Sen yläraja on 8-10 km:n korkeudessa napa-alueilla, 10-12 km:n korkeudella lauhkealla ja 16-18 km:n korkeudella trooppisilla leveysasteilla; talvella alhaisempi kuin kesällä. Ilmakehän alempi, pääkerros. Se sisältää yli 80 % ilmakehän ilman kokonaismassasta ja noin 90 % kaikesta ilmakehän vesihöyrystä. Turbulenssi ja konvektio kehittyvät voimakkaasti troposfäärissä, ilmaantuu pilviä, kehittyy sykloneja ja antisykloneja. Lämpötila laskee korkeuden myötä keskimääräisen pystysuoran gradientin ollessa 0,65°/100 m

Maan pinnan "normaaliolosuhteiksi" otetaan: tiheys 1,2 kg/m3, ilmanpaine 101,35 kPa, lämpötila plus 20 °C ja suhteellinen kosteus 50%. Näillä ehdollisilla indikaattoreilla on puhtaasti tekninen arvo.

Stratosfääri

Ilmakehän kerros sijaitsee 11-50 km:n korkeudessa. Pieni lämpötilan muutos 11-25 km:n kerroksessa (stratosfäärin alakerros) ja sen nousu 25-40 km:n kerroksessa -56,5:stä 0,8 asteeseen (ylempi stratosfääri tai inversioalue). Saavutettuaan arvon noin 273 K (lähes 0 °C) noin 40 km:n korkeudessa, lämpötila pysyy vakiona noin 55 km:n korkeuteen asti. Tätä tasaisen lämpötilan aluetta kutsutaan stratopausiksi ja se on stratosfäärin ja mesosfäärin välinen raja.

Stratopaussi

Ilmakehän rajakerros stratosfäärin ja mesosfäärin välillä. Pystysuorassa lämpötilajakaumassa on maksimi (noin 0 °C).

Mesosfääri

mesopaussi

Siirtymäkerros mesosfäärin ja termosfäärin välillä. Pystysuorassa lämpötilajakaumassa on minimi (noin -90°C).

Karman linja

Korkeus merenpinnan yläpuolella, joka on perinteisesti hyväksytty maan ilmakehän ja avaruuden väliseksi rajaksi.

Termosfääri

Yläraja on noin 800 km. Lämpötila nousee 200-300 km korkeuteen, jossa se saavuttaa luokkaa 1500 K, minkä jälkeen se pysyy lähes vakiona korkeille korkeuksille. Auringon ultravioletti- ja röntgensäteilyn vaikutuksen alaisena ja kosminen säteily tapahtuu ilman ionisaatiota (" aurora borealis") - ionosfäärin pääalueet sijaitsevat termosfäärin sisällä. Yli 300 km korkeudessa atomihappi hallitsee.

Eksosfääri (sirontapallo)

Ilmakehä on 100 km:n korkeuteen asti homogeeninen, hyvin sekoittunut kaasuseos. Korkeammissa kerroksissa kaasujen jakautuminen korkeudessa riippuu niiden molekyylimassasta, raskaampien kaasujen pitoisuus laskee nopeammin etäisyyden maanpinnasta. Kaasun tiheyden pienenemisen vuoksi lämpötila laskee stratosfäärin 0 °C:sta mesosfäärin -110 °C:seen. kuitenkin kineettinen energia yksittäiset hiukkaset 200-250 km korkeudessa vastaa ~1500°C:n lämpötilaa. Yli 200 km:n korkeudessa havaitaan merkittäviä lämpötilan ja kaasun tiheyden vaihteluita ajassa ja tilassa.

Noin 2000-3000 km korkeudessa eksosfääri siirtyy vähitellen ns. lähellä avaruustyhjiötä, joka on täytetty erittäin harvinaisilla planeettojen välisen kaasun hiukkasilla, pääasiassa vetyatomeilla. Mutta tämä kaasu on vain osa planeettojenvälistä ainetta. Toinen osa koostuu komeetta- ja meteoriperäisistä pölymäisistä hiukkasista. Äärimmäisen harvinaisten pölymäisten hiukkasten lisäksi tähän tilaan tunkeutuu auringon ja galaktista alkuperää olevaa sähkömagneettista ja korpuskulaarista säteilyä.

Troposfäärin osuus ilmakehän massasta on noin 80 %, stratosfäärin osuus noin 20 %; mesosfäärin massa on enintään 0,3%, termopallon massa on alle 0,05% ilmakehän kokonaismassasta. Ilmakehän sähköisten ominaisuuksien perusteella erotetaan neutrosfääri ja ionosfääri. Tällä hetkellä uskotaan, että ilmakehä ulottuu 2000-3000 km:n korkeuteen.

Ilmakehän kaasun koostumuksesta riippuen ne vapautuvat homosfääri ja heterosfääri. heterosfääri- tämä on alue, jossa painovoima vaikuttaa kaasujen erottumiseen, koska niiden sekoittuminen sellaisella korkeudella on merkityksetöntä. Tästä seuraa heterosfäärin muuttuva koostumus. Sen alapuolella on hyvin sekoittunut, homogeeninen osa ilmakehää, jota kutsutaan homosfääriksi. Näiden kerrosten välistä rajaa kutsutaan turbopauusiksi, se sijaitsee noin 120 km:n korkeudessa.

