн шинж чанарыг нь тодорхойлсон. Гэсэн хэдий ч түүний дэлхийн агаар мандлын мөн чанарын талаархи санаа нь зарим талаараа алдаатай байв.
Агаар мандлын доод давхарга буюу тропосферт агаарын найрлага харьцангуй нэгэн төрлийн байдаг. Энэ давхарга нь цаг уурчдын хувьд онцгой сонирхолтой байдаг, учир нь энэ нь цаг агаар үүсдэг.
Агаар мандалд хамгийн түгээмэл хий бол азот юм. Агаар мандлын доод давхаргад энэ хийн 78% агуулагддаг. Нитрат гэж нэрлэгддэг нэгдлүүд дэх азот нь хийн төлөвт химийн хувьд идэвхгүй байдаг тул ургамал, амьтны бодисын солилцоонд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Амьтад азотыг агаараас шууд шингээж чадахгүй. Гэхдээ энэ нь амьтдын өдөр бүр тэжээл хэлбэрээр авдаг хүнсний нэг хэсэг юм. Агаар дахь чөлөөт азотыг буурцагт ургамал гэх мэт ургамлын үндэст байдаг нянгууд барьж авдаг. Ургамлаас үүссэн нитратууд нь эдгээр ургамлаар хооллодог амьтдад хүрдэг.
Биологийн хувьд агаар мандалд хамгийн идэвхтэй хий бол хүчилтөрөгч юм. Түүний агаар мандалд агуулагдах агууламж - ойролцоогоор 21% - харьцангуй тогтмол байдаг. Үүнийг амьтдын хүчилтөрөгчийн тасралтгүй хэрэглээ нь ургамлаас ялгарах замаар тэнцвэрждэгтэй холбон тайлбарладаг. Амьсгалах явцад амьтад хүчилтөрөгчийг шингээдэг. Ургамал үүнийг фотосинтезийн дайвар бүтээгдэхүүн болгон гадагшлуулдаг ч амьсгалын замаар шингээж авдаг. Эдгээр болон бусад харилцан уялдаатай үйл явцын үр дүнд дэлхийн агаар мандалд хүчилтөрөгчийн нийт хэмжээ, наад зах нь одоогийн байдлаар их бага хэмжээгээр тэнцвэртэй, өөрөөр хэлбэл ойролцоогоор тогтмол байна.
Цаг уурч, цаг уур судлаачийн үзэж байгаагаар агаар мандлын хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг нь нүүрстөрөгчийн давхар исэл юм. Хэдийгээр энэ нь эзэлхүүний дөнгөж 0.03% -ийг эзэлдэг боловч түүний агуулгыг өөрчлөх нь цаг агаар, цаг агаарыг эрс өөрчилж чадна. Дараа нь бид нүүрстөрөгчийн давхар исэл чухал үүрэг гүйцэтгэдэг агаар мандлын үндсэн үйл явцыг илүү нарийвчлан авч үзэх болно. Гэсэн хэдий ч агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламжийг хоёр дахин нэмэгдүүлэх, өөрөөр хэлбэл түүний эзлэхүүнийг 0.06% хүртэл нэмэгдүүлэх нь дэлхийн бөмбөрцгийн температурыг 3 ° C-аар нэмэгдүүлэх боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь одоо сонирхолтой юм. Өнгөц харахад энэ өсөлт өчүүхэн мэт санагдаж байна. Гэхдээ энэ нь эрс өөрчлөлтийг авчрах болно. Өнгөрсөн зууны аж үйлдвэрийн их хувьсгал эхэлснээс хойш 120 орчим жилийн турш хүн төрөлхтөн агаар мандалд нүүрсхүчлийн хий төдийгүй бусад хий ялгаруулалтыг тасралтгүй нэмэгдүүлсээр ирсэн. Мөн нүүрстөрөгчийн давхар ислийн хэмжээ хэдий ч агаар мандал дахь хий 1869-1940 оны хооронд дэлхийн агаарын дундаж температур хоёр дахин нэмэгдээгүй ч 1 хэмээр нэмэгдсэн байна. Дэлхий дээрх нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламж өнгөрсөн хугацаанд өөрчлөгдсөн гэж таамаглаж байгаа нь үнэн. Эдгээр өөрчлөлтүүд нь мэдээжийн хэрэг уур амьсгалд нөлөөлж болзошгүй тул дэлхийн цаг уурчид, цаг уур судлаачдын анхаарлыг татдаг.
Агаар мандалд оролцдоггүй хийнүүд байдаг биологийн үйл явц, гэхдээ тэдгээрийн зарим нь өндөр давхаргад энерги дамжуулахад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ийм хийд аргон, неон, гелий, устөрөгч, ксенон, озон (хүчилтөрөгчийн гурвалсан хэлбэр - O 3) орно.
Дээр дурдсан хийнүүдээс гадна агаар мандалд хатуу болон шингэн төлөвт маш олон бодис байдаг. Тиймээс тэд агаар мандалд ордог янз бүрийн төрөлтоос (хүний үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны үр дүнд хөрсний дээд давхарга салхинд хийсэх үед), галт уулын дэлбэрэлтийн үед, үүнээс гадна усны уур, хүхрийн давхар исэл. Ургамлаас тоо томшгүй олон тооны цэцгийн тоос, спор, үрийг агаар мандалд шилжүүлдэг. Агаар мандалд янз бүрийн бичил биетүүд бас байдаг. Салхи энэ бүх бохирдлыг хэдэн мянган километрт зөөдөг. Далайн ус цацрахтай зэрэгцэн давсны талстууд агаар мандалд ордог.
1883 онд Кракатау галт уул дэлбэрч, агаар мандалд утаа, үнс цацжээ. Дэлбэрэлт болсон газарт нар жаргах үед оройн ногоон үүр цайх нь ажиглагдав. Агаар мандалд орсон үнс дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагаст 1-3 жилийн хугацаанд дэлхийн гадаргууд хүрэхэд ихээхэн нөлөөлсөн. Энэ үнс нь агаар мандлыг бага зэрэг хөргөсөн гэсэн нотолгоо бий.
Агаар мандалд орж буй янз бүрийн хий, хатуу тоосонцор нь цаг агаарын нөхцөлд өөр өөр нөлөө үзүүлдэг. Ялангуяа тэд гаднаас ирж буй уур амьсгалын хэсгийг шингээдэг. Усны уур нь давсны талстууд болон агаарт түдгэлзсэн бусад хатуу тоосонцор дээр өтгөрдөг тул давсны талстууд нь конденсацийн цөм болж, бороо болон бусад зүйл үүсэхэд оролцдог.
20-р зууны эхэн үе хүртэл цаг уурчид агаар мандлыг бүхэлд нь нэг төрлийн нэгэн төрлийн гэж үздэг байв. Ялангуяа агаар мандал дахь агаарын температур өндрөөс хамааран жигд буурдаг гэдэгт тэд итгэлтэй байв. Зөвхөн 20-р зууны эхээр агаар мандлын давхаргат бүтэц бий болсон.
Төрөл бүрийн агаарын бөмбөлөг, пуужин ашиглан агаар мандлын өндөр давхаргыг судлах нь цаг уур судлалын харьцангуй залуу салбар юм. Өндөрт нэмэгдэх тусам агаар мандлын зарим физик, химийн шинж чанар эрс өөрчлөгддөг нь одоо мэдэгдэж байна. Эхний босоо дуудлагууд нь агаарын температур мэдэгдэхүйц өөрчлөгдөж байгааг харуулсан. Гэвч энэ нь агаар мандлын бүх давхаргад адилхан өөрчлөгддөггүй нь хожим нь тодорхой болсон. Дэлхийгээс холдох тусам агаар мандлын шинж чанар, түүний дотор температурын үзүүлэлтүүд байнга өөрчлөгддөг.
Асуудлыг авч үзэхийг бага зэрэг хялбаршуулахын тулд уур амьсгалыг гурван үндсэн давхаргад хуваадаг. Агаар мандлын давхаргажилт нь үндсэндээ агаарын температурын өндөртэй тэнцүү бус өөрчлөлтийн үр дүн юм. Доод хоёр давхарга нь найрлагын хувьд харьцангуй нэгэн төрлийн байдаг. Энэ шалтгааны улмаас тэдгээрийг ихэвчлэн гомосфер үүсгэдэг гэж хэлдэг.
Тропосфер. Агаар мандлын доод давхаргыг тропосфер гэж нэрлэдэг. Энэ нэр томъёо нь өөрөө "эргэлтийн хүрээ" гэсэн утгатай бөгөөд энэ давхаргын үймээн самуунтай холбоотой байдаг.Цаг агаар, цаг уурын бүх өөрчлөлт нь энэ давхаргад тохиолддог физик процессын үр дүн юм.18-р зуунд агаар мандлын судалгаа хязгаарлагдмал байсан тул Зөвхөн энэ давхаргад л нээсэн зүйл нь агаарын температурыг өндрөөр бууруулах нь агаар мандлын бусад хэсэгт мөн адил байдаг гэж үздэг.
Төрөл бүрийн энергийн өөрчлөлтүүд голчлон тропосферт явагддаг. Агаар дэлхийн гадаргуутай тасралтгүй харьцаж, сансар огторгуйгаас энерги орж ирснээс болж хөдөлж эхэлдэг. Энэ давхаргын дээд хил нь температурын бууралтыг өндрөөр сольж, ойролцоогоор экватороос 15-16 км, туйлаас 7-8 км өндөрт байрладаг. Манай гаригийн эргэлтийн нөлөөгөөр дэлхий өөрөө адил туйлаас дээш хавтгайрч, экваторын дээгүүр хавагнадаг. Гэсэн хэдий ч энэ нөлөө нь дэлхийн хатуу бүрхүүлээс илүү агаар мандалд илүү хүчтэй илэрхийлэгддэг.
Дэлхийн гадаргуугаас тропосферийн дээд хил хүртэлх чиглэлд агаарын температур буурдаг. Экваторын дээгүүр агаарын хамгийн бага температур ойролцоогоор -62 ° C, туйлаас дээш -45 ° C байна. Гэсэн хэдий ч хэмжилтийн цэгээс хамааран температур бага зэрэг ялгаатай байж болно. Ийнхүү тропосферийн дээд хязгаарт орших Ява арлын дээгүүр агаарын температур хамгийн багадаа -95 хэм хүртэл буурч байна.
Тропосферийн дээд хилийг тропопауза гэж нэрлэдэг. Агаар мандлын массын 75 гаруй хувь нь тропопаузын доор оршдог. Халуун орны хувьд агаар мандлын массын 90 орчим хувь нь тропосфер дотор байрладаг.
Тропопаузыг 1899 онд нээсэн бөгөөд энэ үед хамгийн бага нь тодорхой өндөрт босоо температурын профайлд илэрч, дараа нь температур бага зэрэг нэмэгдсэн байна. Энэхүү өсөлтийн эхлэл нь агаар мандлын дараагийн давхарга болох стратосфер руу шилжиж байгааг харуулж байна.
Стратосфер. Стратосфер гэдэг нэр томьёо нь "давхаргатай бөмбөрцөг" гэсэн утгатай бөгөөд тропосферийн дээгүүр байрлах давхаргын өвөрмөц байдлын талаархи өмнөх санааг илэрхийлдэг. Стратосфер нь дэлхийн гадаргаас дээш 50 км өндөрт үргэлжилдэг. Түүний өвөрмөц байдал нь ялангуяа тропопауз дахь онцгой бага утгатай харьцуулахад агаарын температурын огцом өсөлт Давхарга дахь температур ойролцоогоор -40 хэм хүртэл нэмэгддэг. Температурын энэхүү өсөлтийг химийн гол бодисуудын нэг болох озон үүсэх урвалаар тайлбарлаж байна. агаар мандалд тохиолддог урвалууд.
Озон бол хүчилтөрөгчийн тусгай хэлбэр юм. Ердийн хоёр атомт хүчилтөрөгчийн молекул (O2) -ээс ялгаатай. Озон нь түүний гурван атомт молекулуудаас (Oz) бүрдэнэ. Энэ нь ердийн хүчилтөрөгчийн агаар мандлын дээд давхаргад орж буй хүчилтөрөгчтэй харилцан үйлчлэлийн үр дүнд үүсдэг.
Озоны дийлэнх хэсэг нь ойролцоогоор 25 км-ийн өндөрт төвлөрдөг боловч ерөнхийдөө озоны давхарга нь бараг бүхэлдээ стратосферийг хамарсан өндөр сунгасан бүрхүүл юм. Озоносферт хэт ягаан туяа нь агаар мандлын хүчилтөрөгчтэй хамгийн их, хүчтэй харилцан үйлчилдэг. энгийн хоёр атомт хүчилтөрөгчийн молекулуудыг бие даасан атом болгон задлахад хүргэдэг. Хариуд нь хүчилтөрөгчийн атомууд ихэвчлэн хоёр атомт молекулуудтай холбогдож озоны молекулуудыг үүсгэдэг. Үүнтэй адилаар бие даасан хүчилтөрөгчийн атомууд нэгдэн хоёр атомт молекул үүсгэдэг. Озон үүсэх эрч хүч нь стратосферд озоны өндөр агууламжтай давхарга оршин тогтноход хангалттай юм.
Хүчилтөрөгчийн хэт ягаан туяатай харилцан үйлчлэлцэх нь дэлхий дээрх амьдралыг хадгалахад хувь нэмэр оруулдаг дэлхийн агаар мандалд ашигтай үйл явцуудын нэг юм. Энэхүү энергийг озоны шингээлт нь дэлхийн гадаргуу руу хэт их урсахаас сэргийлж, хуурай газрын амьдралын хэлбэрүүд оршин тогтноход яг тохирсон энергийн түвшинг бий болгодог. Магадгүй өнгөрсөн хугацаанд дэлхий дээр одоогийнхоос илүү их энерги ирж байсан нь манай гариг дээр амьдралын анхдагч хэлбэрүүд үүсэхэд нөлөөлсөн байх. Гэвч орчин үеийн амьд организм нарнаас ирж буй хэт ягаан туяанаас илүү их хэмжээний цацрагийг тэсвэрлэх чадваргүй байв.
Озоносфер нь агаар мандалд дамждаг хэсгийг шингээдэг. Үүний үр дүнд озоносферт агаарын температурын босоо градиент 100 м тутамд ойролцоогоор 0.62 ° C байдаг, өөрөөр хэлбэл температур нь стратосферийн дээд хязгаар буюу 50 км хүртэл өндөрт нэмэгддэг.
50-80 км-ийн өндөрт мезосфер гэж нэрлэгддэг агаар мандлын давхарга байдаг. "Мезосфер" гэдэг үг нь "завсрын бөмбөрцөг" гэсэн утгатай бөгөөд агаарын температур өндрөөс хамааран буурсаар байна.
Мезосферийн дээгүүр, термосфер гэж нэрлэгддэг давхаргад температур 1000 ° C хүртэл өндөрт дахин нэмэгдэж, дараа нь -96 ° C хүртэл маш хурдан буурдаг. Гэсэн хэдий ч энэ нь тодорхойгүй хугацаагаар буурахгүй, дараа нь температур дахин нэмэгддэг.
Агаар мандлыг салангид давхаргад хуваах нь давхарга бүрийн өндрөөр температурын өөрчлөлтийн онцлог шинж чанарыг анзаарахад хялбар байдаг.
Өмнө дурдсан давхаргуудаас ялгаатай нь ионосферийг онцлон тэмдэглээгүй. температурын дагуу. Ионосферийн гол онцлог нь агаар мандлын хийн иончлолын өндөр түвшин юм. Янз бүрийн хийн атомууд нарны энергийг шингээж авснаар ийм ионжилт үүсдэг. Хэт ягаан туяа болон бусад нарны туяа нь өндөр энергитэй квантуудыг тээвэрлэж, агаар мандалд орж, азот, хүчилтөрөгчийн атомуудыг ионжуулдаг - гаднах тойрог замд байрлах электронуудыг атомуудаас зайлуулдаг. Электроныг алдснаар атом эерэг цэнэгийг олж авдаг. Хэрэв атомд электрон нэмбэл атом сөрөг цэнэгтэй болно. Тиймээс ионосфер нь цахилгаан шинж чанартай бүс бөгөөд үүний ачаар олон төрлийн радио харилцаа холбоо бий болдог.
Ионосфер нь D, E, F1, F2 үсгээр тодорхойлогддог хэд хэдэн давхаргад хуваагддаг.Эдгээр давхаргууд нь мөн тусгай нэртэй байдаг. Давхаргад хуваагдах нь хэд хэдэн шалтгааны улмаас үүсдэг бөгөөд тэдгээрийн хамгийн чухал нь радио долгионыг нэвтрүүлэхэд давхаргын тэгш бус нөлөөлөл юм. Хамгийн доод давхарга болох D нь голчлон радио долгионыг шингээж, улмаар цаашдын тархалтаас сэргийлдэг.
