Атмосфера Земли состоит из примерно 78% азота, 21% кислорода, 0,9% аргона и 0,1% других газов. Следы углекислого газа, метана, водяного пара и неона — это некоторые из других газов, которые составляют оставшиеся 0,1%. Хотя земная атмосфера состоит в основном из газов, она также содержит крошечные частицы, такие как пыль и пыльца. Некоторые неестественные частицы также скапливаются в атмосфере и вызывают загрязнение воздуха. К ним относится все, начиная от аэрозолей и заканчивая углеродными выбросами от автомобилей и электростанций.
Как люди, мы полагаемся в своей жизни на окружающую нас атмосферу. Мы дышим ею, мы живем в ней — без нее мы бы не выжили. Окружающая нас атмосфера не только должна быть определенного состава, чтобы мы могли в ней жить, но и должна быть такой, чтобы в ней могли расти растения и продукты питания, а также защищать нас от стихий. Наличие кислорода, которым мы можем дышать, так же важно, как и защита от суровых солнечных лучей или открытых просторов космоса, и Земля имеет именно такое расположение и химический состав атмосферы, чтобы поддерживать жизнь людей и всех других форм жизни, которые называют Землю своим домом.
Что такое атмосфера?
Атмосфера — это все, что находится над поверхностью Земли, простираясь прямо вверх примерно на 10 000 км (6214 миль) в космос. Все, что находится за пределами этого расстояния, считается космическим пространством. Хотя атмосфера Земли действительно простирается очень далеко, более плотная часть расположена гораздо ближе к поверхности, на расстоянии от 8 до 15 км. Около 75% массы атмосферы находится в этой плотной части. Вот почему более высокие высоты можно охарактеризовать как «более тонкую» атмосферу, и почему подъем на большие горы или подъем на большой скорости часто может вызвать высотную бoлeзнь. Эта «бoлезнь» является реакцией человеческого тела на менее гостеприимную среду, место с более разреженным воздухом, в котором не так сильна концентрация газов, к которой мы привыкли.
Падение атмосферного давления является причиной того, что мы чувствуем хлопки в ушах, когда увеличиваем высоту. Это низкое давление возникает из-за того, что в верхних частях атмосферы меньше гравитационной силы, чем ближе к поверхности, где можно почувствовать весь вес атмосферы.
Слои атмосферы
Поскольку атмосфера простирается так далеко от поверхности Земли, она разделена на несколько различных слоев. Помимо самой поверхности, в нашей атмосфере есть еще пять слоев: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и, наконец, самый удаленный от поверхности экзосфера. Эти слои делятся в зависимости от температуры.
Тропосфера
Тропосфера — это слой, ближайший к поверхности Земли. Это область пространства примерно от 8 до 15 км над землей. Этот слой включает в себя большую часть облачных слоев вместе с большинством частиц воды и пыли.
Толщина тропосферы не одинакова по всей Земле. Известно, что наиболее тонкая она на Южном и Северном полюсах, а более толстая — в районе экватора. По мере подъема в тропосфере температура начинает снижаться. На вершине этого слоя находится так называемая тропопауза.
Стратосфера
Стратосфера — это второй слой атмосферы чуть выше тропосферы. Она находится на высоте примерно от 15 км над поверхностью Земли до 50 км (30 миль) над Землей. Стратосфера наиболее известна тем, что в ней содержится большое количество озона — кислородного соединения. Из-за этого эту область часто называют «озоновым слоем».
Озоновый слой часто упоминают в связи с изменением климата или говорят о том, что в нем есть «дыра». Это важно, потому что озон образует защитный барьер между жесткими лучами солнца и жизнью на Земле. Без этого барьера температура будет расти, а солнечное облучение увеличится, что сделает Землю непригодной для жизни. Именно поэтому ослабление озонового слоя оказывает такое тревожное воздействие на климат Земли. Аналогичным образом, с увеличением высоты температура в стратосфере повышается, в отличие от того, что происходит в нижнем слое. Над стратосферой, между ней и следующим слоем, находится стратопауза.
Мезосфера
Следующий слой в атмосфере Земли известен как мезосфера. Мезосфера простирается на 85 км (53 мили) от поверхности Земли. Она очень холодная, причем самые низкие температуры наблюдаются в верхней части этого слоя, где они могут достигать -90 °C (-130 °F). Атмосфера здесь намного тоньше, чем вблизи Земли, но ее плотность все же достаточна, чтобы космический мусор сгорал, попадая в этот слой. Именно поэтому мы видим падающие звезды — это космические камни, сгорающие в мезосфере. Точно так же космические аппараты нуждаются в специальных термостойких оболочках, чтобы их конструкции не сгорели при прохождении через мезосферу или входе в нее. Как и предыдущие слои, мезосфера завершается паузой, которая называется мезопаузой.
Термосфера
Выше мезопаузы, заканчивающейся примерно в 600 км (372 милях) от поверхности Земли, находится термосфера. Как следует из приставки Термо, этот слой имеет гораздо более высокие температуры. Поскольку этот слой находится намного ближе к Солнцу, он может достигать температуры до 2000 °C (3600 °F).
Экзосфера
Последний слой — это область, где атмосфера Земли встречается с космическим пространством. Эта область известна как экзосфера, поскольку окружает все остальные слои. Этот слой почти такой же тонкий, как само пространство, поскольку гравитационное притяжение Земли слишком мало, чтобы удерживать множество молекул. Это означает, что слой чрезвычайно тонок и сливается с космическим пространством, поскольку молекулы свободно отделяются от Земли.