Fyysiset ominaisuudet

Ilmakehän paksuus on noin 2000 - 3000 km maanpinnasta. Ilman kokonaismassa - (5,1-5,3) 10 18 kg. Puhtaan kuivan ilman moolimassa on 28,966. Paine 0 °C:ssa merenpinnan tasolla 101,325 kPa; kriittinen lämpötila -140,7 °C; kriittinen paine 3,7 MPa; C p 1,0048-10? J / (kg K) (0 °C:ssa), C v 0,7159 10? J/(kg K) (0 °C:ssa). Ilman liukoisuus veteen 0°С - 0,036 %, 25° С - 0,22 %.

Ilmakehän fysiologiset ja muut ominaisuudet

Jo 5 km:n korkeudessa merenpinnan yläpuolella kouluttautumattomalle ihmiselle kehittyy happinälkä ja ilman sopeutumista ihmisen suorituskyky heikkenee merkittävästi. Tähän ilmakehän fysiologinen vyöhyke päättyy. Ihmisen hengitys muuttuu mahdottomaksi 15 kilometrin korkeudessa, vaikka noin 115 kilometriin asti ilmakehä sisältää happea.

Ilmakehä tarjoaa meille happea, jota tarvitsemme hengittämiseen. Kuitenkin ilmakehän kokonaispaineen alenemisesta johtuen noustessa korkeuteen myös hapen osapaine laskee vastaavasti.

Ihmisen keuhkoissa on jatkuvasti noin 3 litraa alveolaarista ilmaa. Hapen osapaine alveolaarisessa ilmassa normaalissa ilmanpaineessa on 110 mm Hg. Art., paine hiilidioksidi- 40 mm Hg Art., ja vesihöyry - 47 mm Hg. Taide. Korkeuden kasvaessa hapen paine laskee, ja vesihöyryn ja hiilidioksidin kokonaispaine keuhkoissa pysyy lähes vakiona - noin 87 mm Hg. Taide. Hapen virtaus keuhkoihin pysähtyy kokonaan, kun ympäröivän ilman paine tulee yhtä suureksi kuin tämä arvo.

Noin 19-20 km:n korkeudessa ilmanpaine laskee 47 mm Hg:iin. Taide. Siksi tällä korkeudella vesi ja interstitiaalinen neste alkavat kiehua ihmiskehossa. Paineistetun ohjaamon ulkopuolella näillä korkeuksilla kuolema tapahtuu melkein välittömästi. Siten ihmisen fysiologian näkökulmasta "avaruus" alkaa jo 15-19 km korkeudesta.

Tiheät ilmakerrokset - troposfääri ja stratosfääri - suojaavat meitä säteilyn haitallisilta vaikutuksilta. Riittävällä ilman harvinaisuudella yli 36 km:n korkeudessa ionisoiva säteily, primaariset kosmiset säteet vaikuttavat voimakkaasti kehoon; yli 40 km korkeudessa aurinkospektrin ultraviolettiosa, joka on vaarallinen ihmisille, toimii.

Kun nousemme yhä korkeammalle maanpinnan yläpuolelle, ilmakehän alemmissa kerroksissa havaitaan meille tuttuja ilmiöitä, kuten äänen eteneminen, aerodynaamisen nostovoiman ilmaantuminen, lämmönsiirto konvektiolla jne. ., heikkenevät vähitellen ja katoavat sitten kokonaan.

Harvinaisissa ilmakerroksissa äänen eteneminen on mahdotonta. 60-90 km korkeuteen asti on edelleen mahdollista käyttää ilmanvastusta ja nostovoimaa ohjattuun aerodynaamiseen lentoon. Mutta alkaen 100-130 km korkeudesta, jokaiselle lentäjälle tutut M-numeron ja äänivallin käsitteet menettävät merkityksensä, siellä kulkee ehdollinen Karman Line, jonka jälkeen alkaa puhtaasti ballistisen lennon pallo, jota voidaan vain hallita. käyttämällä reaktiivisia voimia.

Yli 100 km korkeudessa ilmakehältä puuttuu myös toinen merkittävä ominaisuus - kyky absorboida, johtaa ja siirtää lämpöenergiaa konvektiolla (eli ilman sekoittumisen avulla). Tämä tarkoittaa, että eri laitteiden elementit, laitteet kiertoradalla avaruusasema niitä ei voida jäähdyttää ulkopuolelta, kuten yleensä lentokoneessa tehdään - ilmasuihkujen ja ilmapatterien avulla. Tällaisella korkeudella, kuten avaruudessa yleensä, ainoa tapa siirtää lämpöä on lämpösäteily.

Ilmakehän koostumus

Maan ilmakehä koostuu pääasiassa kaasuista ja erilaisista epäpuhtauksista (pöly, vesipisarat, jääkiteet, merisuolat, palamistuotteet).

Ilmakehän muodostavien kaasujen pitoisuus on lähes vakio, lukuun ottamatta vettä (H 2 O) ja hiilidioksidia (CO 2 ).