Хамгийн сайн судлагдсан Е давхарга нь дэлхийн гадаргуугаас ойролцоогоор 100 км-ийн өндөрт байрладаг. Үүнийг нэгэн зэрэг, бие даан нээсэн Америк, Англи эрдэмтдийн нэрээр Кеннелли-Хевсайдын давхарга гэж нэрлэдэг. Е давхарга нь аварга толь шиг радио долгионыг тусгадаг. Энэ давхаргын ачаар урт радио долгион нь Е давхаргаас тусгалгүйгээр зөвхөн шулуун шугамаар тархдаг байсан бол төсөөлж байснаас хол зайг туулдаг.
F давхарга нь ижил төстэй шинж чанартай байдаг.Үүнийг Апплтон давхарга гэж бас нэрлэдэг. Кеннелли-Хевсайдын давхаргатай хамт газар дээрх радио станцуудад радио долгионыг тусгадаг.Иймэрхэг өнцгөөр ийм тусгал үүсч болно. Appleton давхарга нь ойролцоогоор 240 км-ийн өндөрт байрладаг.
Агаар мандлын хамгийн гаднах бүсийг ихэвчлэн экзосфер гэж нэрлэдэг.
Энэ нэр томъёо нь дэлхийн ойролцоо сансрын захын оршихуйг хэлдэг. Сансар огторгуй хаана дуусч, эхэлдэгийг тодорхойлоход хэцүү байдаг, учир нь өндрөөр атмосферийн хийн нягтрал аажмаар буурч, зөвхөн бие даасан молекулууд байдаг бараг вакуум болж хувирдаг. Дэлхийн гадаргаас холдох тусам агаар мандлын хий нь гарагаас таталцлын хүчийг бага багаар мэдэрч, тодорхой өндрөөс дэлхийн таталцлын талбайг орхих хандлагатай байдаг. Аль хэдийн ойролцоогоор 320 км-ийн өндөрт агаар мандлын нягт маш бага байгаа тул молекулууд хоорондоо мөргөлдөхгүйгээр 1 км-ээс илүү замыг туулж чадна. Агаар мандлын хамгийн гадна хэсэг нь 480-аас 960 км-ийн өндөрт байрладаг түүний дээд хил юм.
Агаар мандлыг хийн найрлага дахь өөрчлөлтөөр давхаргад хувааж болно. Энэхүү өөрчлөлт нь дэлхийн таталцлын талбарт хүнд хийн атом, молекулуудыг дэлхийн гадаргууд ойртуулж, хөнгөн хийн атом, молекулуудаас илүү ойр байлгадагтай холбоотой юм.
Гомосфер. Ойролцоогоор 80 км-ийн өндөрт агаар мандлын найрлага харьцангуй жигд байна. Агаар мандлын энэ хэсгийг "гомосфер" гэж нэрлэдэг ("homo" нь "ижил" гэсэн утгатай).
Гетеросфер. Гомосферийн шууд дээр хоёр атомт азотын молекулууд (N2) ба ижил хэмжээний хүчилтөрөгчийн молекулуудаас (02) бүрдсэн давхарга байдаг. Энэ давхарга нь ойролцоогоор 240 км өндөрт үргэлжилдэг. Дээрээс нь молекулын азот, молекулын хүчилтөрөгч ховор байдаг. Сүүлийнх нь энд зөвхөн атомын төлөвт (O) агуулагддаг бөгөөд агаар мандлын доод давхаргын ердийн төлөвт байдаггүй. Атомын хүчилтөрөгчийн давхарга нь ойролцоогоор 960 км хүртэл үргэлжилдэг.
Бүр илүү өндөрт, атомын хүчилтөрөгчийн давхаргын шууд дээр гурав дахь хийн давхарга байдаг. Энэ нь гелий (He) атомуудаас бүрдэх ба 2400 км-ийн өндөрт хүрдэг. Эцэст нь гелийн давхаргын дээгүүр устөрөгчийн давхарга (H) олддог.
Эдгээр бүх давхаргыг "гетеросфер" гэсэн нэрээр нэгтгэдэг ("hetero" нь "өөр" гэсэн утгатай). Дараалсан давхаргын хий нь атомын жин багатай байдаг. Давхарга бүрийн зузаан нь харгалзах өндөрт байгаа дэлхийн таталцлын талбайн эрч хүч, дэлхийн ойролцоо хий хадгалах чадвараас хамаарна. Устөрөгч, гели нь агаар мандлын дээд давхаргад маш бага хэмжээгээр агуулагддаг бол илүү хүнд атомууд, ялангуяа хүчилтөрөгч, азотын молекулууд дэлхийн гадаргуугаас бага зайд амархан хадгалагддаг.
Бид эхлээд тропосферт болж буй үзэгдлүүдэд анхаарлаа хандуулах болно. Энэ давхаргад агаар мандлын хөдөлгөөний эрчим хүчний эх үүсвэрийг шингээдэг. Үүнийг илүү тодорхой төсөөлөхийн тулд энэ цацраг ирэх өөрчлөлтөд хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг авч үзье. Нарнаас ялгарах (цацраг)-аар хөдөлж, дэлхийд хүрдэг аварга том дулааны хөдөлгүүр гэж үзэж болно. Дэлхийн янз бүрийн хэсгүүд жигд бус халдаг тул тэдгээрийн хооронд атмосферийн даралтын зөрүү үүсдэг. Эдгээр даралтын зөрүү нь агаарыг нэг бүсээс нөгөөд шилжүүлэхэд хүргэдэг бөгөөд ингэснээр салхи, шуурга, эцсийн эцэст манай гариг дээрх бүх зүйлийг үүсгэдэг.
Физик биетийн хувьд аливаа хий нь сав дотор ороогүй бол ямар ч хэлбэргүй гэдгийг мэддэг. Хий нь маш хөдөлгөөнт, амархан шахагддаг орчин бөгөөд түүний байрлах савны ханаар хязгаарлагддаг. Агаар мандалд энэ нь үргэлж давхрагад агуулагдах агаарын молекулуудын дарамтанд байдаг.
Хийн молекулууд нь хийд нийлүүлсэн дулааны нөлөөн дор тасралтгүй хөдөлдөг. Хөдөлгөөнт хийн молекулууд хоорондоо мөргөлдөж, тэдгээрийн байрлах савны ханатай мөргөлддөг. Агаарын молекулуудын зан төлөвийг ихэвчлэн Бойл-Мариотт, Гэй-Люссакийн хуулиар тодорхойлдог.
Энэ нь температур, даралт, эзэлхүүний өөрчлөлтөд бусад бүх хийтэй яг адилхан хариу үйлдэл үзүүлдэг. Тиймээс цаг уурчид физикээс мэддэг хийн ерөнхий хуулиудыг ашиглан агаар мандлыг судалдаг.
Агаар мандал болон түүнд агуулагдах бүх бохирдлыг таталцлын нөлөөгөөр дэлхийд ойртуулдаг. Дэлхийн таталцал нь агаарын жинг тодорхойлдог, өөрөөр хэлбэл гаригийн гадаргуу дээр атмосферийн даралтыг бий болгодог. Энэ даралт нь дэлхийн гадаргын квадрат см тутамд мэдрэгддэг бөгөөд нийт талбай нь 510 сая кв.км юм. Агаар мандлын нийт жин нь ойролцоогоор 5,000,000,000 сая тонн тул дэлхийн гадаргуугийн квадрат см тутамд 1 кг орчим хүчээр үйлчилдэг.
Далайн түвшний агаарын нягтрал нь ойролцоогоор 1.3 кг / м3 байдаг бөгөөд өндөр нь даралттай адил хурдан буурдаг.
Агаар нь амархан шахагддаг бөгөөд дүрмээр бол химийн хувьд тогтвортой орчин юм. Молекулуудын тодорхой жин, хийн орчны шахагдах чадвараас шалтгаалан агаар мандлыг бүрдүүлдэг ихэнх молекулууд нь доод давхаргад хэдэн километртэй тэнцүү байдаг. Тиймээс агаар мандлын нийт массын дор хаяж тал нь 6 км хүртэл өндөрт байрладаг боловч ерөнхийдөө хэдэн мянган километрийн өндөрт байдаг. Агаар мандлын босоо баганад байрладаг хийн молекулуудын жин нь газрын ихэнх объектыг дэлхийн гадаргуу дээр шахдаг. Гэсэн хэдий ч 6 км-ээс дээш зайд хийн молекулуудын тоо доод давхаргатай харьцуулахад багасч байгаа ч энд бас нэлээд олон байдаг.
Агаар мандал(Грекийн атмос - уур ба сфариа - бөмбөг) - дэлхийн агаарын бүрхүүл, түүнтэй хамт эргэлддэг. Агаар мандлын хөгжил нь манай гариг дээр болж буй геологи, геохимийн үйл явц, түүнчлэн амьд организмын үйл ажиллагаатай нягт холбоотой байв.
Агаар нь хөрсөн дэх хамгийн жижиг нүх сүв рүү нэвтэрч, усанд ч уусдаг тул агаар мандлын доод хил нь дэлхийн гадаргуутай давхцдаг.
2000-3000 км-ийн өндөрт орших дээд хил нь аажмаар сансар огторгуйд дамждаг.
Хүчилтөрөгч агуулсан агаар мандлын ачаар дэлхий дээр амьдрал бий болсон. Агаар мандлын хүчилтөрөгчийг хүн, амьтан, ургамлын амьсгалын үйл явцад ашигладаг.
Хэрэв агаар мандал байхгүй байсан бол дэлхий сар шиг нам гүм байх байсан. Эцсийн эцэст дуу чимээ бол агаарын хэсгүүдийн чичиргээ юм. Тэнгэрийн цэнхэр өнгө нь агаар мандлаар дамждаг нарны туяа линзээр дамжин өнгөрч, тэдгээрийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задардагтай холбон тайлбарладаг. Энэ тохиолдолд цэнхэр, цэнхэр өнгийн туяа хамгийн их тархсан байдаг.
Агаар мандал нь нарны хэт ягаан туяаны ихэнх хэсгийг барьж авдаг бөгөөд энэ нь амьд организмд хортой нөлөө үзүүлдэг. Мөн дэлхийн гадаргын ойролцоо дулаанаа хадгалж, манай гарагийг хөргөхөөс сэргийлдэг.
Агаар мандлын бүтэц
Агаар мандалд нягтралаараа ялгаатай хэд хэдэн давхаргыг ялгаж болно (Зураг 1).
Тропосфер
Тропосфер- агаар мандлын хамгийн доод давхарга, түүний зузаан нь туйлаас дээш 8-10 км, сэрүүн өргөрөгт - 10-12 км, экватороос дээш - 16-18 км.
Цагаан будаа. 1. Дэлхийн агаар мандлын бүтэц
Тропосфер дахь агаар нь дэлхийн гадаргуу, өөрөөр хэлбэл газар, усаар халдаг. Иймээс энэ давхарга дахь агаарын температур 100 м тутамд дунджаар 0.6 ° C-аар өндрөөр буурч, тропосферийн дээд хил дээр -55 ° C хүрдэг. Үүний зэрэгцээ, тропосферийн дээд хил дэх экваторын бүсэд агаарын температур -70 хэм, тус бүсэд Хойд туйл-65 хэм.
Агаар мандлын массын 80 орчим хувь нь тропосферт төвлөрч, бараг бүх усны уур байрлаж, аадар бороо, аадар бороо, үүл, хур тунадас орж, агаарын босоо (конвекц) болон хэвтээ (салхи) хөдөлгөөн үүсдэг.
Цаг агаар нь ихэвчлэн тропосферт үүсдэг гэж бид хэлж чадна.
Стратосфер
Стратосфер- 8-50 км-ийн өндөрт тропосферийн дээгүүр байрлах агаар мандлын давхарга. Энэ давхарга дахь тэнгэрийн өнгө нь нил ягаан өнгөтэй харагддаг бөгөөд энэ нь нарны туяа бараг тархдаггүй тул агаарын нимгэн байдалтай холбон тайлбарладаг.
Стратосфер нь агаар мандлын массын 20% -ийг агуулдаг. Энэ давхарга дахь агаар ховор, усны уур бараг байдаггүй, тиймээс үүл, хур тунадас бараг байдаггүй. Гэсэн хэдий ч давхрага мандалд тогтвортой агаарын урсгал ажиглагдаж, хурд нь 300 км/цаг хүрдэг.
Энэ давхарга нь төвлөрсөн байдаг озон(озоны дэлгэц, озоносфер), хэт ягаан туяаг шингээж, дэлхий дээр хүрэхээс сэргийлж, улмаар манай гараг дээрх амьд организмуудыг хамгаалдаг давхарга. Озоны ачаар стратосферийн дээд хил дэх агаарын температур -50-аас 4-55 ° C хооронд хэлбэлздэг.
Мезосфер ба стратосферийн хооронд шилжилтийн бүс - стратопауза байдаг.
Мезосфер
Мезосфер- 50-80 км-ийн өндөрт байрлах агаар мандлын давхарга. Эндхийн агаарын нягт дэлхийн гадаргуугаас 200 дахин бага байна. Мезосфер дэх тэнгэрийн өнгө нь хар өнгөтэй болж, өдрийн цагаар одод харагдана. Агаарын температур -75 (-90) хэм хүртэл буурдаг.
80 км-ийн өндөрт эхэлдэг термосфер.Энэ давхарга дахь агаарын температур 250 м-ийн өндөрт огцом өсч, дараа нь тогтмол болдог: 150 км-ийн өндөрт 220-240 ° C хүрдэг; 500-600 км-ийн өндөрт 1500 ° C-аас давсан.
Мезосфер ба термосферт сансар огторгуйн цацрагийн нөлөөн дор хийн молекулууд атомын цэнэгтэй (ионжсон) хэсгүүдэд задардаг тул агаар мандлын энэ хэсгийг гэж нэрлэдэг. ионосфер- 50-1000 км-ийн өндөрт орших, гол төлөв ионжуулсан хүчилтөрөгчийн атом, азотын ислийн молекул, чөлөөт электронуудаас бүрдэх маш ховордсон агаарын давхарга. Энэ давхарга нь өндөр цахилгаанжуулалтаар тодорхойлогддог бөгөөд урт ба дунд радио долгионууд нь толин тусгал шиг тусдаг.
Аврора нар ионосферт гарч ирдэг - нарнаас нисч буй цахилгаан цэнэгтэй бөөмсийн нөлөөн дор ховордсон хийн гэрэлтэлт - хурц хэлбэлзэл ажиглагдаж байна. соронзон орон.
Экзосфер
Экзосфер- 1000 км-ээс дээш орших агаар мандлын гаднах давхарга. Хийн хэсгүүд энд өндөр хурдтай хөдөлж, сансар огторгуйд тархах боломжтой тул энэ давхаргыг тархалтын бөмбөрцөг гэж нэрлэдэг.
Агаар мандлын найрлага
Агаар мандал нь азот (78.08%), хүчилтөрөгч (20.95%), нүүрстөрөгчийн давхар исэл (0.03%), аргон (0.93%), бага хэмжээний гели, неон, ксенон, криптон (0.01%) зэргээс бүрдсэн хийн холимог юм. озон болон бусад хий, гэхдээ тэдгээрийн агууламж маш бага (Хүснэгт 1). Дэлхийн агаарын орчин үеийн бүтэц зуу гаруй сая жилийн өмнө үүссэн боловч хүний үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагаа огцом нэмэгдсэн нь түүнийг өөрчлөхөд хүргэсэн. Одоогоор CO 2-ын агууламж ойролцоогоор 10-12%-иар нэмэгдсэн байна.
Агаар мандлыг бүрдүүлдэг хий нь янз бүрийн функциональ үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэсэн хэдий ч эдгээр хийн гол ач холбогдол нь юуны түрүүнд цацрагийн энергийг маш хүчтэй шингээж, улмаар дэлхийн гадаргуу ба агаар мандлын температурын горимд ихээхэн нөлөөлдөг гэдгээрээ тодорхойлогддог.
Хүснэгт 1. Дэлхийн гадаргуугийн ойролцоох хуурай агаар мандлын агаарын химийн найрлага
|
Эзлэхүүний концентраци. % |
Молекул жин, нэгж |
|
|
Хүчилтөрөгч |
||
|
Нүүрстөрөгчийн давхар исэл |
||
|
Азотын исэл |
||
|
0-ээс 0.00001 хүртэл |
||
|
Хүхрийн давхар исэл |
зуны улиралд 0-ээс 0.000007 хүртэл; өвлийн улиралд 0-ээс 0.000002 хүртэл |
|
|
0-ээс 0.000002 хүртэл |
46,0055/17,03061 |
|
|
Азог давхар исэл |
||
|
Нүүрстөрөгчийн дутуу исэл |
Азотын,Агаар мандалд хамгийн түгээмэл хий нь химийн идэвхгүй хий юм.
