В одной из статей я рассказывала, как важно с точки зрения совершенствования прогнозов погоды изучать верхние слои атмосферы. Физические процессы, происходящие на высотах в десятки километров, влияют на изменение погоды в приземном слое атмосферы.
В середине XIX века полагали, что атмосфера Земли заканчивается на высоте 12 км. Сейчас мы знаем, что атмосфера подобна слоеному пирогу – нижний слой тропосфера, затем стратосфера, мезосфера, термосфера. В каждом из этих слоев свои особенности распределения температуры и давления.
Обычно вертикальное строение атмосферы связывают с распределением с высотой температуры и давления.
Как «устроена» атмосфера
До высоты 10-12 км (в средних широтах) простирается тропосфера. Как показывают наблюдения, в тропосфере температура падает примерно на 0,5–0,7°С при поднятии на каждые 100 м и у границы тропосферы достигает минус 50–60°С.
Выше тропосферы (до 50-55 км) располагается стратосфера, между ними (примерно на высоте 11—25 км) находится слой с практически постоянной температурой – тропопауза.
В слое 25—40 км происходит повышение температуры от −56,5 до +0,8 °С. На высоте около 40 км значение температуры составляет почти 0°C и остаётся постоянным до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой.
Мезосфера начинается на высоте 50 км и простирается до 80—90 км. Здесь температура с высотой понижается, но гораздо медленнее, чем в тропосфере: на 0,25—0,3°С при поднятии на каждые 100 м.
Выше мезосферы располагается термосфера, где температура быстро повышается, а между ними переходный слой ‒ мезопауза.
Линия Кармана
Термосфера еще не предел, но про более высокие слои атмосферы поговорим в следующий раз, а сейчас остановимся на линии Кармана, названной по имени американского физика, который занимался проблемами авиации и космонавтики.
Четких границ в атмосфере, конечно, нет. Если в качестве критерия использовать возможности обеспечения авиационных полетов, то после 100-километровой высоты летательные аппараты должны использовать ракетные, а не аэродинамические принципы движения. Атмосфера на такой высоте сильно разрежена, поэтому для обеспечения полетов пришлось бы развить скорость больше первой космической.
По определению Международной авиационной федерации именно по линии 100 км над уровнем моря проводится условная граница атмосферы и космоса. Кстати, она же считается верхней границей государств.
Человек в атмосфере
С точки зрения физики атмосферы космос условно начинается с высоты 100 км, но, если в качестве критерия рассматривать возможности человеческого организма, границы будут совсем другие.
Уже на высоте 5 км над уровнем моря у нетренированного человека появляется кислородное голодание и без адаптации работоспособность человека значительно снижается. Здесь кончается физиологическая зона атмосферы.
«Космос» для человека начинается уже на высоте около 19—20 км. На этой высоте давление атмосферы снижается до 87 мм рт. ст. и температура кипения воды равна температуре тела — 36,6 °C. Соответственно закипает и межтканевая жидкость в организме человека. Вне герметичной кабины на этих высотах человек существовать не может.
Спасибо, что дочитали статью! Если понравилось, не забудьте поставить палец вверх и подписаться на канал.