Kuivan ilman koostumus

Kaasu	Sisältö tilavuudesta, %	Sisältö painon mukaan, %
Typpi	78,084	75,50
Happi	20,946	23,10
Argon	0,932	1,286
Vesi	0,5-4	-
Hiilidioksidi	0,032	0,046
Neon	1,818 × 10 -3	1,3 × 10 -3
Helium	4,6 × 10 -4	7,2 × 10 -5
Metaani	1,7 × 10 -4	-
Krypton	1,14 × 10 -4	2,9 × 10 -4
Vety	5×10 −5	7,6 × 10 -5
Xenon	8,7 × 10 -6	-
Typpioksidi	5×10 −5	7,7 × 10 -5

Taulukossa ilmoitettujen kaasujen lisäksi ilmakehä sisältää pieniä määriä SO 2, NH 3, CO, otsonia, hiilivetyjä, HCl:a, höyryjä, I 2:ta sekä monia muita kaasuja. Troposfäärissä on jatkuvasti suuri määrä suspendoituneita kiinteitä ja nestemäisiä hiukkasia (aerosolia).

Ilmakehän muodostumisen historia

Yleisimmän teorian mukaan maapallon ilmakehä on ollut aikojen saatossa neljässä eri koostumuksessa. Alun perin se koostui kevyistä kaasuista (vety ja helium), jotka oli vangittu planeettojen välisestä avaruudesta. Tämä ns ensisijainen ilmapiiri(noin neljä miljardia vuotta sitten). Seuraavassa vaiheessa aktiivinen vulkaaninen toiminta johti ilmakehän kyllästymiseen muilla kaasuilla kuin vedyllä (hiilidioksidi, ammoniakki, vesihöyry). Näin toissijainen ilmapiiri(noin kolme miljardia vuotta ennen meidän päiviämme). Tämä tunnelma oli palauttava. Lisäksi seuraavat tekijät määrittelivät ilmakehän muodostumisprosessin:

• kevyiden kaasujen (vety ja helium) vuotaminen planeettojen väliseen tilaan;
• kemialliset reaktiot, jotka tapahtuvat ilmakehässä ultraviolettisäteilyn, salamapurkausten ja joidenkin muiden tekijöiden vaikutuksesta.

Vähitellen nämä tekijät johtivat muodostumiseen tertiäärinen ilmapiiri jolle on ominaista paljon pienempi vetypitoisuus ja paljon korkeampi typpi- ja hiilidioksidipitoisuus (muodostuu kemialliset reaktiot ammoniakista ja hiilivedyistä).

Typpi

koulutus suuri numero N 2 johtuu ammoniakki-vety-ilmakehän hapettumisesta molekyylisen O 2:n vaikutuksesta, joka alkoi tulla planeetan pinnalta fotosynteesin seurauksena 3 miljardia vuotta sitten. N 2:ta vapautuu ilmakehään myös nitraattien ja muiden typpeä sisältävien yhdisteiden denitrifikaation seurauksena. Otsoni hapettaa typen NO:ksi ylemmät kerrokset tunnelmaa.

Typpi N 2 pääsee reaktioihin vain tietyissä olosuhteissa (esimerkiksi salamapurkauksen aikana). Molekyylitypen hapetusta otsonilla sähköpurkausten aikana käytetään typpilannoitteiden teollisessa tuotannossa. Se voidaan hapettaa pienellä energiankulutuksella ja muuttaa biologisesti aktiiviseksi muotoon syanobakteerien (sinilevä) ja kyhmybakteerien toimesta, jotka muodostavat juurakoiden symbioosin palkokasvien kanssa, ns. viherlanta.

Happi

Ilmakehän koostumus alkoi muuttua radikaalisti elävien organismien tultua maan päälle fotosynteesin seurauksena, johon liittyi hapen vapautuminen ja hiilidioksidin imeytyminen. Aluksi happea käytettiin pelkistettyjen yhdisteiden - ammoniakin, hiilivetyjen, valtamerien sisältämän rautapitoisen muodon jne. - hapetukseen. Tämän vaiheen lopussa ilmakehän happipitoisuus alkoi kasvaa. Vähitellen muodostui moderni ilmapiiri, jolla oli hapettavia ominaisuuksia. Koska tämä aiheutti vakavia ja äkillisiä muutoksia monissa ilmakehässä, litosfäärissä ja biosfäärissä tapahtuvissa prosesseissa, tätä tapahtumaa kutsuttiin happikatastrofiksi.