Хүчилтөрөгч, азотоос ялгаатай нь химийн хувьд маш идэвхтэй элемент юм. Хүчилтөрөгчийн өвөрмөц үүрэг бол галт уулын нөлөөгөөр агаар мандалд ялгардаг гетеротроф организмын органик бодис, чулуулаг, дутуу исэлдсэн хийн исэлдэлт юм. Хүчилтөрөгчгүй бол үхсэн органик бодисын задрал байхгүй болно.
Агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн үүрэг маш том. Энэ нь шаталтын процесс, амьд организмын амьсгал, задралын үр дүнд агаар мандалд ордог бөгөөд юуны түрүүнд фотосинтезийн явцад органик бодис үүсгэх үндсэн барилгын материал юм. Нэмж дурдахад нүүрстөрөгчийн давхар ислийн нарны богино долгионы цацрагийг дамжуулах, дулааны урт долгионы цацрагийн зарим хэсгийг шингээх чадвар нь маш чухал бөгөөд энэ нь үүснэ. Хүлэмжийн нөлөө, үүнийг доор хэлэлцэх болно.
Агаар мандлын үйл явц, ялангуяа стратосферийн дулааны горимд мөн нөлөөлдөг. озон.Энэ хий нь нарны хэт ягаан туяаг байгалийн шингээгч, шингээх үүрэг гүйцэтгэдэг нарны цацрагагаарыг халаахад хүргэдэг. Сарын дундаж утгууд ерөнхий агуулгаАгаар мандал дахь озон нь жилийн өргөрөг, цаг хугацаанаас хамаарч 0.23-0.52 см-ийн хооронд хэлбэлздэг (энэ нь газрын даралт, температурт озоны давхаргын зузаан юм). Экватороос туйл руу озоны агууламж нэмэгдэж, намрын улиралд хамгийн бага, хавар хамгийн их байх жилийн мөчлөг ажиглагдаж байна.
Агаар мандлын онцлог шинж чанар нь үндсэн хийн агууламж (азот, хүчилтөрөгч, аргон) өндрөөс хамааран бага зэрэг өөрчлөгддөг: 65 км-ийн өндөрт агаар мандалд азотын агууламж 86%, хүчилтөрөгч - 19, аргон - 0.91 байна. , 95 км-ийн өндөрт - азот 77, хүчилтөрөгч - 21,3, аргон - 0,82%. Агаар мандлын агаарын найрлагын тогтвортой байдлыг босоо болон хэвтээ байдлаар нь холих замаар хадгалдаг.
Агаарт хийнээс гадна усны уурТэгээд хатуу хэсгүүд.Сүүлийнх нь байгалийн ба хиймэл (антропоген) гарал үүсэлтэй байж болно. Эдгээр нь цэцгийн тоос, жижиг давсны талстууд, замын тоос, аэрозолийн хольц юм. Нарны туяа цонхоор нэвтрэн ороход нүцгэн нүдээр харж болно.
Ялангуяа түлшний шаталтын явцад үүссэн хортой хий, тэдгээрийн хольцыг аэрозолд нэмдэг хот, томоохон аж үйлдвэрийн төвүүдийн агаарт олон тооны тоосонцорууд байдаг.
Агаар мандал дахь аэрозолийн концентраци нь агаарын тунгалаг байдлыг тодорхойлдог бөгөөд энэ нь дэлхийн гадаргуу дээр хүрэх нарны цацрагт нөлөөлдөг. Хамгийн том аэрозоль нь конденсацийн цөм (лат. конденсаци- нягтруулах, өтгөрүүлэх) - усны уурыг усны дусал болгон хувиргахад хувь нэмэр оруулна.
Усны уурын ач холбогдол нь юуны түрүүнд дэлхийн гадаргуугаас урт долгионы дулааны цацрагийг хойшлуулснаар тодорхойлогддог; том ба жижиг чийгийн мөчлөгийн гол холбоосыг илэрхийлдэг; усны давхаргын конденсацийн үед агаарын температурыг нэмэгдүүлдэг.
Агаар мандалд байгаа усны уурын хэмжээ цаг хугацаа, орон зайд харилцан адилгүй байдаг. Ийнхүү дэлхийн гадаргуу дээрх усны уурын агууламж халуун орны бүс нутагт 3%-иас Антарктидад 2-10 (15)%-иар хэлбэлздэг.
Агаар мандлын босоо багана дахь усны уурын дундаж агуулга нь сэрүүн өргөрөгт ойролцоогоор 1.6-1.7 см байдаг (энэ нь өтгөрүүлсэн усны уурын давхаргын зузаан юм). Агаар мандлын янз бүрийн давхарга дахь усны уурын талаархи мэдээлэл нь хоорондоо зөрчилддөг. Жишээлбэл, 20-30 км-ийн өндөрт тодорхой чийгшил нь өндрөөс их хэмжээгээр нэмэгддэг гэж таамаглаж байсан. Гэсэн хэдий ч дараагийн хэмжилтүүд нь стратосферийн хуурайшилт их байгааг харуулж байна. Стратосфер дэх тодорхой чийгшил нь өндрөөс бага зэрэг хамаардаг бөгөөд 2-4 мг/кг байдаг.
Тропосфер дахь усны уурын агууламжийн хэлбэлзэл нь ууршилт, конденсац, хэвтээ тээвэрлэлтийн үйл явцын харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог. Усны уурын конденсацийн үр дүнд үүл үүсч, хур тунадас нь бороо, мөндөр, цас хэлбэрээр ордог.
Усны фазын шилжилтийн үйл явц нь ихэвчлэн тропосферт явагддаг тул стратосфер (20-30 км-ийн өндөрт) ба мезосфер (мезопаузын ойролцоо) дахь сувдан, мөнгөлөг гэж нэрлэгддэг үүлнүүд харьцангуй ховор ажиглагддаг бол тропосферийн үүлс. ихэвчлэн дэлхийн нийт гадаргуугийн 50 орчим хувийг эзэлдэг.гадаргуу.
Агаарт агуулагдах усны уурын хэмжээ нь агаарын температураас хамаарна.
-20 хэмийн температурт 1 м 3 агаарт 1 г-аас ихгүй ус агуулж болно; 0 ° C-д - 5 г-аас ихгүй; +10 хэмд - 9 г-аас ихгүй; +30 хэмд - 30 г-аас ихгүй ус.
Дүгнэлт:Агаарын температур өндөр байх тусам илүү их усны уур агуулж болно.
Агаар байж магадгүй баянТэгээд ханасан бишусны уур. Тиймээс, хэрэв +30 ° C-ийн температурт 1 м 3 агаарт 15 г усны уур агуулагддаг бол агаар нь усны уураар ханадаггүй; хэрэв 30 гр - ханасан.
Үнэмлэхүй чийгшилнь 1 м3 агаарт агуулагдах усны уурын хэмжээ юм. Үүнийг граммаар илэрхийлнэ. Жишээлбэл, хэрэв тэд "үнэмлэхүй чийгшил нь 15" гэж хэлбэл, энэ нь 1 м л нь 15 г усны уур агуулдаг гэсэн үг юм.
Харьцангуй чийгшил- энэ нь 1 м 3 агаар дахь усны уурын бодит агууламжийг өгөгдсөн температурт 1 м л-т агуулагдах усны уурын хэмжээтэй харьцуулсан харьцаа юм. Жишээлбэл, радиогоор харьцангуй чийгшил 70% байна гэж цаг агаарын мэдээ цацаж байгаа бол агаар нь тухайн температурт барьж чадах усны уурын 70% -ийг агуулдаг гэсэн үг юм.
Харьцангуй чийгшил өндөр байх тусам i.e. Агаар ханасан төлөвт ойртох тусам хур тунадас орох магадлал өндөр байдаг.
Экваторын бүсэд агаарын харьцангуй чийгшил үргэлж өндөр (90% хүртэл) ажиглагддаг, учир нь жилийн туршид агаарын температур өндөр хэвээр байгаа бөгөөд далайн гадаргуугаас их хэмжээний ууршилт үүсдэг. Харьцангуй чийгшил нь туйлын бүс нутагт бас өндөр байдаг боловч бага температурт бага хэмжээний усны уур ч гэсэн агаарыг ханасан эсвэл ханасан байдалд ойртуулдаг. Дунд зэргийн өргөрөгт харьцангуй чийгшил нь улирлаас хамаарч өөр өөр байдаг - өвлийн улиралд илүү өндөр, зун бага байдаг.
Цөлийн агаарын харьцангуй чийгшил ялангуяа бага байдаг: 1 м 1 агаарт өгөгдсөн температураас 2-3 дахин бага усны уур агуулагддаг.
Харьцангуй чийгшлийг хэмжихийн тулд гигрометрийг ашигладаг (Грек хэлнээс hygros - нойтон ба метрко - би хэмждэг).
Хөргөх үед ханасан агаар нь ижил хэмжээний усны уурыг барьж чадахгүй, өтгөрдөг (конденсаци) нь манангийн дусал болж хувирдаг. Зуны улиралд цэлмэг, сэрүүн шөнө манан ажиглагдаж болно.
Үүл- энэ бол ижил манан, зөвхөн энэ нь дэлхийн гадаргуу дээр биш, харин тодорхой өндөрт үүсдэг. Агаар дээшлэх тусам хөргөж, доторх усны уур нь өтгөрдөг. Үүссэн жижиг усны дуслууд нь үүлийг бүрдүүлдэг.
Үүл үүсэх нь бас хамаарна тоосонцортропосферт түдгэлзсэн.
Үүл нь янз бүрийн хэлбэртэй байж болох бөгөөд энэ нь үүсэх нөхцлөөс хамаарна (Хүснэгт 14).
Хамгийн намхан, хамгийн хүнд үүл нь давхарга юм. Тэд дэлхийн гадаргуугаас 2 км-ийн өндөрт байрладаг. 2-оос 8 км-ийн өндөрт илүү үзэсгэлэнтэй бөөгнөрсөн үүл ажиглагдаж болно. Хамгийн өндөр, хамгийн хөнгөн нь циркусын үүл юм. Тэд дэлхийн гадаргуугаас 8-18 км-ийн өндөрт байрладаг.
|
Гэр бүлүүд |
Үүлний төрлүүд |
Гадаад төрх |
|
A. Дээд үүл - 6 км-ээс дээш |
I. Сиррус |
Утас шиг, утаслаг, цагаан |
|
II. Циррокумулус |
Жижиг ширхэгтэй, буржгар, цагаан өнгийн давхарга, нуруу |
|
|
III. Цирростратус |
Ил тод цагаан хөшиг |
|
|
B. Дунд түвшний үүл - 2 км-ээс дээш |
IV. Альтокумулс |
Цагаан, саарал өнгийн давхрага, нуруу |
|
V. Altostratified |
Сүүн саарал өнгийн гөлгөр хөшиг |
|
|
B. Нам үүл - 2 км хүртэл |
VI. Нимбостратус |
Хатуу хэлбэргүй саарал давхарга |
|
VII. Stratocumulus |
Саарал өнгийн тунгалаг бус давхарга, нуруу |
|
|
VIII. Давхаргатай |
Ил тод бус саарал хөшиг |
|
|
D. Босоо хөгжлийн үүлс - доод шатнаас дээд шат хүртэл |
IX. Кумулус |
Клуб, бөмбөгөр нь салхинд урагдсан ирмэгтэй, тод цагаан өнгөтэй |
|
X. Cumulonimbus |
Харанхуй хар тугалганы өнгөт хуримтлагдсан хүчтэй массууд |
Агаар мандлын хамгаалалт
Гол эх үүсвэр нь аж үйлдвэрийн аж ахуйн нэгжүүд, автомашинууд юм. Томоохон хотуудад тээврийн гол замуудын хийн бохирдлын асуудал маш хурцаар тавигдаж байна. Тийм ч учраас олонд гол хотууддэлхий даяар, тэр дундаа манай улсад тээврийн хэрэгслийн яндангийн хийн хоруу чанарт байгаль орчны хяналтыг нэвтрүүлсэн. Мэргэжилтнүүдийн үзэж байгаагаар агаар дахь утаа, тоос нь нарны эрчим хүчийг дэлхийн гадаргад нийлүүлэхийг хоёр дахин бууруулж, байгалийн нөхцөл байдал өөрчлөгдөхөд хүргэдэг.
Дэлхий үүсэхтэй зэрэгцэн агаар мандал үүсч эхэлсэн. Гаригийн хувьслын явцад болон түүний параметрүүд ойртох үед орчин үеийн утгатүүний химийн найрлагад үндсэн чанарын өөрчлөлт гарсан ба физик шинж чанар. Хувьслын загвараар бол эхэн үедээ дэлхий хайлсан төлөвт байсан бөгөөд 4.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн. хатуу. Энэ үеийг геологийн он дарааллын эхлэл гэж үздэг. Тэр цагаас хойш агаар мандлын аажмаар хувьсал эхэлсэн. Зарим геологийн үйл явц (жишээлбэл, галт уулын дэлбэрэлтийн үеэр лаав асгарах) нь дэлхийн гэдэснээс хий ялгарахтай холбоотой байв. Эдгээрт азот, аммиак, метан, усны уур, СО оксид, нүүрстөрөгчийн давхар исэл CO2 орсон. Нарны хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр усны уур нь устөрөгч болон хүчилтөрөгч болж задардаг боловч ялгарсан хүчилтөрөгч нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэлтэй урвалд орж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсгэсэн. Аммиак нь азот, устөрөгч болж задардаг. Тархалтын явцад устөрөгч дээшээ дээшлэн агаар мандлаас гарч, илүү хүнд азот нь ууршиж, аажмаар хуримтлагдаж, үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болсон боловч химийн урвалын үр дүнд зарим хэсэг нь молекулуудад холбогддог (Агаар мандлын хими-г үзнэ үү). Хэт ягаан туяа, цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор дэлхийн анхны агаар мандалд агуулагдах хийн холимог химийн урвалд орж, улмаар үүссэн. органик бодис, ялангуяа амин хүчлүүд. Анхан шатны ургамлууд бий болсноор фотосинтезийн үйл явц эхэлж, хүчилтөрөгч ялгардаг. Энэхүү хий нь ялангуяа агаар мандлын дээд давхаргад тархсаны дараа түүний доод давхарга болон дэлхийн гадаргууг амь насанд аюултай хэт ягаан туяа, рентген туяанаас хамгаалж эхэлсэн. Онолын тооцоогоор одоогийнхоос 25000 дахин бага хүчилтөрөгчийн агууламж нь одоогийнхоос ердөө тал хувьтай озоны давхарга үүсэхэд хүргэж болзошгүй юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь организмыг хэт ягаан туяаны хор хөнөөлтэй нөлөөллөөс маш их хамгаалахад хангалттай юм.
Анхдагч агаар мандалд их хэмжээний нүүрстөрөгчийн давхар исэл агуулагдаж байсан байх магадлалтай. Энэ нь фотосинтезийн явцад дууссан бөгөөд ургамлын ертөнц хувьсан өөрчлөгдөж, мөн геологийн тодорхой үйл явцын явцад шингэсэний улмаас түүний концентраци буурсан байх ёстой. Хүлэмжийн хийн нөлөө нь агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламжтай холбоотой байдаг тул түүний концентрацийн хэлбэлзэл нь дэлхийн түүхэн дэх мөстлөгийн үе гэх мэт цаг уурын томоохон өөрчлөлтүүдийн нэг чухал шалтгаан болдог.
Г.В.Войткевич 1980 онд Дэлхий ба Сугар гаригийн түүхийн эхэн үед байсан нөхцөл байдлыг харьцуулж үзэхэд дэлхийн анхны агаар мандал одоогийн Сугар гаригтай бараг ижил байсан гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Тэрээр дэлхийн агаар мандлын анхны найрлага нь дэлхий дээр фотосинтез, карбонат байхгүй байх нөхцөлтэй тохирч байна гэж үздэг.
Ийнхүү дэлхийг бүрдүүлэгч бодисыг хийгүйжүүлж, хий ялгарах нь дэлхийн анхны агаар мандлын найрлагыг тодорхойлсон. Дэлхий хэзээ ч бүрэн хайлж байгаагүй бөгөөд түүний гадаргуу нь усны буцлах цэгээс дээш температуртай байх магадлал багатай байсан (дэлхийн нөлөөлөл гэсэн үг) тул түүний анхны агаар мандлын найрлагыг өөрөө дэгдэмхий буюу уур амьсгал үүсгэх чадвартай элементүүдээр тодорхойлдог байв. дэгдэмхий нэгдлүүд: H, O, N, C, F, S, P, CI, Br болон идэвхгүй хий. Сансар огторгуйн элбэг дэлбэг байдалтай харьцуулахад дэлхийн царцдас дахь эдгээр дэгдэмхий элементүүд бараг бүгдээрээ дутагдалтай байдаг. Энэ нь ялангуяа He, Ne, H, N, C-ийн хувьд үнэн юм. Эдгээр элементүүд нь дэлхийг хуримтлуулах явцад алдагдсан бололтой. Бусад хөнгөн дэгдэмхий элементүүд, тухайлбал P, S, C1 нь нэгдүгээрт, арай хүнд, хоёрдугаарт, тэдгээр нь дэлхийн царцдасын чулуулаг, ялангуяа тунамал чулуулагтай урвалд ордог маш химийн идэвхтэй дэгдэмхий нэгдлүүдийг үүсгэдэг.
Дэгдэмхий элементүүдийн найрлага нь агаар мандалд ялгардаг гэж үзэж болно эцсийн шатуудГалт уулын болон фумаролын үйл ажиллагааны орчин үеийн үзэгдлийн үед дэлхийн болон ирж буй хүмүүсийн хуримтлал ойролцоогоор ижил хэвээр байна. 1967 онд Е.К.Мархинин галт уулын хий, фумаролуудын найрлагын талаархи мэдээллийг өгсөн бөгөөд үүнээс харахад нүүрстөрөгч агуулсан хий нь ялгаруулалтын хэмжээгээр усны дараа хоёрдугаарт ордог.
Хэрэв бид дэлхийн анхны агаар мандал нь ийм олон тооны хийнээс (HC1, HF болон бусад химийн идэвхтэй бодисуудаас бусад) бүрдсэн гэдгийг хүлээн зөвшөөрвөл Г.В.Войткевич анхны агаар мандлын найрлагыг маш зөв тодорхойлсон бололтой. Дэлхийг орчин үеийн Сугар гариг, Ангараг гарагтай . Х.Холланд, Ц.Саган, М.Шидловский болон бусад хүмүүсийн дэлхийн анхны уур амьсгал (CH 4, Hg, NH 3) огцом буурч байгаа тухай дүгнэлтүүд нь сансрын химийн үүднээс ч, онолын тооцоогоор ч батлагдаагүй байна. Агаар мандал дахь H 2, CH 4, NH 3-ийн ашиглалтын хугацаа, энэ нь зөвхөн өөрөө амархан тараад зогсохгүй фотохимийн процессын улмаас маш хурдан задардаг. Ж.Уолкер 1975-1976 онд Сугар ба дэлхийн бодисыг агшин зуур, аажмаар хийн тайлах загваруудыг харьцуулсан бөгөөд тэдгээрийн аль нь ч агаар мандлын бууралтад хүргэсэнгүй.
Дэлхий үүсэхтэй зэрэгцэн агаар мандал үүсч эхэлсэн. Гаригийн хувьслын явцад болон түүний параметрүүд орчин үеийн үнэ цэнэд ойртох тусам түүний химийн найрлага, физик шинж чанарт чанарын үндсэн өөрчлөлт гарсан. Хувьслын загвараар бол эхэн үедээ дэлхий хайлсан төлөвт байсан бөгөөд 4.5 тэрбум жилийн өмнө хатуу биет хэлбэрээр үүссэн. Энэ үеийг геологийн он дарааллын эхлэл гэж үздэг. Тэр цагаас хойш агаар мандлын аажмаар хувьсал эхэлсэн. Зарим геологийн үйл явц (жишээлбэл, галт уулын дэлбэрэлтийн үеэр лаав асгарах) нь дэлхийн гэдэснээс хий ялгарахтай холбоотой байв. Эдгээрт азот, аммиак, метан, усны уур, CO оксид, нүүрстөрөгчийн давхар исэл CO 2 орсон. Нарны хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр усны уур нь устөрөгч болон хүчилтөрөгч болж задардаг боловч ялгарсан хүчилтөрөгч нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэлтэй урвалд орж, нүүрстөрөгчийн давхар исэл үүсгэсэн. Аммиак нь азот, устөрөгч болж задардаг. Тархалтын явцад устөрөгч дээшээ дээшлэн агаар мандлаас гарч, илүү хүнд азот нь ууршиж, аажмаар хуримтлагдаж, үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болсон боловч химийн урвалын үр дүнд зарим хэсэг нь молекулуудад холбогдсон байв ( см. Агаар мандлын Хими). Хэт ягаан туяа, цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор дэлхийн анхны агаар мандалд агуулагдах хийн хольц нь химийн урвалд орж, органик бодис, ялангуяа амин хүчлүүд үүссэн. Анхан шатны ургамлууд бий болсноор фотосинтезийн үйл явц эхэлж, хүчилтөрөгч ялгардаг. Энэхүү хий нь ялангуяа агаар мандлын дээд давхаргад тархсаны дараа түүний доод давхарга болон дэлхийн гадаргууг амь насанд аюултай хэт ягаан туяа, рентген туяанаас хамгаалж эхэлсэн. Онолын тооцоогоор одоогийнхоос 25000 дахин бага хүчилтөрөгчийн агууламж нь одоогийнхоос ердөө тал хувьтай озоны давхарга үүсэхэд хүргэж болзошгүй юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь организмыг хэт ягаан туяаны хор хөнөөлтэй нөлөөллөөс маш их хамгаалахад хангалттай юм.
Анхдагч агаар мандалд их хэмжээний нүүрстөрөгчийн давхар исэл агуулагдаж байсан байх магадлалтай. Энэ нь фотосинтезийн явцад дууссан бөгөөд ургамлын ертөнц хувьсан өөрчлөгдөж, мөн геологийн тодорхой үйл явцын явцад шингэсэний улмаас түүний концентраци буурсан байх ёстой. Учир нь Хүлэмжийн нөлөөАгаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар исэл байгаатай холбоотой, түүний концентрацийн хэлбэлзэл нь дэлхийн түүхэн дэх цаг уурын томоохон өөрчлөлтүүдийн нэг чухал шалтгаан юм. мөстлөгийн үе.
Орчин үеийн агаар мандалд байгаа гели нь ихэвчлэн уран, торий, радийн цацраг идэвхт задралын бүтээгдэхүүн юм. Эдгээр цацраг идэвхт элементүүд нь гелийн атомын цөм болох бөөмсийг ялгаруулдаг. Цацраг идэвхт задралын үед цахилгаан цэнэг үүсдэггүй, устдаггүй тул а бөөм бүр үүсэхэд хоёр электрон гарч ирдэг бөгөөд тэдгээр нь а-бөөмүүдтэй дахин нийлж саармаг гелийн атомуудыг үүсгэдэг. Цацраг идэвхт элементүүд нь чулуулагт тархсан эрдсүүдэд агуулагддаг тул цацраг идэвхт задралын үр дүнд үүссэн гелийн нэлээд хэсэг нь тэдгээрт үлдэж, агаар мандалд маш удаан урсан ордог. Тархалтын улмаас тодорхой хэмжээний гели нь экзосфер руу дээшээ дээшилдэг боловч дэлхийн гадаргуугаас байнга орж ирдэг тул агаар мандал дахь энэ хийн хэмжээ бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Оддын гэрлийн спектрийн шинжилгээ, солирын судалгаанд үндэслэн янз бүрийн зүйлийн харьцангуй элбэг дэлбэг байдлыг тооцоолох боломжтой. химийн элементүүдОрчлон ертөнцөд. Сансарт неоны агууламж дэлхийнхээс арав орчим тэрбум дахин, криптон арван сая дахин, ксенон сая дахин их байна. Үүнээс үзэхэд дэлхийн агаар мандалд анх оршдог бөгөөд химийн урвалын явцад нөхөгдөөгүй эдгээр инертийн хийн концентраци нь дэлхийн анхдагч агаар мандал алдагдах үе шатанд ч гэсэн ихээхэн буурсан байна. Үл хамаарах зүйл бол инертийн хийн аргон юм, учир нь 40 Ar изотоп хэлбэрээр энэ нь калийн изотопын цацраг идэвхт задралын үед үүссэн хэвээр байна.
Барометрийн даралтын хуваарилалт.
Агаар мандлын хийн нийт жин нь ойролцоогоор 4.5 10 15 тонн байна.Иймд далайн түвшний нэгж талбайд ногдох агаар мандлын “жин” буюу атмосферийн даралт нь ойролцоогоор 11 т/м 2 = 1.1 кг/см 2 байна. P 0 = 1033.23 г / см 2 = 1013.250 mbar = 760 мм м.у.б-тэй тэнцүү даралт. Урлаг. = 1 атм, стандарт дундаж атмосферийн даралтаар авсан. Гидростатик тэнцвэрт байдалд байгаа агаар мандлын хувьд бид: d П= –rgd h, энэ нь өндрийн интервалд гэсэн үг hөмнө h+ d hтохиолддог атмосферийн даралтын өөрчлөлт хоорондын тэгш байдал d Пба нэгж талбай, нягт r ба зузаан d бүхий агаар мандлын харгалзах элементийн жин h.Дарамт хоорондын хамаарлын хувьд Рба температур ТДэлхийн агаар мандалд маш тохиромжтой r нягтралтай идеал хийн төлөв байдлын тэгшитгэлийг ашиглана. П= r R Т/m, энд m нь молекул жин, R = 8.3 Дж/(К моль) нь бүх нийтийн хийн тогтмол юм. Дараа нь d бүртгэл П= – (м g/RT) г h= – бд h= – г h/H, энд даралтын градиент логарифмын масштабтай байна. Үүний урвуу утгыг H нь атмосферийн өндрийн хуваарь гэж нэрлэдэг.
Энэ тэгшитгэлийг изотерм уур амьсгалд нэгтгэх үед ( Т= const) эсвэл ийм ойролцоо байхыг зөвшөөрч байгаа хэсэгт өндөртэй даралтын тархалтын барометрийн хуулийг олж авна. П = П 0 туршлага(- h/Х 0), өндрийн лавлагаа hстандарт дундаж даралт нь далайн түвшнээс үйлдвэрлэсэн П 0 . Илэрхийлэл Х 0 = R Т/ мг, температур хаа сайгүй ижил (изотерм уур амьсгал) байх тохиолдолд агаар мандлын цар хүрээг тодорхойлдог өндрийн хуваарь гэж нэрлэдэг. Хэрэв агаар мандал нь изотерм биш бол интеграл нь температурын өндөр, параметрийн өөрчлөлтийг харгалзан үзэх ёстой. Н- температур, хүрээлэн буй орчны шинж чанараас хамааран агаар мандлын давхаргын зарим орон нутгийн шинж чанар.
Стандарт уур амьсгал.
Агаар мандлын суурь дахь стандарт даралтад тохирох загвар (үндсэн параметрүүдийн утгын хүснэгт). Р 0 бөгөөд химийн найрлага нь стандарт уур амьсгал гэж нэрлэгддэг. Нарийвчлан хэлэхэд энэ бол далайн түвшнээс доош 2 км-ээс дэлхийн агаар мандлын гаднах хил хүртэлх өндөрт байгаа агаарын температур, даралт, нягт, зуурамтгай чанар болон бусад шинж чанаруудын дундаж утгыг тодорхойлсон агаар мандлын нөхцөлт загвар юм. 45° 32ў 33І өргөргийн хувьд. Бүх өндөрлөг дэх дунд агаар мандлын параметрүүдийг идеал хийн төлөвийн тэгшитгэл ба барометрийн хуулийг ашиглан тооцоолсон. Далайн түвшинд даралт 1013.25 гПа (760 мм м.у.б), температур нь 288.15 К (15.0 ° C) байна гэж үзвэл. Температурын босоо тархалтын шинж чанараас хамааран дундаж агаар мандал нь хэд хэдэн давхаргаас бүрдэх бөгөөд тус бүрдээ температурыг ойролцоогоор тогтоодог. шугаман функцөндөр. Хамгийн доод давхарга - тропосфер (h Ј 11 км) температур нь километр тутамд 6.5 хэмээр буурдаг. Өндөрт босоо температурын градиентийн утга ба тэмдэг нь давхаргаас давхаргад өөрчлөгддөг. 790 км-ээс дээш температур нь 1000 К орчим бөгөөд өндрөөс хамааран бараг өөрчлөгддөггүй.
Стандарт уур амьсгал нь хүснэгт хэлбэрээр гаргасан, үе үе шинэчлэгдэж, хуульчлагдсан стандарт юм.
| Хүснэгт 1. ДЭЛХИЙН АГААР БҮРИЙН СТАНДАРТ ЗАГВАР. Хүснэгтэнд харуулав: h- далайн түвшнээс дээш өндөр; Р- даралт, Т- температур, r - нягтрал, Н- нэгж эзэлхүүн дэх молекул эсвэл атомын тоо; Х- өндрийн хэмжүүр, л- чөлөөт замын урт. Пуужингийн мэдээллээс олж авсан 80-250 км-ийн өндөрт даралт ба температур бага утгатай байна. Экстраполяцийн аргаар олж авсан 250 км-ээс дээш өндрийн утгууд нь тийм ч үнэн зөв биш юм. | ||||||
| h(км) | П(мбар) | Т(°C) | r (г/см 3) | Н(см -3) | Х(км) | л(см) |
| 0 | 1013 | 288 | 1.22 10-3 | 2.55 10 19 | 8,4 | 7.4·10 –6 |
| 1 | 899 | 281 | 1.11·10 –3 | 2.31 10 19 | 8.1·10-6 | |
| 2 | 795 | 275 | 1.01·10 –3 | 2.10 10 19 | 8.9·10-6 | |
| 3 | 701 | 268 | 9.1·10-4 | 1.89 10 19 | 9.9·10-6 | |
| 4 | 616 | 262 | 8.2·10 –4 | 1.70 10 19 | 1.1·10-5 | |
| 5 | 540 | 255 | 7.4·10-4 | 1.53 10 19 | 7,7 | 1.2·10-5 |
| 6 | 472 | 249 | 6.6·10-4 | 1.37 10 19 | 1.4·10-5 | |
| 8 | 356 | 236 | 5.2·10 -4 | 1.09 10 19 | 1.7·10 -5 | |
| 10 | 264 | 223 | 4.1·10-4 | 8.6 10 18 | 6,6 | 2.2·10 –5 |
| 15 | 121 | 214 | 1.93·10 –4 | 4.0 10 18 | 4.6·10-5 | |
| 20 | 56 | 214 | 8.9·10-5 | 1.85 10 18 | 6,3 | 1.0·10 -4 |
| 30 | 12 | 225 | 1.9·10-5 | 3.9 10 17 | 6,7 | 4.8·10 –4 |
| 40 | 2,9 | 268 | 3.9·10-6 | 7.6 10 16 | 7,9 | 2.4·10 –3 |
| 50 | 0,97 | 276 | 1.15·10 –6 | 2.4 10 16 | 8,1 | 8.5·10-3 |
| 60 | 0,28 | 260 | 3.9·10-7 | 7.7 10 15 | 7,6 | 0,025 |
| 70 | 0,08 | 219 | 1.1·10-7 | 2.5 10 15 | 6,5 | 0,09 |
| 80 | 0,014 | 205 | 2.7·10 -8 | 5.0 10 14 | 6,1 | 0,41 |
| 90 | 2.8·10 –3 | 210 | 5.0·10-9 | 9·10 13 | 6,5 | 2,1 |
| 100 | 5.8·10 –4 | 230 | 8.8·10-10 | 1.8 10 13 | 7,4 | 9 |
| 110 | 1.7·10 –4 | 260 | 2.1·10-10 | 5.4 10 12 | 8,5 | 40 |
| 120 | 6·10-5 | 300 | 5.6·10-11 | 1.8 10 12 | 10,0 | 130 |
| 150 | 5·10-6 | 450 | 3.2·10-12 | 9 10 10 | 15 | 1.8 10 3 |
| 200 | 5·10-7 | 700 | 1.6·10-13 | 5 10 9 | 25 | 3 10 4 |
| 250 | 9·10-8 | 800 | 3·10-14 | 8 10 8 | 40 | 3·10 5 |
| 300 | 4·10 –8 | 900 | 8·10-15 | 3 10 8 | 50 | |
| 400 | 8·10 – 9 | 1000 | 1·10-15 | 5 10 7 | 60 | |
| 500 | 2·10 – 9 | 1000 | 2·10-16 | 1·10 7 | 70 | |
| 700 | 2·10-10 | 1000 | 2·10-17 | 1 10 6 | 80 | |
| 1000 | 1·10-11 | 1000 | 1·10-18 | 1·10 5 | 80 | |
Тропосфер.