Hiilidioksidi

Ilmakehän CO 2 -pitoisuus riippuu tulivuoren aktiivisuudesta ja kemiallisista prosesseista maan kuorissa, mutta ennen kaikkea - biosynteesin ja orgaanisen aineen hajoamisen voimakkuudesta maapallon biosfäärissä. Lähes koko planeetan nykyinen biomassa (noin 2,4 × 10 12 tonnia) muodostuu ilmakehän hiilidioksidin, typen ja vesihöyryn vaikutuksesta. Mereen, soihin ja metsiin haudattu orgaaninen aines muuttuu hiileksi, öljyksi ja maakaasuksi. (katso Geokemiallinen hiilikierto)

jalokaasut

Ilmansaaste

AT viime aikoina ihminen alkoi vaikuttaa ilmakehän kehitykseen. Hänen toimintansa seurauksena ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden jatkuva merkittävä kasvu johtui aikaisemmilla geologisilla aikakausilla kertyneiden hiilivetypolttoaineiden palamisesta. Valtavia määriä hiilidioksidia kuluu fotosynteesin aikana, ja maailman valtameret absorboivat sitä. Tämä kaasu pääsee ilmakehään karbonaattikivien hajoamisen ja eloperäinen aine kasvi- ja eläinperäinen sekä vulkanismi ja ihmisen tuotanto. Viimeisen 100 vuoden aikana ilmakehän hiilidioksidipitoisuus on kasvanut 10 %, ja suurin osa (360 miljardia tonnia) on peräisin polttoaineen palamisesta. Jos polttoaineen palamisen kasvu jatkuu, seuraavien 50 - 60 vuoden aikana hiilidioksidin määrä ilmakehässä kaksinkertaistuu ja voi johtaa globaaliin ilmastonmuutokseen.

Polttoaineen poltto on tärkein saastuttavien kaasujen (СО,, SO 2) lähde. Rikkidioksidi hapettuu ilmakehän hapen vaikutuksesta yläilmakehän SO 3:ksi, joka vuorostaan ​​vuorovaikuttaa vesihöyryn ja ammoniakin kanssa, ja tuloksena oleva rikkihappo (H 2 SO 4) ja ammoniumsulfaatti ((NH 4) 2 SO 4) palaavat Maan pinta ns. hapan sade. Polttomoottoreiden käyttö aiheuttaa merkittävää ilmansaastumista typen oksideilla, hiilivedyillä ja lyijyyhdisteillä (tetraetyylilyijy Pb (CH 3 CH 2) 4)).

Ilmakehän aerosoli pilaantumista aiheuttavat sekä luonnolliset syyt (tulivuorenpurkaukset, pölymyrskyt, merivesipisaroiden ja kasvien siitepölyn kulkeutuminen jne.) Taloudellinen aktiivisuus ihminen (kaivosmalmeja ja rakennusmateriaalit polttoaineen poltto, sementin tuotanto jne.). Hiukkasten intensiivinen laajamittainen poisto ilmakehään on yksi niistä mahdolliset syyt planeetan ilmastonmuutos.

Kirjallisuus

1. V. V. Parin, F. P. Kosmolinsky, B. A. Dushkov "Avaruusbiologia ja lääketiede" (2. painos, tarkistettu ja laajennettu), M.: "Prosveshchenie", 1975, 223 sivua.
2. N. V. Gusakova "Kemia ympäristöön", Rostov-on-Don: Phoenix, 2004, 192, ISBN 5-222-05386-5
3. Sokolov V. A. Maakaasujen geokemia, M., 1971;
4. McEwen M., Phillips L.. Atmospheric Chemistry, M., 1978;
5. Wark K., Warner S., Ilmansaasteet. Lähteet ja ohjaus, käänn. englannista, M.. 1980;
6. Taustasaasteiden seuranta luonnonympäristöihin. sisään. 1, L., 1982.

Katso myös

Linkit

Maan ilmakehä

Ilmakehän kerrokset järjestyksessä maan pinnasta

Ilmakehän rooli maapallon elämässä

Ilmakehä on ihmisten hengittämän hapen lähde. Kuitenkin, kun nouset korkeuteen, ilmakehän kokonaispaine laskee, mikä johtaa osittaisen hapen paineen laskuun.

Ihmisen keuhkoissa on noin kolme litraa alveolaarista ilmaa. Jos ilmanpaine on normaali, alveolaarisen ilman hapen osapaine on 11 mm Hg. Art., hiilidioksidin paine - 40 mm Hg. Art., ja vesihöyry - 47 mm Hg. Taide. Korkeuden noustessa hapen paine laskee, ja vesihöyryn ja hiilidioksidin paine keuhkoissa pysyy kokonaisuudessaan vakiona - noin 87 mm Hg. Taide. Kun ilmanpaine on yhtä suuri kuin tämä arvo, happi lakkaa virtaamasta keuhkoihin.

Ilmanpaineen laskun vuoksi 20 km:n korkeudessa vesi ja ruumiinväliset nesteet kiehuvat ihmiskehossa. Jos et käytä paineistettua hyttiä, tällaisella korkeudella ihminen kuolee melkein välittömästi. Siksi ihmiskehon fysiologisten ominaisuuksien kannalta "avaruus" on peräisin 20 km:n korkeudelta merenpinnan yläpuolella.

Ilmakehän rooli maapallon elämässä on erittäin suuri. Joten esimerkiksi tiheiden ilmakerrosten - troposfäärin ja stratosfäärin - ansiosta ihmiset ovat suojassa säteilyaltistumiselta. Avaruudessa, harvinaisessa ilmassa, yli 36 km:n korkeudessa, ionisoiva säteily vaikuttaa. Yli 40 km korkeudessa - ultravioletti.

Noustessa maanpinnan yläpuolelle yli 90-100 km:n korkeuteen tapahtuu asteittainen heikkeneminen ja sitten ihmisille tuttujen ilmiöiden täydellinen katoaminen ilmakehän alemmassa kerroksessa:

Ääni ei leviä.

Ei ole aerodynaamista voimaa ja vastusta.

Lämpöä ei siirretä konvektiolla jne.

Ilmakehän kerros suojaa maapalloa ja kaikkia eläviä organismeja kosmiselta säteilyltä, meteoriiteilta, on vastuussa kausittaisten lämpötilanvaihteluiden säätelystä, päivittäisten lämpötilavaihteluiden tasapainottamisesta ja tasoittamisesta. Ilman ilmakehää maapallolla päivittäinen lämpötila vaihtelisi +/-200 asteen sisällä. Ilmakehän kerros on elämää antava "puskuri" maan pinnan ja ulkoavaruuden välillä, kosteuden ja lämmön kantaja; ilmakehässä tapahtuu fotosynteesi- ja energianvaihtoprosesseja - tärkeimpiä biosfäärin prosesseja.

Ilmakehän kerrokset järjestyksessä maan pinnasta

Ilmakehä on kerrosrakenne, joka on seuraavat ilmakehän kerrokset järjestyksessä maan pinnasta:

Troposfääri.

Stratosfääri.

Mesosfääri.

Termosfääri.

Eksosfääri

Jokaisen kerroksen välillä ei ole teräviä rajoja, ja niiden korkeuteen vaikuttavat leveysaste ja vuodenajat. Tämä kerrosrakenne muodostui eri korkeuksilla tapahtuneiden lämpötilamuutosten seurauksena. Ilmapiirin ansiosta näemme tuikkivia tähtiä.

Maan ilmakehän rakenne kerroksittain:

Mistä maapallon ilmakehä on tehty?

Jokainen ilmakehän kerros eroaa lämpötilaltaan, tiheydeltä ja koostumukseltaan. Ilmakehän kokonaispaksuus on 1,5-2,0 tuhatta km. Mistä maapallon ilmakehä on tehty? Tällä hetkellä se on kaasujen seos erilaisten epäpuhtauksien kanssa.

Troposfääri

Maan ilmakehän rakenne alkaa troposfääristä, joka on noin 10-15 km korkea ilmakehän alaosa. Tänne on keskittynyt suurin osa ilmakehän ilmasta. Ominaisuus troposfääri - lämpötilan lasku 0,6 ˚C, kun nouset ylös 100 metrin välein. Troposfääri on koonnut itsessään lähes kaiken ilmakehän vesihöyryn ja täällä muodostuu myös pilviä.

Troposfäärin korkeus vaihtelee päivittäin. Lisäksi sen keskiarvo vaihtelee leveysasteesta ja vuodenajasta riippuen. Troposfäärin keskimääräinen korkeus napojen yläpuolella on 9 km, päiväntasaajan yläpuolella - noin 17 km. Vuoden keskilämpötila päiväntasaajalla on lähellä +26 ˚C ja pohjoisnavalla -23 ˚C. Troposfäärin rajan yläviiva päiväntasaajan yläpuolella on vuoden keskilämpötila noin -70 ˚C ja sen yläpuolella Pohjoisnapa kesällä -45 ˚C ja talvella -65 ˚C. Eli mitä korkeampi korkeus, sitä alhaisempi lämpötila. Auringon säteet kulkevat vapaasti troposfäärin läpi lämmittäen maan pintaa. Auringon säteilemää lämpöä pidättävät hiilidioksidi, metaani ja vesihöyry.

Stratosfääri

Troposfäärikerroksen yläpuolella on stratosfääri, joka on 50-55 km korkea. Tämän kerroksen erikoisuus on lämpötilan nousu korkeuden myötä. Troposfäärin ja stratosfäärin välissä on siirtymäkerros, jota kutsutaan tropopausiksi.

Noin 25 kilometrin korkeudelta stratosfäärikerroksen lämpötila alkaa nousta ja saavuttaessaan maksimikorkeuden 50 km, se saa arvot +10 - +30 ˚C.

Stratosfäärissä on hyvin vähän vesihöyryä. Joskus noin 25 km korkeudessa voi löytää melko ohuita pilviä, joita kutsutaan "helmiäisiksi". Päivällä ne eivät ole havaittavissa, mutta yöllä ne hehkuvat auringonvalon vuoksi, joka on horisontin alapuolella. Helmiäispilvien koostumus on alijäähtynyttä vesipisaroita. Stratosfääri koostuu pääosin otsonista.

Mesosfääri

Mesosfäärikerroksen korkeus on noin 80 km. Täällä sen noustessa ylöspäin lämpötila laskee ja ylimmällä rajalla saavuttaa arvot useita kymmeniä C˚ nollan alapuolella. Mesosfäärissä voidaan havaita myös pilviä, jotka oletettavasti muodostuvat jääkiteistä. Näitä pilviä kutsutaan "hopeaisiksi". Mesosfäärille on ominaista ilmakehän kylmin lämpötila: -2 - -138 ˚C.

Termosfääri

Tämä ilmakehän kerros sai nimensä korkeiden lämpötilojen vuoksi. Termosfääri koostuu:

Ionosfääri.

eksosfäärit.