Температур нь өндрөөр хурдан буурдаг агаар мандлын хамгийн нам, нягт давхаргыг тропосфер гэж нэрлэдэг. Энэ нь агаар мандлын нийт массын 80 хүртэлх хувийг эзэлдэг бөгөөд туйл ба дунд өргөрөгт 8-10 км өндөрт, халуун оронд 16-18 км хүртэл үргэлжилдэг. Цаг агаарын бараг бүх процессууд энд хөгжиж, дэлхий ба түүний агаар мандлын хооронд дулаан, чийгийн солилцоо явагдаж, үүл үүсч, цаг уурын янз бүрийн үзэгдлүүд гарч, манан, хур тунадас орно. Дэлхийн агаар мандлын эдгээр давхаргууд нь конвектив тэнцвэрт байдалд байгаа бөгөөд идэвхтэй холилтын ачаар нэгэн төрлийн байна. химийн найрлага, голчлон молекул азот (78%) ба хүчилтөрөгч (21%). Байгалийн болон хүний гараар бий болсон аэрозол, хийн агаар бохирдуулагчдын дийлэнх нь тропосферд төвлөрдөг. 2 км хүртэлх зузаантай тропосферийн доод хэсгийн динамик нь дулаан газраас дулаан дамжсанаас үүссэн агаарын (салхи) хэвтээ ба босоо хөдөлгөөнийг тодорхойлдог дэлхийн доод гадаргуугийн шинж чанараас ихээхэн хамаардаг. дэлхийн гадаргуугийн хэт улаан туяаны цацрагаар дамжин тропосфер, гол төлөв ус, нүүрстөрөгчийн давхар ислийн уураар шингэдэг (хүлэмжийн нөлөө). Температурын өндөртэй хуваарилалтыг турбулент ба конвектив холилтын үр дүнд тогтоодог. Дунджаар энэ нь ойролцоогоор 6.5 К/км өндөртэй температурын уналттай тохирч байна.
Гадаргуугийн хилийн давхарга дахь салхины хурд эхлээд өндрөөрөө хурдацтай нэмэгдэж, түүнээс дээш километр тутамд 2-3 км/с нэмэгдсээр байна. Заримдаа нарийхан гаригийн урсгалууд (30 км / сек-ээс их хурдтай) тропосфер, баруун дунд өргөрөгт, зүүн хэсэгт экваторын ойролцоо гарч ирдэг. Тэдгээрийг тийрэлтэт урсгал гэж нэрлэдэг.
Тропопауза.
Тропосферийн дээд хил дээр (тропопауза) температур нь доод агаар мандлын хувьд хамгийн бага утгад хүрдэг. Энэ бол тропосфер ба түүний дээгүүр байрлах стратосферийн хоорондох шилжилтийн давхарга юм. Тропопаузын зузаан нь хэдэн зуун метрээс 1.5-2 км, температур ба өндөр нь өргөрөг, улирлаас хамааран 190-220 К, 8-18 км-ийн хооронд хэлбэлздэг. Өвлийн улиралд сэрүүн, өндөр өргөрөгт зуныхаас 1-2 км бага, 8-15 К дулаан байна. Халуун орны хувьд улирлын өөрчлөлт хамаагүй бага байдаг (өндөр 16-18 км, температур 180-200 К). Дээр тийрэлтэт урсгалтропопаузын завсарлага боломжтой.
Дэлхийн агаар мандал дахь ус.
Дэлхийн агаар мандлын хамгийн чухал шинж чанар нь үүл, үүлний бүтэц хэлбэрээр хамгийн амархан ажиглагддаг дусал хэлбэрээр усны уур, ус их хэмжээгээр агуулагддаг. Тэнгэрийн үүлний бүрхэвчийн түвшинг (тодорхой агшинд эсвэл тодорхой хугацаанд дунджаар) 10 масштабаар эсвэл хувиар илэрхийлсэн үүлэрхэг байдал гэж нэрлэдэг. Үүлний хэлбэрийг олон улсын ангиллын дагуу тодорхойлдог. Дунджаар дэлхийн тэн хагасыг үүл эзэлдэг. Үүлэрхэг байдал нь цаг агаар, уур амьсгалыг тодорхойлдог чухал хүчин зүйл юм. Өвөл, шөнийн цагаар үүлэрхэг байдал нь дэлхийн гадарга болон агаарын давхаргын температур буурахаас сэргийлж, зун болон өдрийн цагаар нарны туяагаар дэлхийн гадаргуугийн халаалтыг сулруулж, тивүүдийн уур амьсгалыг зөөлрүүлдэг. .
Үүл.
Үүл гэдэг нь агаар мандалд дүүжлэгдсэн усны дусал (усны үүл), мөсөн талст (мөсөн үүл) эсвэл хоёулангийнх нь (холимог үүл) хуримтлал юм. Дусал, талстууд томрох тусам үүлнээс хур тунадас хэлбэрээр унадаг. Үүл нь ихэвчлэн тропосферт үүсдэг. Эдгээр нь агаарт агуулагдах усны уурын конденсацийн үр дүнд үүсдэг. Үүлний дуслын диаметр нь хэд хэдэн микрон юм. Үүл дэх шингэн усны агууламж нь фракцаас эхлээд м3 тутамд хэдэн грамм хүртэл хэлбэлздэг. Үүлийг өндрөөр нь ангилдаг: Олон улсын ангиллаар үүлсийг цирус, циррокумулус, циростратус, альтокумул, альтостратус, нимбострат, давхраа, стратокумул, кумулонимбус, хуримтлал гэсэн 10 төрөлтэй.
Сувдан үүл нь стратосфер болон мезосферт ажиглагддаг шөнийн үүл.
Циррусын үүл нь сүүдэр өгдөггүй торгомсог гялбаатай нимгэн цагаан утас эсвэл хөшиг хэлбэртэй тунгалаг үүл юм. Циррусын үүл нь мөсөн талстуудаас тогтдог бөгөөд маш бага температурт тропосферийн дээд давхаргад үүсдэг. Зарим төрлийн үүлс нь цаг агаарын өөрчлөлтийн дохио болдог.
Циррокумулусын үүл нь тропосферийн дээд давхаргад байрлах нуруу эсвэл нимгэн цагаан үүлсийн давхарга юм. Cirrocumulus үүл нь жижиг элементүүдээс тогтдог бөгөөд тэдгээр нь хайрс, долгион, сүүдэргүй жижиг бөмбөлөг мэт харагддаг бөгөөд гол төлөв мөсөн талстуудаас бүрддэг.
Цирростратусын үүл нь тропосферийн дээд давхаргад байдаг цагаан тунгалаг хөшиг бөгөөд ихэвчлэн утаслаг, заримдаа бүдгэрсэн, зүү хэлбэртэй эсвэл булчирхайлаг жижиг мөсөн талстуудаас тогтдог.
Альтокумулсын үүл нь тропосферийн доод ба дунд давхаргын цагаан, саарал эсвэл цагаан саарал үүл юм. Альтокумулсын үүл нь хавтанцар, бөөрөнхий масс, босоо ам, бие биенийхээ дээр хэвтэж буй үйрмэгээс бий болсон мэт давхрага, нуруу хэлбэртэй байдаг. Альтокумулсын үүл нь эрчимтэй конвектив үйл ажиллагааны явцад үүсдэг бөгөөд ихэвчлэн хэт хөргөсөн усны дуслуудаас тогтдог.
Альтостратус үүл нь ширхэглэг эсвэл жигд бүтэцтэй саарал эсвэл хөхөвт үүл юм. Альтостратус үүл нь тропосферийн дунд хэсэгт ажиглагдаж, өндөр нь хэдэн километр, заримдаа хэвтээ чиглэлд хэдэн мянган километр үргэлжилдэг. Дүрмээр бол альтостратус үүл нь агаарын массын дээш чиглэсэн хөдөлгөөнтэй холбоотой урд талын үүлний системийн нэг хэсэг юм.
Нимбостратус үүл нь нам (2 км ба түүнээс дээш) аморф жигд саарал үүлний давхарга бөгөөд тасралтгүй бороо эсвэл цас үүсгэдэг. Нимбостратус үүл нь босоо (хэдэн км хүртэл) ба хэвтээ (хэдэн мянган км) өндөр хөгжсөн бөгөөд ихэвчлэн агаар мандлын фронттой холбоотой цасан ширхгүүдтэй холилдсон хэт хөргөсөн усны дуслуудаас тогтдог.
Давхаргын үүл нь тодорхой тоймгүй нэгэн төрлийн давхарга хэлбэртэй, саарал өнгөтэй доод түвшний үүл юм. Дэлхийн гадарга дээрх давхаргын үүлний өндөр нь 0.5-2 км. Хааяа давхаргын үүлнээс шиврээ бороо орно.
Хуримтлагдсан үүл нь өдрийн цагаар их хэмжээний босоо тэнхлэгтэй (5 км ба түүнээс дээш) хөгжсөн өтгөн, тод цагаан үүл юм. Хуримтлагдсан үүлний дээд хэсэг нь бөөрөнхий тоймтой бөмбөгөр эсвэл цамхаг шиг харагддаг. Ихэвчлэн хуримтлагдсан үүл нь хүйтэн агаарын массын конвекцийн үүл хэлбэрээр үүсдэг.
Stratocumulus үүл нь саарал эсвэл цагаан эслэг бус давхарга эсвэл дугуй том блокуудын нуруу хэлбэртэй намхан (2 км-ээс доош) үүл юм. Стратокумулсын үүлний босоо зузаан нь бага байдаг. Заримдаа стратокумул үүл нь бага зэргийн хур тунадас үүсгэдэг.
Кумулонимбусын үүл нь босоо тэнхлэгт хүчтэй хөгжсөн (14 км хүртэл өндөр) хүчтэй, өтгөн үүл бөгөөд аадар бороо, мөндөр, аадар бороо орно. Кумулонимбус үүл нь мөсөн талстуудаас бүрдэх дээд хэсэгтээ ялгаатай хүчирхэг бөөгнөрөл үүлнээс үүсдэг.
Стратосфер.
Тропопаузаар дамжин дунджаар 12-50 км-ийн өндөрт тропосфер нь стратосфер руу шилждэг. Доод хэсэгт 10 км орчим, i.e. 20 км-ийн өндөрт энэ нь изотермал (температур нь 220 К орчим). Дараа нь өндрөөр нэмэгдэж, 50-55 км-ийн өндөрт хамгийн ихдээ 270 К орчимд хүрдэг. Энд стратопауз гэж нэрлэгддэг стратосфер ба түүний дээгүүр байрлах мезосферийн хоорондох хил хязгаар юм. .
Стратосфер дэх усны уур мэдэгдэхүйц бага байна. Гэсэн хэдий ч нимгэн тунгалаг сувдан үүлс заримдаа ажиглагддаг бөгөөд үе үе давхрага мандалд 20-30 км-ийн өндөрт гарч ирдэг. Нар жаргасны дараа, нар мандахаас өмнө харанхуй тэнгэрт сувдан үүл харагдана. Хэлбэрийн хувьд накрус үүл нь циркус, циркумулус үүлтэй төстэй.
Дунд агаар (мезосфер).
Ойролцоогоор 50 км-ийн өндөрт мезосфер нь өргөн температурын дээд цэгээс эхэлдэг. . Энэ дээд тал нь бүс нутагт температур нэмэгдсэн шалтгаан экзотермик (өөрөөр хэлбэл дулаан ялгарах дагалддаг) фотохимийн урвалозоны задрал: O 3 + hv® O 2 + O. Озон нь молекулын хүчилтөрөгч O 2-ийн фотохимийн задралын үр дүнд үүсдэг.
O 2 + hv® O + O ба хүчилтөрөгчийн атом ба молекулын гуравдахь молекул М-тэй гурвалсан мөргөлдөөний дараагийн урвал.
O + O 2 + M ® O 3 + M
Озон нь 2000-аас 3000 Å хүртэлх хэт ягаан туяаг шингээж авдаг бөгөөд энэ цацраг нь агаар мандлыг халаадаг. Агаар мандлын дээд давхаргад байрлах озон нь биднийг нарны хэт ягаан туяаны нөлөөнөөс хамгаалдаг нэгэн төрлийн бамбай болдог. Энэхүү бамбайгүйгээр дэлхий дээрх амьдралыг орчин үеийн хэлбэрээр хөгжүүлэх боломжгүй байх байсан.
Ерөнхийдөө мезосферийн туршид атмосферийн температур нь мезосферийн дээд хил дээр (мезопауз гэж нэрлэгддэг, 80 км орчим өндөр) хамгийн багадаа 180 К хүртэл буурдаг. Мезопаузын ойролцоо 70-90 км-ийн өндөрт маш нимгэн мөсөн талст давхарга, галт уулын болон солирын тоосны тоосонцор гарч ирж, шөнийн үүлний үзэсгэлэнт үзэгдэл хэлбэрээр ажиглагдаж болно. нар жаргасны дараахан.
Мезосферд дэлхий дээр унасан солирын үзэгдлийг үүсгэдэг жижиг хатуу солирын хэсгүүд ихэвчлэн шатдаг.
Солир, солир, галт бөмбөлөг.
Дэлхийн агаар мандлын дээд давхаргад 11 км/с ба түүнээс дээш хурдтай сансар огторгуйн хатуу тоосонцор эсвэл биетүүд нэвтрэн орсны улмаас үүссэн гал ба бусад үзэгдлийг солир гэж нэрлэдэг. Ажиглахуйц тод солирын мөр гарч ирнэ; солирын уналт ихэвчлэн дагалддаг хамгийн хүчтэй үзэгдлүүдийг нэрлэдэг галт бөмбөг; солирын харагдах байдал нь солирын бороотой холбоотой.
Солирын бороо:
1) нэг цацрагаас хэдэн цаг эсвэл өдрийн турш солир олон удаа унах үзэгдэл.
2) Нарыг тойрон ижил тойрог замд хөдөлж буй солирын бөөгнөрөл.
Тэнгэрийн тодорхой хэсэг, жилийн тодорхой өдрүүдэд солирууд системчилсэн байдлаар гарч ирэх нь дэлхийн тойрог замтай ойролцоогоор ижил, ижил чиглэлтэй хурдаар хөдөлдөг олон солирын биетүүдийн нийтлэг тойрог замтай огтлолцсоноос үүдэлтэй. Тэдний тэнгэр дэх замууд нь нийтлэг цэгээс (цацрагт) гарч ирдэг. Тэдгээрийг цацрагийн байрлаж буй одны ордны нэрээр нэрлэсэн.
Солирын бороо нь гэрлийн нөлөөгөөрөө гүн сэтгэгдэл төрүүлдэг ч тус тусдаа солир харагдах нь ховор. Илүү олон тооны үл үзэгдэх солирууд нь агаар мандалд шингэх үед харагдахааргүй жижиг солирууд юм. Хамгийн жижиг солируудын зарим нь огт халдаггүй, гэхдээ зөвхөн агаар мандалд баригддаг. Эдгээр нарийн ширхэгтэй тоосонцорХэмжээ нь хэдэн мм-ээс миллиметрийн арван мянга хүртэлх хэмжээтэй байдаг микро солир гэж нэрлэгддэг. Өдөр бүр агаар мандалд орж буй солирын бодисын хэмжээ 100-10,000 тонн байдаг бөгөөд энэ материалын дийлэнх нь микро солируудаас бүрддэг.
Солирын бодис агаар мандалд хэсэгчлэн шатдаг тул түүний хийн найрлага нь янз бүрийн химийн элементүүдийн ул мөрөөр дүүрдэг. Жишээлбэл, чулуурхаг солирууд литийг агаар мандалд оруулдаг. Металл солирын шаталт нь жижиг бөмбөрцөг хэлбэртэй төмөр, төмөр-никель болон бусад дуслууд үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд тэдгээр нь агаар мандлыг дайран өнгөрч, дэлхийн гадаргуу дээр тогтдог. Тэдгээрийг Гренланд, Антарктидад олж болно, мөсөн бүрхүүл олон жилийн турш бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Далай судлаачид тэдгээрийг далайн ёроолын хурдасаас олдог.
Агаар мандалд орж буй ихэнх солирын тоосонцор ойролцоогоор 30 хоногийн дотор тогтдог. Энэхүү сансрын тоос нь усны уурын конденсацын цөм болж үйлчилдэг тул бороо зэрэг агаар мандлын үзэгдлүүдийг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэж зарим эрдэмтэд үздэг. Иймээс хур тунадас нь их хэмжээний солирын бороотой холбоотой гэж статистикийн хувьд таамаглаж байна. Гэсэн хэдий ч зарим шинжээчид солирын материалын нийт нийлүүлэлт нь хамгийн том солирын борооныхоос хэдэн арван дахин их байдаг тул нэг борооны улмаас үүссэн энэ материалын нийт хэмжээний өөрчлөлтийг үл тоомсорлож болно гэж зарим шинжээчид үзэж байна.