Ionosfäärille on ominaista harvinainen ilma, jonka jokainen senttimetri 300 km:n korkeudessa koostuu 1 miljardista atomista ja molekyylistä ja 600 km:n korkeudessa yli 100 miljoonasta.

Ionosfäärille on ominaista myös korkea ilman ionisaatio. Nämä ionit koostuvat varautuneista happiatomeista, varautuneista typpiatomien molekyyleistä ja vapaista elektroneista.

Eksosfääri

800-1000 km:n korkeudesta alkaa eksosfäärikerros. Kaasupartikkelit, erityisesti kevyet, liikkuvat täällä suurella nopeudella, voittamalla painovoiman. Tällaiset hiukkaset, koska niiden nopea liike, lentää ilmakehästä avaruuteen ja haihtua. Siksi eksosfääriä kutsutaan dispersiopalloksi. Avaruuteen lentävät pääasiassa vetyatomit, jotka muodostavat eksosfäärin korkeimmat kerrokset. Yläilmakehän hiukkasten ja aurinkotuulen hiukkasten ansiosta voimme tarkkailla revontulia.

Satelliitit ja geofysikaaliset raketit mahdollistivat planeetan säteilyvyön läsnäolon yläilmakehässä, joka koostuu sähköisesti varautuneista hiukkasista - elektroneista ja protoneista.

Maaplaneettamme ympäröivä kaasuvaippa, joka tunnetaan ilmakehänä, koostuu viidestä pääkerroksesta. Nämä kerrokset ovat peräisin planeetan pinnalta merenpinnasta (joskus alempana) ja nousevat siihen ulkoavaruus seuraavassa järjestyksessä:

• Troposfääri;
• Stratosfääri;
• Mesosfääri;
• Termosfääri;
• Eksosfääri.

Kaavio maapallon ilmakehän pääkerroksista

Näiden viiden pääkerroksen välissä on siirtymävyöhykkeitä, joita kutsutaan "taukoiksi", joissa tapahtuu muutoksia ilman lämpötilassa, koostumuksessa ja tiheydessä. Yhdessä taukojen kanssa maapallon ilmakehässä on yhteensä 9 kerrosta.

Troposfääri: missä sää tapahtuu

Kaikista ilmakehän kerroksista troposfääri on se, jonka tunnemme parhaiten (ymmärsimmepä sen tai et), koska elämme sen pohjalla - planeetan pinnalla. Se ympäröi Maan pinnan ja ulottuu ylöspäin useita kilometrejä. Sana troposfääri tarkoittaa "pallon vaihtoa". Erittäin osuva nimi, sillä tämä kerros on paikka, jossa päivittäiset säämme tapahtuu.

Planeetan pinnasta alkaen troposfääri nousee 6-20 kilometrin korkeuteen. Meitä lähinnä olevan kerroksen alin kolmannes sisältää 50 % kaikista ilmakehän kaasuista. Se on ainoa osa ilmakehän koostumuksesta, joka hengittää. Koska ilmaa lämmittää alhaaltapäin maan pinta, joka imee Auringon lämpöenergiaa, troposfäärin lämpötila ja paine laskevat korkeuden kasvaessa.

Yläosassa on ohut kerros nimeltä tropopause, joka on vain puskuri troposfäärin ja stratosfäärin välillä.

Stratosfääri: otsonin koti

Stratosfääri on ilmakehän seuraava kerros. Se ulottuu 6-20 km:stä 50 km:iin maanpinnan yläpuolella. Tämä on kerros, jolla useimmat kaupalliset lentokoneet lentävät ja ilmapallot matkustavat.

Täällä ilma ei virtaa ylös ja alas, vaan liikkuu pinnan suuntaisesti hyvin nopeissa ilmavirroissa. Lämpötilat kohoavat noustessa, kiitos runsaasti luonnollisesti esiintyvää otsonia (O3), joka on auringon säteilyn sivutuote, ja hapen, jolla on kyky absorboida auringon haitallisia ultraviolettisäteitä (kaikki lämpötilan nousu korkeuden myötä tunnetaan mm. meteorologia "inversiona").

Koska stratosfäärin lämpötila on lämpimämpi alaosassa ja viileämpi yläosassa, konvektio (ilmamassojen pystysuuntaiset liikkeet) on harvinaista tässä ilmakehän osassa. Itse asiassa voit katsella troposfäärissä riehuvaa myrskyä stratosfääristä, koska kerros toimii konvektion "korkkina", jonka läpi myrskypilvet eivät tunkeudu.

Stratosfääriä seuraa jälleen puskurikerros, jota tällä kertaa kutsutaan stratopausiksi.

Mesosfääri: keskiilmakehä

Mesosfääri sijaitsee noin 50-80 km:n päässä maan pinnasta. Mesosfäärin yläosa on kylmin luonnollinen paikka maapallolla, jossa lämpötila voi laskea alle -143 °C.

Termosfääri: yläilmakehä

Mesosfääriä ja mesopaussia seuraa termosfääri, joka sijaitsee 80–700 km planeetan pinnan yläpuolella ja sisältää alle 0,01 % ilmakehän kuoren kokonaisilmasta. Lämpötilat nousevat täällä jopa +2000°C:een, mutta ilman voimakkaan harventumisen ja lämmön siirtävien kaasumolekyylien puutteen vuoksi nämä korkeat lämpötilat koetaan erittäin kylminä.