Гэсэн хэдий ч хамгийн том микро солирууд болон харагдахуйц солирууд нь агаар мандлын өндөр давхаргад, ялангуяа ионосферт иончлолын урт ул мөр үлдээдэг нь эргэлзээгүй. Ийм ул мөр нь өндөр давтамжийн радио долгионыг тусгадаг тул холын зайн радио холбоонд ашиглаж болно.
Агаар мандалд орж буй солирын энерги нь түүнийг халаахад голчлон, магадгүй бүрэн зарцуулагддаг. Энэ бол агаар мандлын дулааны тэнцвэрийн бага бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг юм.
Солир бол сансраас дэлхийн гадаргуу дээр унасан байгалийн хатуу биет юм. Ихэвчлэн чулуурхаг, чулуурхаг, төмөр солирыг ялгадаг. Сүүлийнх нь голчлон төмөр, никельээс бүрддэг. Олдсон солируудын ихэнх нь хэдэн граммаас хэдэн килограмм жинтэй байдаг. Эдгээрээс олдсон хамгийн том нь болох Гоба төмөр солир нь 60 орчим тонн жинтэй бөгөөд Өмнөд Африкт олдсон газартаа байсаар байна. Ихэнх солирууд нь астероидын хэлтэрхий боловч зарим солирууд сар, тэр ч байтугай Ангараг гарагаас дэлхийд ирсэн байж магадгүй юм.
Болид бол маш тод солир бөгөөд заримдаа өдрийн цагаар ч харагддаг, ихэнхдээ ардаа орхидог утааны заммөн дуу авианы үзэгдлүүд дагалддаг; ихэвчлэн солирын уналтаар төгсдөг.
Термосфер.
Мезопаузын хамгийн бага температураас дээш бол термосфер эхэлдэг. температур эхлээд аажмаар, дараа нь дахин хурдан өсч эхэлдэг. Үүний шалтгаан нь 150-300 км-ийн өндөрт нарны хэт ягаан туяаг шингээж, атомын хүчилтөрөгчийн иончлолын улмаас: O + hv® O + + д.
Термосферийн температур 400 км-ийн өндөрт тасралтгүй өсдөг бөгөөд өдрийн цагаар хамгийн дээд цэгтээ хүрдэг. нарны идэвхжил 1800 К. Хамгийн бага эриний үед энэ хязгаарлах температур 1000 К-ээс бага байж болно. 400 км-ээс дээш зайд агаар мандал изотерм экзосфер болж хувирдаг. Чухал түвшин (экзосферийн суурь) нь ойролцоогоор 500 км-ийн өндөрт байдаг.
Туйлын гэрэл, хиймэл дагуулын олон тойрог зам, мөн шөнийн гэрэлтдэг үүл - эдгээр бүх үзэгдлүүд мезосфер ба термосферт тохиолддог.
Туйлын гэрэл.
Өндөр өргөрөгт соронзон орны эвдрэлийн үед аврора ажиглагддаг. Тэд хэдэн минут үргэлжилж болох ч ихэнхдээ хэдэн цагийн турш харагдана. Аврора нь хэлбэр, өнгө, эрч хүчээрээ ихээхэн ялгаатай байдаг бөгөөд эдгээр нь бүгд заримдаа цаг хугацааны явцад маш хурдан өөрчлөгддөг. Аврорагийн спектр нь ялгаруулах шугам ба зурвасуудаас бүрдэнэ. Шөнийн тэнгэрт ялгарах зарим хэсэг нь аврора спектрт, ялангуяа ногоон, улаан шугамууд l 5577 Å ба l 6300 Å хүчилтөрөгчөөр нэмэгддэг. Эдгээр шугамуудын нэг нь нөгөөгөөсөө хэд дахин илүү хүчтэй байдаг бөгөөд энэ нь аврорагийн харагдах өнгийг тодорхойлдог: ногоон эсвэл улаан. Соронзон орны эвдрэл нь туйлын бүс нутагт радио холбооны тасалдал дагалддаг. Эвдрэлийн шалтгаан нь ионосферийн өөрчлөлт бөгөөд энэ нь соронзон шуурганы үед иончлолын хүчтэй эх үүсвэр байдаг гэсэн үг юм. Нарны дискний төвийн ойролцоо нарны толбо ихтэй байх үед хүчтэй соронзон шуурга үүсдэг нь тогтоогдсон. Ажиглалтаас харахад шуурга нь нарны толботой холбоотой биш, харин нарны хэсэг бүлэг толбо үүсэх явцад гарч ирдэг нарны туяатай холбоотой байдаг.
Аврора бол дэлхийн өндөр өргөргийн бүс нутагт ажиглагддаг хурдацтай хөдөлгөөнтэй, янз бүрийн эрчимтэй гэрлийн хүрээ юм. Харааны аврора нь ногоон (5577Å) ба улаан (6300/6364Å) атомын хүчилтөрөгч ялгаруулах шугамууд ба нарны болон соронзон бөмбөрцгийн гаралтай энергийн бөөмсөөр өдөөгддөг молекул N2 зурвасуудыг агуулдаг. Эдгээр ялгаруулалт нь ихэвчлэн 100 км ба түүнээс дээш өндөрт гарч ирдэг. Оптик аврора гэдэг нэр томьёо нь хэт улаан туяанаас хэт ягаан туяа хүртэлх харааны туяа болон тэдгээрийн ялгаралтын спектрийг илэрхийлэхэд хэрэглэгддэг. Спектрийн хэт улаан туяаны хэсэг дэх цацрагийн энерги нь харагдахуйц бүсийн эрчим хүчээс ихээхэн давж гардаг. Аврора гарч ирэх үед ялгаруулалт ULF мужид ажиглагдсан (
Аврорагийн бодит хэлбэрийг ангилахад хэцүү байдаг; Хамгийн түгээмэл хэрэглэгддэг нэр томъёо нь:
1. Тайван, жигд нуман эсвэл судалтай. Нуман нь геомагнитын параллель чиглэлд (туйлын бүс нутагт нар руу чиглэн) ихэвчлэн ~1000 км үргэлжилдэг ба өргөн нь нэгээс хэдэн арван километр хүртэл байдаг. Судал нь нумын тухай ойлголтын ерөнхий ойлголт бөгөөд ихэвчлэн ердийн нуман хэлбэртэй байдаггүй, харин S үсэг хэлбэрээр эсвэл спираль хэлбэрээр нугалж байдаг. Нуман ба судал нь 100-150 км-ийн өндөрт байрладаг.
2. Аврорагийн туяа . Энэ нэр томьёо нь соронзон орны шугамын дагуу уртассан, босоо чиглэлд хэдэн араваас хэдэн зуун километр хүртэл уртассан туяаны бүтцийг хэлдэг. Цацрагийн хэвтээ хэмжээ нь бага, хэдэн арван метрээс хэдэн километр хүртэл байдаг. Цацраг нь ихэвчлэн нуман хэлбэрээр эсвэл тусдаа бүтэц хэлбэрээр ажиглагддаг.
3. Толбо буюу гадаргуу . Эдгээр нь тодорхой хэлбэр дүрсгүй тусгаарлагдсан гэрэлтдэг хэсэг юм. Бие даасан цэгүүд хоорондоо холбогдож болно.
4. Хөшиг. Аврорагийн ер бусын хэлбэр бөгөөд энэ нь тэнгэрийн томоохон хэсгийг бүрхсэн нэгэн жигд туяа юм.
Бүтцийн дагуу аврора нь нэгэн төрлийн, хөндий, цацраг гэж хуваагддаг. Төрөл бүрийн нэр томъёог ашигладаг; лугшилттай нум, лугшилттай гадаргуу, сарнисан гадаргуу, цацраг туяа, драпер гэх мэт. Аврора нарыг өнгөөр нь ангилдаг. Энэ ангиллын дагуу аврора төрлийн А. Дээд хэсэг буюу бүхэлд нь улаан (6300–6364 Å) байна. Тэд ихэвчлэн геосоронзон идэвхжил өндөртэй 300-400 км-ийн өндөрт гарч ирдэг.
Аврора төрөл INдоод хэсэгт улаан өнгөтэй бөгөөд эхний эерэг систем N 2 ба эхний сөрөг системийн O 2 туузны гэрэлтэхтэй холбоотой. Аврорагийн ийм хэлбэрүүд нь аврорагийн хамгийн идэвхтэй үе шатанд гарч ирдэг.
Бүсүүд туйлын гэрэл – Эдгээр нь дэлхийн гадарга дээрх тогтсон цэгийн ажиглагчдын үзэж байгаагаар шөнийн цагаар аврорагийн хамгийн их давтамжийн бүс юм. Бүсүүд нь хойд ба өмнөд өргөргийн 67°-д байрладаг бөгөөд өргөн нь 6° орчим байна. Орон нутгийн геосоронзон цагийн өгөгдсөн агшинд тохирох аврора хамгийн их тохиолдох нь хойд ба өмнөд геомагнитын туйлуудын эргэн тойронд тэгш хэмтэй бус байрладаг зууван хэлбэртэй бүслүүр (зууван туяа) -д тохиолддог. Аврора зууван нь өргөрөг-цаг хугацааны координатаар тогтоогдсон бөгөөд аврора бүс нь өргөргийн уртрагийн координат дахь зуувангийн шөнө дундын бүсийн цэгүүдийн геометрийн байрлал юм. Зууван бүс нь шөнийн секторт геомагнитын туйлаас ойролцоогоор 23°, өдрийн секторт 15°-т байрладаг.
Аврора зууван ба аврора бүсүүд.Аврора зууван байрлал нь геомагнитын идэвхжилээс хамаарна. Зууван нь геомагнитийн өндөр идэвхжилтэйгээр илүү өргөн болдог. Auroral zones буюу auroral зууван хилийг диполийн координатаас илүү L 6.4-ээр илүү сайн төлөөлдөг. Аврора зууван өдрийн өдрийн секторын хил дээрх геомагнитын талбайн шугамууд нь давхцдаг. соронзон пауз.Аврора зууван байрлалын өөрчлөлт нь геомагнит тэнхлэг ба Дэлхий-Нарны чиглэлийн хоорондох өнцөгөөс хамаарч ажиглагдаж байна. Auroral зууван нь мөн тодорхой энергийн бөөмс (электрон ба протон) хур тунадасны мэдээлэлд үндэслэн тодорхойлогддог. Түүний байр суурийг өгөгдлөөс бие даан тодорхойлж болно Каспаксоронзон бөмбөрцгийн өдрийн хажуу болон сүүл хэсэгт.
Аврорагийн бүсэд аврора үүсэх давтамжийн өдөр тутмын хэлбэлзэл нь геомагнитийн шөнө дунд хамгийн ихдээ, геомагнитын үд дунд хамгийн бага байдаг. Зуувангийн экваторын ойролцоох тал дээр аврора үүсэх давтамж огцом буурч байгаа боловч өдөр тутмын өөрчлөлтийн хэлбэр хадгалагдан үлджээ. Зуувангийн туйлын тал дээр аврорагийн давтамж аажмаар буурч, өдрийн нарийн төвөгтэй өөрчлөлтүүдээр тодорхойлогддог.
Аврорагийн эрч хүч.
Аврорагийн эрч хүч илэрхий гадаргуугийн гэрэлтүүлгийг хэмжих замаар тодорхойлно. Гэрэлтэх гадаргуу Iтодорхой чиглэлд аврора нь 4p-ийн нийт ялгаралтаар тодорхойлогддог Iфотон/(см 2 с). Энэ утга нь гадаргуугийн жинхэнэ гэрэлтэлт биш, харин баганаас ялгарах ялгаралтыг илэрхийлдэг тул гэрэлт туяаг судлахдаа фотон/(см 2 багана s) нэгжийг ихэвчлэн ашигладаг. Нийт ялгаралтыг хэмжих ердийн нэгж нь Рэйли (Rl) нь 10 6 фотон/(см 2 багана с)-тэй тэнцүү байна. Auroral эрчим хүчний илүү практик нэгжийг тусдаа шугам эсвэл зурвасын ялгаралтаар тодорхойлно. Жишээлбэл, аврорагийн эрчмийг олон улсын гэрлийн коэффициентүүд (IBRs) тодорхойлдог. ногоон шугамын эрчмийн дагуу (5577 Å); 1 kRl = I MKY, 10 kRl = II MKY, 100 kRl = III MKY, 1000 kRl = IV MKY (аврорагийн хамгийн их эрчим). Энэ ангиллыг улаан туяанд ашиглах боломжгүй. Эрин үеийн нээлтүүдийн нэг (1957-1958) бол соронзон туйлтай харьцуулахад шилжсэн зууван хэлбэртэй аврорагийн орон зайн цаг хугацааны тархалтыг тогтоосон явдал юм. Соронзон туйлтай харьцуулахад аврорагийн тархалтын дугуй хэлбэрийн талаархи энгийн санаанаас гарч ирэв руу шилжих орчин үеийн физиксоронзон мандал. Энэхүү нээлтийн нэр хүнд нь О.Хорошевагийнх бөгөөд зууван дугуйны санааг эрчимтэй хөгжүүлэх ажлыг Г.Старков, Ю.Фельдштейн, С.И.Акасофу болон бусад хэд хэдэн судлаачид гүйцэтгэсэн. Аврора зууван нь хамгийн хүчтэй нөлөөллийн бүсийг төлөөлдөг нарны салхидэлхийн агаар мандлын дээд давхаргад. Аврорагийн эрчим нь зууван хэсэгт хамгийн их байдаг бөгөөд түүний динамикийг хиймэл дагуулын тусламжтайгаар тасралтгүй хянаж байдаг.
Тогтвортой auroral улаан нумууд.
Тогтмол аврорал улаан нум, өөрөөр хэлбэл дунд өргөргийн улаан нум гэж нэрлэдэг эсвэл М-нуман, нь зүүнээс баруун тийш хэдэн мянган км үргэлжилсэн, магадгүй дэлхийг бүхэлд нь тойрон хүрээлэгдсэн дэд (нүдний мэдрэмжийн хязгаараас доогуур) өргөн нум юм. Нумын өргөрөгийн урт нь 600 км. Тогтвортой auroral улаан нумын ялгарал нь l 6300 Å ба l 6364 Å улаан шугамд бараг монохромат байна. Саяхан l 5577 Å (OI) ба l 4278 Å (N+2) ялгаруулалтын сул шугамууд мөн бүртгэгдсэн. Тогтвортой улаан нумыг аврора гэж ангилдаг боловч тэд илүү өндөрт гарч ирдэг. Доод хязгаар нь 300 км-ийн өндөрт, дээд хязгаар нь 700 км орчим байдаг. l 6300 Å ялгаруулалт дахь чимээгүй улаан нумын эрчим нь 1-10 кРл (ердийн утга 6 кРл) хооронд хэлбэлздэг. Энэ долгионы уртад нүдний мэдрэхүйн босго нь ойролцоогоор 10 кРл байдаг тул нумыг нүдээр харах нь ховор байдаг. Гэсэн хэдий ч ажиглалтаас харахад шөнийн 10% -д тэдний тод байдал >50 кРл байдаг. Нумануудын ердийн ашиглалтын хугацаа нь ойролцоогоор нэг өдөр бөгөөд дараагийн өдрүүдэд ховор тохиолддог. Хиймэл дагуулаас эсвэл радио эх үүсвэрээс гарч буй радио долгион нь байнгын туяаны улаан нумыг дайран өнгөрдөг бөгөөд энэ нь электрон нягтралын нэг төрлийн бус байдал байгааг харуулж байна. Улаан нумын онолын тайлбар нь тухайн бүс нутгийн халсан электронууд юм ФИоносфер нь хүчилтөрөгчийн атомыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хиймэл дагуулын ажиглалтууд нь байнгын auroral улаан нумуудыг огтолж буй геомагнитын талбайн шугамын дагуу электроны температурын өсөлтийг харуулж байна. Эдгээр нумын эрч хүч нь геомагнитын идэвхжилтэй (шуурга) эерэг хамааралтай бөгөөд нумын үүсэх давтамж нь нарны толбоны идэвхжилтэй эерэг хамааралтай байдаг.
Авроорыг өөрчлөх.
Аврорагийн зарим хэлбэрүүд эрчим хүчний хагас үечилсэн, уялдаатай түр зуурын өөрчлөлтийг мэдэрдэг. Ойролцоогоор хөдөлгөөнгүй геометр, үе шатанд хурдан үечилсэн хэлбэлзэлтэй эдгээр туяаг хувирах туяа гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг аврора гэж ангилдаг хэлбэрүүд РАврорагийн олон улсын атласын дагуу Өөрчлөгдөж буй аврорагийн илүү нарийвчилсан хэсэг:
Р 1 (лугшилтын аврора) нь аврорагийн бүх хэсэгт жигд фазын өөрчлөлттэй гэрэлтдэг. Тодорхойлолтоор, хамгийн тохиромжтой лугшилттай аврорагийн хувьд импульсийн орон зайн болон түр зуурын хэсгүүдийг салгаж болно, i.e. тод байдал I(r,t)= би(r)· Би Т(т). Ердийн аврора дээр Р 1 импульс нь бага эрчимтэй (1-2 кРл) 0.01-10 Гц давтамжтай тохиолддог. Ихэнх аврора Р 1 - эдгээр нь хэдэн секундын турш лугших толбо эсвэл нумууд юм.
Р 2 (галт аврора). Энэ нэр томъёог ихэвчлэн тодорхой хэлбэрийг дүрслэхийн оронд тэнгэрийг дүүргэх дөл шиг хөдөлгөөнийг илэрхийлэхэд ашигладаг. Аврора нь нуман хэлбэртэй бөгөөд ихэвчлэн 100 км-ийн өндрөөс дээшээ хөдөлдөг. Эдгээр аврора нь харьцангуй ховор бөгөөд ихэвчлэн аврорагийн гадна байдаг.
Р 3 (гялалзсан аврора). Эдгээр нь тод, жигд бус эсвэл тогтмол хэлбэлзэлтэй, тэнгэрт анивчсан дөл мэт сэтгэгдэл төрүүлдэг аврора юм. Тэд аврора задрахын өмнөхөн гарч ирдэг. Ихэвчлэн ажиглагдсан өөрчлөлтийн давтамж Р 3 нь 10 ± 3 Гц-тэй тэнцүү байна.
Өөр нэг ангиллын лугшилттай туяанд хэрэглэгддэг урсгалын аврора гэдэг нэр томъёо нь туяаны нуман болон зураасаар хэвтээ чиглэлд хурдан хөдөлж буй гэрэлтүүлгийн жигд бус өөрчлөлтийг хэлдэг.
Өөрчлөгдөж буй аврора нь нарны болон соронзон бөмбөрцгийн гаралтай бөөмсийн хур тунадаснаас үүдэлтэй геомагнитын талбайн импульс ба авроралын рентген цацрагийг дагалддаг нарны хуурай газрын үзэгдлүүдийн нэг юм.
Туйлын тагны гэрэлтэлт нь N + 2 (l 3914 Å) анхны сөрөг системийн зурвасын өндөр эрч хүчээр тодорхойлогддог. Ихэвчлэн эдгээр N + 2 зурвасууд нь OI l 5577 Å ногоон шугамаас тав дахин илүү хүчтэй байдаг; туйлын тагны гэрэлтэх үнэмлэхүй эрч хүч 0.1-10 кРл (ихэвчлэн 1-3 кРл) хооронд хэлбэлздэг. ПЦА-ийн үед гарч ирдэг эдгээр аврорагийн үед 30-80 км-ийн өндөрт 60 ° геомагнит өргөрөг хүртэлх туйлын таг бүхэлдээ жигд гэрэлтдэг. Энэ нь ихэвчлэн нарны протонууд болон 10-100 МэВ энергитэй d-бөөмүүдээр үүсгэгддэг бөгөөд эдгээр өндөрт хамгийн их иончлолыг бий болгодог. Аврорагийн бүсэд мантийн аврора гэж нэрлэгддэг өөр төрлийн гэрэлтдэг. Энэ төрлийн туяаны гэрлийн хувьд өдрийн хамгийн их эрчим нь өглөөний цагаар 1-10 кРл, хамгийн бага эрчим нь тав дахин сул байдаг. Мантийн аврорагийн ажиглалт маш цөөхөн бөгөөд тэдгээрийн эрчим нь геомагнит ба нарны идэвхжилээс хамаардаг.
Агаар мандлын туяагэдэг нь гаригийн агаар мандлаас үүссэн цацраг гэж тодорхойлогддог. Энэ нь аврора, аянгын ялгаралт, солирын мөрний ялгаралтаас бусад агаар мандлын дулааны бус цацраг юм. Энэ нэр томъёог дэлхийн агаар мандалд (шөнийн гэрэл, бүрэнхий гэрэлтэх, өдрийн туяа) хамааруулан ашигладаг. Агаар мандлын гэрэл нь агаар мандалд байгаа гэрлийн зөвхөн нэг хэсгийг бүрдүүлдэг. Бусад эх сурвалжууд нь одны гэрэл, зурхайн гэрэл, нарны өдрийн сарнисан гэрэл юм. Заримдаа агаар мандлын туяа нь нийт гэрлийн 40 хүртэлх хувийг эзэлдэг. Агаар мандлын гялбаа нь янз бүрийн өндөр, зузаантай атмосферийн давхаргад тохиолддог. Агаар мандлын гэрлийн спектр нь 1000 Å-аас 22.5 микрон хүртэлх долгионы уртыг хамардаг. Агаар мандлын туяанд ялгарах гол шугам нь l 5577 Å бөгөөд 90-100 км-ийн өндөрт 30-40 км зузаан давхаргад гарч ирдэг. Люминесценцийн харагдах байдал нь хүчилтөрөгчийн атомуудыг дахин нэгтгэхэд үндэслэсэн Чапманы механизмтай холбоотой юм. Бусад ялгаруулалтын шугамууд нь l 6300 Å бөгөөд O + 2-ийн диссоциатив рекомбинаци болон NI l 5198/5201 Å ба NI l 5890/5896 Å ялгаралтын үед гарч ирдэг.
Агаарын гэрлийн эрчмийг Рэйлид хэмждэг. Гэрэлтүүлэг (Рэйлид) нь 4 rv-тэй тэнцүү бөгөөд b нь 10 6 фотон/(см 2 стер·с) нэгжээр ялгаруулж буй давхаргын өнцгийн гадаргуугийн гэрэлтүүлэг юм. Гэрэлтүүлгийн эрч хүч нь өргөрөгөөс хамаардаг (янз бүрийн ялгаруулалтын хувьд өөр өөр), мөн өдрийн турш хамгийн ихдээ шөнө дунд хүртэл өөрчлөгддөг. l 5577 Å ялгаруулалт дахь агаарын туяа нь нарны толбоны тоо болон 10.7 см долгионы урттай нарны цацрагийн урсгалтай эерэг хамаарлыг тэмдэглэсэн бөгөөд хиймэл дагуулын туршилтын үеэр агаарын туяа ажиглагдаж байна. Сансар огторгуйгаас энэ нь дэлхийг тойрон гэрлийн цагираг шиг харагддаг бөгөөд ногоон өнгөтэй байдаг.
Озонофер.
20-25 км-ийн өндөрт нарны хэт ягаан туяаны нөлөөн дор 10 орчим өндөрт үүсдэг озоны бага хэмжээний O 3-ийн хамгийн их концентрацид хүрдэг (хүчилтөрөгчийн агууламжийн 2х10-7 хүртэл!). 50 км хүртэл, гарагийг нарны ионжуулагч цацрагаас хамгаалдаг. Хэт цөөн тооны озоны молекулуудаас үл хамааран тэдгээр нь дэлхий дээрх бүх амьдралыг нарны богино долгионы (хэт ягаан туяа, рентген) цацрагийн хортой нөлөөллөөс хамгаалдаг. Хэрэв та бүх молекулуудыг агаар мандлын суурь дээр байрлуулбал 3-4 мм-ээс ихгүй зузаантай давхарга авах болно! 100 км-ээс дээш өндөрт хөнгөн хийн эзлэх хувь нэмэгдэж, маш өндөрт гелий, устөрөгч давамгайлдаг; олон молекулууд бие даасан атомуудад хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь нарны хатуу цацрагийн нөлөөн дор ионжиж, ионосферийг бүрдүүлдэг. Дэлхийн агаар мандал дахь агаарын даралт, нягт нь өндрөөс хамааран буурдаг. Температурын тархалтаас хамааран дэлхийн агаар мандал нь тропосфер, стратосфер, мезосфер, термосфер, экзосфер гэж хуваагддаг. .
20-25 км-ийн өндөрт байдаг озоны давхарга. Озон нь 0.1-0.2 микроноос богино долгионы урттай нарны хэт ягаан туяаг шингээх үед хүчилтөрөгчийн молекулуудын задралын улмаас үүсдэг. Чөлөөт хүчилтөрөгч нь O 2 молекулуудтай нэгдэж озон O 3 үүсгэдэг бөгөөд энэ нь 0.29 микроноос богино хэт ягаан туяаг бүгдийг нь шунахайн шингээж авдаг. O3 озоны молекулууд богино долгионы цацрагаар амархан устдаг. Тиймээс озоны давхарга нь ховордсон хэдий ч илүү өндөр, ил тод агаар мандлын давхаргаар дамжсан нарны хэт ягаан туяаг үр дүнтэй шингээдэг. Үүний ачаар дэлхий дээрх амьд организм нарны хэт ягаан туяаны хортой нөлөөллөөс хамгаалагдсан байдаг.
Ионосфер.
Нарны цацраг нь агаар мандлын атом, молекулуудыг ионжуулдаг. Ионжилтын зэрэг нь 60 км-ийн өндөрт аль хэдийн мэдэгдэхүйц болж, дэлхийгээс холдох тусам тогтмол нэмэгддэг. Агаар мандалд янз бүрийн өндөрт янз бүрийн молекулуудын салангид дараалсан үйл явц, дараа нь янз бүрийн атом, ионуудын иончлол үүсдэг. Эдгээр нь голчлон хүчилтөрөгч O 2, азот N 2 ба тэдгээрийн атомуудын молекулууд юм. Эдгээр үйл явцын эрчмээс хамааран 60 км-ээс дээш өндөрт орших агаар мандлын янз бүрийн давхаргыг ионосферийн давхарга гэж нэрлэдэг. , ба тэдгээрийн нэгдэл нь ионосфер юм . Ионжилт нь ач холбогдол багатай доод давхаргыг нейтрофер гэж нэрлэдэг.
Ионосфер дахь цэнэгтэй хэсгүүдийн хамгийн их концентраци нь 300-400 км-ийн өндөрт хүрдэг.
Ионосферийн судалгааны түүх.
Агаар мандлын дээд давхаргад дамжуулагч давхарга байдаг гэсэн таамаглалыг 1878 онд Английн эрдэмтэн Стюарт геомагнитын талбайн онцлогийг тайлбарлах зорилгоор дэвшүүлсэн. Дараа нь 1902 онд бие биенээсээ хамааралгүйгээр АНУ-ын Кеннеди, Английн Хэвисайд нар хол зайд радио долгионы тархалтыг тайлбарлахын тулд агаар мандлын өндөр давхаргад өндөр дамжуулалттай бүсүүд байдаг гэж таамаглах шаардлагатай гэж тэмдэглэжээ. 1923 онд академич М.В.Шулейкин янз бүрийн давтамжийн радио долгионы тархалтын онцлогийг харгалзан үзээд ионосферт дор хаяж хоёр цацруулагч давхарга байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Дараа нь 1925 онд Английн судлаач Апплтон, Барнетт, Брейт, Тув нар анх удаа радио долгионыг тусгадаг бүс нутаг байдгийг туршилтаар нотолж, тэдгээрийг системтэй судлах үндэс суурийг тавьжээ. Тэр цагаас хойш радио долгионы тусгал, шингээлтийг тодорхойлдог геофизикийн хэд хэдэн үзэгдлүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг ионосфер гэж нэрлэгддэг эдгээр давхаргын шинж чанарыг системтэй судалж ирсэн нь практикт нэн чухал юм. зорилго, ялангуяа найдвартай радио холбоог хангах.
1930-аад онд ионосферийн төлөв байдлын системчилсэн ажиглалт эхэлсэн. Манай улсад М.А.Бонч-Бруевичийн санаачилгаар түүний импульс шалгах суурилуулалтыг бий болгосон. Олон зүйлийг судалж үзсэн ерөнхий шинж чанаруудионосфер, түүний үндсэн давхаргуудын өндөр ба электрон концентраци.
60-70 км-ийн өндөрт D давхарга, 100-120 км-ийн өндөрт ажиглагдаж байна. Э, өндөрт, 180–300 км-ийн өндөрт давхар давхарга Ф 1 ба Ф 2. Эдгээр давхаргын үндсэн параметрүүдийг 4-р хүснэгтэд үзүүлэв.
| Хүснэгт 4. | ||||||
| Ионосферийн бүс | Хамгийн их өндөр, км | Т и , К | Өдөр | Шөнө n e , см-3 | a΄, ρм 3 сек – 1 | |
| мин n e , см-3 | Макс n e , см-3 | |||||
| Д | 70 | 20 | 100 | 200 | 10 | 10 –6 |
| Э | 110 | 270 | 1.5 10 5 | 3·10 5 | 3000 | 10 –7 |
| Ф 1 | 180 | 800–1500 | 3·10 5 | 5 10 5 | – | 3·10-8 |
| Ф 2 (өвөл) | 220–280 | 1000–2000 | 6 10 5 | 25 10 5 | ~10 5 | 2·10-10 |
| Ф 2 (зун) | 250–320 | 1000–2000 | 2 10 5 | 8 10 5 | ~3·10 5 | 10 –10 |
| n e– электрон концентраци, e – электрон цэнэг, Т и– ионы температур, a΄ – рекомбинацын коэффициент (энэ нь утгыг тодорхойлдог n eба цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг) | ||||||
Өдрийн цаг, улирлаас хамааран өөр өөр өргөрөгт өөр өөр байдаг тул дундаж утгыг өгдөг. Ийм өгөгдөл нь холын зайн радио холбоог хангахад зайлшгүй шаардлагатай. Тэдгээрийг янз бүрийн богино долгионы радио холболтын давтамжийг сонгоход ашигладаг. Өдрийн янз бүрийн цаг, янз бүрийн улиралд ионосферийн төлөв байдлаас хамааран тэдгээрийн өөрчлөлтийн талаархи мэдлэг нь радио холбооны найдвартай байдлыг хангахад маш чухал юм. Ионосфер нь дэлхийн агаар мандлын ионжсон давхаргын цуглуулга бөгөөд ойролцоогоор 60 км-ийн өндрөөс эхлээд хэдэн арван мянган км өндөрт үргэлжилдэг. Дэлхийн агаар мандлын иончлолын гол эх үүсвэр нь нарны хромосфер, титэм давхаргад голчлон тохиолддог нарны хэт ягаан туяа, рентген туяа юм. Үүнээс гадна агаар мандлын дээд давхаргын иончлолын зэрэгт нарны гал асаах үед үүсдэг нарны корпускуляр урсгал, түүнчлэн сансрын туяа, солирын тоосонцор нөлөөлдөг.
Ионосферийн давхаргууд
- эдгээр нь чөлөөт электронуудын хамгийн их концентрацид хүрсэн агаар мандалд (жишээ нь нэгж эзэлхүүн дэх тэдгээрийн тоо) байдаг. Агаар мандлын хийн атомуудын иончлолын үр дүнд үүссэн цахилгаан цэнэгтэй чөлөөт электронууд ба (бага зэрэг хөдөлгөөнт ионууд) нь радио долгионтой харилцан үйлчлэлцдэг (жишээлбэл, цахилгаан соронзон хэлбэлзэл) нь чиглэлээ өөрчилж, тусгах, хугалах, энергийг шингээж чаддаг. . Үүний үр дүнд алс холын радио станцуудыг хүлээн авах үед янз бүрийн нөлөөлөл үүсч болно, жишээлбэл, радио холбоо тасрах, алслагдсан станцуудын сонсох чадвар нэмэгдэх, цахилгаан тасрахгэх мэт. үзэгдэл.
Судалгааны аргууд.
Дэлхийгээс ионосферийг судлах сонгодог аргууд нь импульсийн дуут дохиололд ордог - радио импульс илгээж, ионосферийн янз бүрийн давхаргаас тусгалыг ажиглах, саатлын хугацааг хэмжих, туссан дохионы эрч хүч, хэлбэрийг судлах. Төрөл бүрийн давтамж дахь радио импульсийн тусгалын өндрийг хэмжиж, янз бүрийн бүсийн чухал давтамжийг тодорхойлох замаар (эгзэгтэй давтамж нь ионосферийн тодорхой бүс нутаг ил тод болдог радио импульсийн дамжуулагч давтамж юм) тодорхойлох боломжтой. давхаргууд дахь электроны концентрацийн утга ба өгөгдсөн давтамжийн үр дүнтэй өндрийг, өгөгдсөн радио замуудын оновчтой давтамжийг сонгоно. Пуужингийн технологи хөгжиж, дэлхийн хиймэл дагуул (AES) болон бусад сансрын эрин үе бий болсноор сансрын хөлөг, доод хэсэг нь ионосфер болох дэлхийн ойролцоох сансрын плазмын параметрүүдийг шууд хэмжих боломжтой болсон.