Eksosfääri: ilmakehän ja avaruuden raja

Noin 700-10 000 km korkeudella maan pinnasta on eksosfääri - ilmakehän ulkoreuna, joka rajaa avaruutta. Täällä meteorologiset satelliitit kiertävät maata.

Entä ionosfääri?

Ionosfääri ei ole erillinen kerros, ja itse asiassa tätä termiä käytetään viittaamaan ilmakehään 60–1000 km:n korkeudessa. Se sisältää mesosfäärin ylimmät osat, koko termosfäärin ja osan eksosfääristä. Ionosfääri on saanut nimensä, koska juuri tässä ilmakehän osassa auringon säteily ionisoituu sen kulkiessaan läpi. magneettikentät Laskeutua

Ilmakehän koostumus. Planeettamme ilmakuori - tunnelmaa suojaa maan pintaa Auringon ultraviolettisäteilyn haitallisilta vaikutuksilta eläviin organismeihin. Hän suojelee maata kosmisia hiukkasia- pöly ja meteoriitit.

Ilmakehä koostuu mekaanisesta kaasuseoksesta: sen tilavuudesta 78 % on typpeä, 21 % happea ja alle 1 % heliumia, argonia, kryptonia ja muita inerttejä kaasuja. Hapen ja typen määrä ilmassa on käytännössä ennallaan, koska typpi ei juuri pääse yhdisteiksi muiden aineiden kanssa, ja happea, joka on erittäin aktiivista ja kuluu hengitykseen, hapettumiseen ja palamiseen, täydentyy jatkuvasti kasveilla.

Noin 100 km:n korkeuteen asti näiden kaasujen prosenttiosuus pysyy käytännössä ennallaan. Tämä johtuu siitä, että ilma sekoitetaan jatkuvasti.

Näiden kaasujen lisäksi ilmakehässä on noin 0,03 % hiilidioksidia, joka on yleensä keskittynyt lähellä maan pintaa ja jakautuu epätasaisesti: kaupungeissa, teollisuuskeskuksissa ja vulkaanisen toiminnan alueilla sen määrä kasvaa.

Ilmakehässä on aina tietty määrä epäpuhtauksia - vesihöyryä ja pölyä. Vesihöyryn pitoisuus riippuu ilman lämpötilasta: mitä korkeampi lämpötila, sitä enemmän höyryä ilma sisältää. Ilmassa olevan vesihöyryn vuoksi ilmakehän ilmiöt, kuten sateenkaari, auringonvalon taittuminen jne., ovat mahdollisia.

Pölyä pääsee ilmakehään tulivuorenpurkausten, hiekka- ja pölymyrskyjen aikana, polttoaineen epätäydellisen palamisen yhteydessä lämpövoimalaitoksissa jne.

Ilmakehän rakenne. Ilmakehän tiheys muuttuu korkeuden mukaan: se on korkein maan pinnalla ja pienenee noustessa. Joten 5,5 km:n korkeudessa ilmakehän tiheys on 2 kertaa ja 11 km:n korkeudessa - 4 kertaa pienempi kuin pintakerroksessa.

Kaasujen tiheydestä, koostumuksesta ja ominaisuuksista riippuen ilmakehä on jaettu viiteen samankeskiseen kerrokseen (kuva 34).

Riisi. 34. Ilmakehän pystyleikkaus (ilmakehän kerrostuminen)

1. Alin kerros on ns troposfääri. Sen yläraja kulkee 8-10 km:n korkeudella navoilla ja 16-18 km:n korkeudella päiväntasaajalla. Troposfääri sisältää jopa 80 % ilmakehän kokonaismassasta ja lähes kaiken vesihöyryn.

Ilman lämpötila troposfäärissä laskee korkeuden myötä 0,6 °C 100 metrin välein ja sen ylärajalla on -45-55 °C.

Troposfäärin ilma sekoittuu jatkuvasti ja liikkuu eri suuntiin. Vain täällä havaitaan sumuja, sateita, lumisateita, ukkosmyrskyjä, myrskyjä ja muita sääilmiöitä.

2. Yllä sijaitsee stratosfääri, joka ulottuu 50-55 km korkeuteen. Ilman tiheys ja paine stratosfäärissä ovat mitättömiä. Harvinainen ilma koostuu samoista kaasuista kuin troposfäärissä, mutta se sisältää enemmän otsonia. Suurin otsonipitoisuus havaitaan 15-30 kilometrin korkeudessa. Stratosfäärin lämpötila nousee korkeuden mukana ja saavuttaa 0 °C tai enemmän ylärajallaan. Tämä johtuu siitä, että otsoni imee aurinkoenergian lyhytaaltoisen osan, minkä seurauksena ilma lämpenee.

3. Stratosfäärin yläpuolella on mesosfääri, ulottuu 80 km korkeuteen. Siinä lämpötila laskee jälleen ja saavuttaa -90 ° C. Ilman tiheys on siellä 200 kertaa pienempi kuin maan pinnalla.