Тусгайлан хөөргөсөн пуужингийн тавцан болон хиймэл дагуулын нислэгийн зам дагуу явуулсан электроны концентрацийн хэмжилт нь ионосферийн бүтэц, дэлхийн янз бүрийн бүс нутгаас дээш өндөртэй электрон концентрацийн тархалтын талаар газар дээр суурилсан аргаар олж авсан өгөгдлийг баталж, тодруулсан. электроны концентрацийн утгыг үндсэн дээд хэмжээ буюу давхаргаас дээш авах боломжтой болгосон Ф. Өмнө нь туссан богино долгионы радио импульсийн ажиглалт дээр үндэслэн дуу авианы аргыг ашиглан үүнийг хийх боломжгүй байсан. Дэлхийн бөмбөрцгийн зарим хэсэгт электроны концентраци багассан нэлээд тогтвортой бүсүүд, тогтмол "ионосферийн салхи", ионосферт өвөрмөц долгионы процессууд үүсч, тэдгээрийн өдөөгдсөн газраас хэдэн мянган километрийн зайд орон нутгийн ионосферийн эвдрэлийг дагуулдаг болохыг тогтоожээ. болон бусад олон. Маш мэдрэмтгий хүлээн авагч төхөөрөмжийг бий болгосноор ионосферийн импульсийн дуут дохиоллын станцуудад ионосферийн хамгийн доод хэсгүүдээс (хэсэгчилсэн тусгалын станцууд) хэсэгчлэн тусгагдсан импульсийн дохиог хүлээн авах боломжтой болсон. Метр ба дециметрийн долгионы уртын мужид хүчирхэг импульсийн суурилуулалтыг ашиглах нь ялгарсан энергийн өндөр концентрацийг хангах боломжийг олгодог антеннуудын тусламжтайгаар янз бүрийн өндөрт ионосфероор тархсан дохиог ажиглах боломжийг олгосон. Ионосферийн плазмын электрон ба ионуудаар харилцан уялдаагүй тархсан эдгээр дохионы спектрийн онцлогийг судлах нь (үүнд радио долгионы уялдаа холбоогүй тархалтын станцуудыг ашигласан) электрон ба ионы концентраци, тэдгээрийн эквивалентийг тодорхойлох боломжтой болсон. янз бүрийн өндөрт хэдэн мянган километрийн өндөрт температур. Ашигласан давтамжийн хувьд ионосфер нь нэлээд тунгалаг болох нь тогтоогдсон.
Төвлөрөл цахилгаан цэнэг(электроны концентраци нь ионы концентрацтай тэнцүү) дэлхийн ионосферт 300 км-ийн өндөрт өдрийн цагаар ойролцоогоор 10 6 см-3 байдаг. Ийм нягтралтай плазм нь 20 м-ээс дээш урттай радио долгионыг тусгаж, богино долгионыг дамжуулдаг.
Өдөр, шөнийн нөхцөлд ионосфер дахь электрон концентрацийн ердийн босоо тархалт.
Ионосфер дахь радио долгионы тархалт.
Холын зайн өргөн нэвтрүүлгийн станцуудыг тогтвортой хүлээн авах нь ашигласан давтамж, түүнчлэн өдрийн цаг, улирал, мөн нарны идэвхжил зэргээс хамаарна. Нарны идэвхжил нь ионосферийн төлөв байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Газрын станцаас ялгарах радио долгион нь бүх төрлийн цахилгаан соронзон долгионтой адил шулуун шугамаар тархдаг. Гэсэн хэдий ч дэлхийн гадаргуу болон түүний агаар мандлын ионжсон давхаргууд нь асар том конденсаторын ялтсуудын үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд тэдгээрт тольны гэрэлд үзүүлэх нөлөө шиг үйлчилдэг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Тэдгээрээс тусгаснаар радио долгион нь олон мянган км замыг туулж, ионжсон хийн давхарга болон дэлхийн гадаргаас эсвэл усны гадаргуугаас ээлжлэн тусч, зуу, мянган километрийн асар том үсрэлтээр дэлхийг тойрон эргэлдэж чаддаг.
Өнгөрсөн зууны 20-иод онд 200 м-ээс богино радио долгион нь хүчтэй шингээлтийн улмаас холын зайн харилцаанд тохиромжгүй гэж үздэг. Европ, Америкийн хооронд Атлантын далайг хамарсан богино долгионыг холын зайд хүлээн авах анхны туршилтыг Английн физикч Оливер Хевисайд, Америкийн цахилгааны инженер Артур Кеннелли нар хийжээ. Тэд бие биенээсээ үл хамааран дэлхийн хаа нэгтээ радио долгионыг тусгах чадвартай агаар мандлын ионжсон давхарга байдаг гэж үзсэн. Үүнийг Heaviside-Kennelly давхарга, дараа нь ионосфер гэж нэрлэдэг.
Орчин үеийн үзэл баримтлалын дагуу ионосфер нь сөрөг цэнэгтэй чөлөөт электронууд ба эерэг цэнэгтэй ионуудаас бүрддэг ба гол төлөв молекулын хүчилтөрөгч O+, азотын исэл NO+. Нарны рентген болон хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр саармаг хийн атомууд молекулуудын задрал, иончлолын үр дүнд ион ба электронууд үүсдэг. Атомыг ионжуулахын тулд түүнд иончлох энерги өгөх шаардлагатай бөгөөд ионосферийн гол эх үүсвэр нь нарны хэт ягаан туяа, рентген болон корпускуляр цацраг юм.
Дэлхийн хийн бүрхүүлийг нараар гэрэлтүүлж байх үед түүний дотор улам олон электронууд тасралтгүй үүсдэг боловч үүнтэй зэрэгцэн зарим электронууд дахин нэгдэж, төвийг сахисан хэсгүүдийг үүсгэдэг. Нар жаргасны дараа шинэ электрон үүсэх нь бараг зогсч, чөлөөт электронуудын тоо буурч эхэлдэг. Ионосферт чөлөөт электронууд байх тусам өндөр давтамжийн долгионууд түүнээс сайн тусдаг. Электрон концентраци буурснаар радио долгион дамжих нь зөвхөн бага давтамжийн мужид боломжтой байдаг. Тийм ч учраас шөнийн цагаар, дүрмээр бол зөвхөн 75, 49, 41, 31 м-ийн зайд алслагдсан станцуудыг хүлээн авах боломжтой.Ионосферт электронууд жигд бус тархсан байдаг. 50-аас 400 км-ийн өндөрт хэд хэдэн давхарга эсвэл электрон концентраци нэмэгдсэн бүсүүд байдаг. Эдгээр хэсгүүд нь хоорондоо жигд шилжиж, HF радио долгионы тархалтад өөр өөр нөлөө үзүүлдэг. Ионосферийн дээд давхаргыг үсгээр тэмдэглэв Ф. Энд иончлолын хамгийн өндөр түвшин (цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн эзлэх хувь 10-4 орчим байна). Энэ нь дэлхийн гадаргуугаас 150 км-ээс дээш өндөрт байрладаг бөгөөд өндөр давтамжийн радио долгионыг хол зайд түгээхэд гол тусгах үүрэг гүйцэтгэдэг. Зуны саруудад F бүс нь хоёр давхаргад хуваагддаг - Ф 1 ба Ф 2. F1 давхарга нь 200-аас 250 км-ийн өндрийг эзэлдэг ба давхарга Ф 2 нь 300-400 км-ийн өндөрт "хөвдөг" юм шиг санагддаг. Ихэвчлэн давхарга Ф 2 нь давхаргаас хамаагүй хүчтэй ионжсон байна Ф 1 . Шөнийн давхарга Ф 1 алга болж, давхарга Ф 2 үлдэж, иончлолын зэрэгийнхээ 60% хүртэл аажмаар алддаг. F давхаргын доор 90-150 км өндөрт давхарга бий Эионжилт нь нарны зөөлөн рентген цацрагийн нөлөөн дор явагддаг. Е давхаргын иончлолын зэрэг нь түүнийхээс бага байна Ф, өдрийн цагаар 31 ба 25 м-ийн нам давтамжийн HF мужид станцуудыг хүлээн авах нь давхаргаас дохио тусах үед тохиолддог. Э. Ихэвчлэн эдгээр нь 1000-1500 км-ийн зайд байрладаг станцууд юм. Шөнөдөө давхаргад ЭИонжилт огцом буурч байгаа ч энэ үед 41, 49, 75 м-ийн зайд байрлах станцуудын дохиог хүлээн авахад чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байна.
16, 13, 11 м-ийн өндөр давтамжийн ЭМС-ийн дохиог хүлээн авах нь тухайн бүс нутагт үүссэн дохиог ихээхэн сонирхож байна. Эионжилт ихэссэн давхарга (үүл). Эдгээр үүлний талбай нь хэдэн зуун хавтгай дөрвөлжин километрээс өөр байж болно. Ионжилт ихэссэн энэ давхаргыг спорадик давхарга гэж нэрлэдэг Эболон томилогдсон Эс. Эс үүл нь салхины нөлөөгөөр ионосферт хөдөлж, 250 км/цаг хүртэл хурдалж чаддаг. Зуны улиралд дунд өргөрөгт өдрийн цагаар Es үүлнээс үүдэлтэй радио долгионы гарал үүсэл нь сард 15-20 хоног болдог. Экваторын ойролцоо энэ нь бараг үргэлж байдаг бөгөөд өндөр өргөрөгт ихэвчлэн шөнийн цагаар илэрдэг. Заримдаа нарны идэвхжил багатай жилүүдэд өндөр давтамжийн HF зурваст дамжуулалт байхгүй үед 16, 13, 11 м-ийн зурвасууд дээр алс холын станцууд гэнэт гарч ирдэг бөгөөд дохио нь Эсээс олон удаа тусдаг.
Ионосферийн хамгийн доод хэсэг нь бүс нутаг юм Д 50-90 км-ийн өндөрт байрладаг. Энд харьцангуй цөөн тооны чөлөөт электронууд байдаг. Бүс нутгаас ДУрт болон дунд долгионыг сайн тусгаж, нам давтамжийн ЭМС станцын дохиог хүчтэй шингээдэг. Нар жаргасны дараа ионжуулалт маш хурдан алга болж, 41, 49, 75 м-ийн зайд алслагдсан станцуудыг хүлээн авах боломжтой болж, тэдгээрийн дохио нь давхаргаас тусдаг. Ф 2 ба Э. Ионосферийн бие даасан давхарга нь HF радио дохионы тархалтад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Радио долгионы нөлөөлөл нь голчлон ионосфер дахь чөлөөт электронууд байгаатай холбоотой боловч радио долгионы тархалтын механизм нь том ионуудтай холбоотой байдаг. Сүүлийнх нь суралцахдаа бас сонирхолтой байдаг химийн шинж чанарагаар мандал, учир нь тэдгээр нь төвийг сахисан атом, молекулуудаас илүү идэвхтэй байдаг. Химийн урвалионосферт урсах нь түүний эрчим хүч, цахилгаан тэнцвэрт байдалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.
Ердийн ионосфер. Геофизикийн пуужин, хиймэл дагуул ашиглан хийсэн ажиглалтууд нь маш их зүйлийг өгсөн шинэ мэдээлэлӨргөн хүрээний нарны цацрагийн нөлөөн дор агаар мандлын ионжилт явагддагийг харуулж байна. Үүний гол хэсэг (90% -иас дээш) нь спектрийн харагдах хэсэгт төвлөрдөг. Нил ягаан туяанаас богино долгионы урттай, их энергитэй хэт ягаан туяа нь нарны дотоод агаар мандал (хромосфер) дахь устөрөгчөөр ялгардаг ба түүнээс ч өндөр энергитэй рентген туяа нь нарны гадна бүрхүүлийн хийгээр ялгардаг. (титэм).
Ионосферийн хэвийн (дундаж) төлөв байдал нь байнгын хүчтэй цацраг туяанаас үүдэлтэй. -ийн нөлөөгөөр ердийн ионосферт тогтмол өөрчлөлт гардаг өдөр тутмын эргэлтӨнцгийн өнцөг дэх дэлхий ба улирлын ялгаа нарны цацрагүд дунд, гэхдээ ионосферийн төлөв байдалд урьдчилан таамаглах боломжгүй, гэнэтийн өөрчлөлтүүд бас тохиолддог.
Ионосфер дахь зөрчил.
Мэдэгдэж байгаагаар, 11 жил тутамд хамгийн ихдээ хүрдэг үйл ажиллагааны мөчлөгийн давтагдах хүчтэй илрэлүүд наранд тохиолддог. Олон улсын геофизикийн жилийн (IGY) хөтөлбөрийн дагуу хийсэн ажиглалтууд нь цаг уурын системчилсэн ажиглалтын бүх хугацаанд нарны хамгийн их идэвхжилтэй үетэй давхцаж байв. 18-р зууны эхэн үеэс. Өндөр идэвхжилтэй үед нарны зарим хэсгийн гэрэлтэлт хэд дахин нэмэгдэж, хэт ягаан туяа, рентген цацрагийн хүч эрс нэмэгддэг. Ийм үзэгдлийг нарны туяа гэж нэрлэдэг. Тэд хэдэн минутаас нэг цаг хүртэл үргэлжилдэг. Гал асаах үед нарны плазм (ихэнхдээ протон ба электронууд) дэлбэрч, энгийн тоосонцор сансар огторгуй руу гүйдэг. Ийм гал асаах үед нарнаас гарах цахилгаан соронзон ба корпускуляр цацраг нь дэлхийн агаар мандалд хүчтэй нөлөө үзүүлдэг.
Анхны урвал нь гал авалцсанаас хойш 8 минутын дараа буюу хүчтэй хэт ягаан туяа, рентген туяа Дэлхийд хүрэх үед ажиглагддаг. Үүний үр дүнд ионжуулалт огцом нэмэгддэг; Рентген туяа нь ионосферийн доод хил хүртэл агаар мандалд нэвтэрдэг; Эдгээр давхаргууд дахь электронуудын тоо маш их нэмэгдэж, радио дохиог бараг бүрэн шингээдэг ("унтраах"). Цацрагийн нэмэлт шингээлт нь хийг халаахад хүргэдэг бөгөөд энэ нь салхины хөгжилд хувь нэмэр оруулдаг. Ионжуулсан хий нь цахилгаан дамжуулагч бөгөөд дэлхийн соронзон орон дотор хөдөлж байх үед динамо эффект үүсч, цахилгаан. Ийм гүйдэл нь эргээд соронзон орон дээр мэдэгдэхүйц эвдрэл үүсгэж, соронзон шуурга хэлбэрээр илэрдэг.
Агаар мандлын дээд давхаргын бүтэц, динамик нь нарны цацраг, химийн процесс, молекул, атомын өдөөлт, тэдгээрийн идэвхгүй байдал, мөргөлдөөн болон бусад энгийн процессуудаар иончлох, задрахтай холбоотой термодинамик утгаараа тэнцвэрт бус үйл явцаар тодорхойлогддог. Энэ тохиолдолд нягтрал буурах тусам тэнцвэргүй байдлын зэрэг нь өндрөөр нэмэгддэг. 500-1000 км-ийн өндөрт, ихэвчлэн түүнээс дээш өндөрт агаар мандлын дээд давхаргын олон шинж чанаруудын тэнцвэргүй байдлын зэрэг нь маш бага байдаг бөгөөд энэ нь химийн урвалыг харгалзан сонгодог болон гидросоронзон гидродинамикийг тайлбарлах боломжийг олгодог.
Экзосфер бол дэлхийн агаар мандлын гаднах давхарга бөгөөд хэдэн зуун километрийн өндрөөс эхэлдэг бөгөөд үүнээс хөнгөн, хурдан хөдөлдөг устөрөгчийн атомууд сансар огторгуй руу зугтаж чаддаг.
Эдвард Кононович
Уран зохиол:
Пудовкин М.И. Нарны физикийн үндэс. Санкт-Петербург, 2001 он
Эрис Чейсон, Стив Макмиллан Өнөөдөр одон орон судлал. Prentice-Hall, Inc. Дээд эмээлийн гол, 2002 он
Интернет дэх материалууд: http://ciencia.nasa.gov/
П.А.Столыпины нээлттэй хичээл. Газар тариалангийн шинэчлэл. сэдвээр сэрүүн цаг. Нээлттэй хичээлд бэлдэж байна
"Экспоненциал тэгш бус байдлыг шийдвэрлэх" сэдэвт илтгэл
Дэлхий бол өөр соёл иргэншлийн аварга уурхай юм