4. Mesosfäärin yläpuolella on termosfääri(80-800 km). Tämän kerroksen lämpötila nousee: 150 km:n korkeudessa 220 °C:seen; 600 km:n ja 1500 °C:n korkeudessa. Ilmakehän kaasut (typpi ja happi) ovat ionisoituneessa tilassa. Auringon lyhytaaltosäteilyn vaikutuksesta yksittäiset elektronit irtoavat atomien kuorista. Tämän seurauksena tässä kerroksessa - ionosfääri ilmaantuu kerroksia varautuneita hiukkasia. Niiden tihein kerros on 300-400 km:n korkeudessa. Pienen tiheyden vuoksi auringonsäteet eivät hajoa sinne, joten taivas on musta, tähdet ja planeetat loistavat kirkkaasti.

Ionosfäärissä niitä on revontulet, syntyy voimakkaita sähkövirtoja, jotka aiheuttavat häiriöitä maan magneettikentässä.

5. Yli 800 km, ulkokuori sijaitsee - eksosfääri. Yksittäisten hiukkasten liikenopeus eksosfäärissä lähestyy kriittistä 11,2 mm/s, joten yksittäiset hiukkaset voivat voittaa Maan painovoiman ja paeta maailmanavaruuteen.

Tunnelman arvo. Ilmakehän rooli planeettamme elämässä on poikkeuksellisen suuri. Ilman sitä maapallo olisi kuollut. Ilmakehä suojaa maapallon pintaa voimakkaalta kuumenemiselta ja jäähtymiseltä. Sen vaikutusta voidaan verrata lasin rooliin kasvihuoneissa: päästää auringonsäteet sisään ja estää lämmön karkaamista.

Ilmakehä suojaa eläviä organismeja auringon lyhytaalto- ja solusäteilyltä. Ilmakehä on ympäristö, jossa sääilmiöitä esiintyy, jonka kanssa kaikki ihmisen toiminta. Tämän kuoren tutkimus suoritetaan meteorologisilla asemilla. Meteorologit tarkkailevat alemman ilmakehän tilaa säällä kuin säällä päivällä ja yöllä. Neljä kertaa päivässä ja monilla asemilla joka tunti mitataan lämpötilaa, painetta, ilmankosteutta, pilvisyyttä, tuulen suuntaa ja nopeutta, sademäärää, sähkö- ja ääniilmiöitä ilmakehässä. Meteorologiset asemat sijaitsevat kaikkialla: Etelämantereella ja trooppisissa sademetsissä korkeat vuoret ja tundran rajattomissa avaruudessa. Valtamerillä tehdään havaintoja myös erityisesti valmistetuista aluksista.

30-luvulta. 20. vuosisata havainnot alkoivat vapaassa ilmapiirissä. He alkoivat laukaista radiosondeja, jotka nousevat 25-35 km korkeuteen ja lähettävät radiolaitteiden avulla Maahan tietoa lämpötilasta, paineesta, ilmankosteudesta ja tuulen nopeudesta. Nykyään myös meteorologisia raketteja ja satelliitteja käytetään laajalti. Jälkimmäisissä on televisioinstallaatioita, jotka välittävät kuvia maan pinnasta ja pilvistä.

| |
5. Maan ilmakuori§ 31. Ilmakehän lämmitys

10,045 × 10 3 J/(kg*K) (lämpötila-alueella 0-100 °C), C v 8,3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500 °C). Ilman liukoisuus veteen 0 °C:ssa on 0,036 %, 25 °C:ssa - 0,22 %.

Ilmakehän koostumus

Ilmakehän muodostumisen historia

Aikainen historia

Tällä hetkellä tiede ei pysty jäljittämään kaikkia Maan muodostumisvaiheita 100% tarkkuudella. Yleisimmän teorian mukaan maapallon ilmakehä on ollut aikojen saatossa neljässä eri koostumuksessa. Alun perin se koostui kevyistä kaasuista (vety ja helium), jotka oli vangittu planeettojen välisestä avaruudesta. Tämä ns ensisijainen ilmapiiri. Seuraavassa vaiheessa aktiivinen vulkaaninen toiminta johti ilmakehän kyllästymiseen muilla kaasuilla kuin vedyllä (hiilivedyt, ammoniakki, vesihöyry). Näin toissijainen ilmapiiri. Tämä tunnelma oli palauttava. Lisäksi seuraavat tekijät määrittelivät ilmakehän muodostumisprosessin:

• jatkuva vedyn vuoto planeettojen väliseen avaruuteen;
• kemialliset reaktiot, jotka tapahtuvat ilmakehässä ultraviolettisäteilyn, salamapurkausten ja joidenkin muiden tekijöiden vaikutuksesta.

Vähitellen nämä tekijät johtivat muodostumiseen tertiäärinen ilmapiiri jolle on tunnusomaista paljon pienempi vetypitoisuus ja paljon suurempi typpi- ja hiilidioksidipitoisuus (muodostuu ammoniakin ja hiilivedyjen kemiallisten reaktioiden seurauksena).

Elämän ja hapen syntyminen

Elävien organismien ilmaantuessa Maahan fotosynteesin seurauksena, johon liittyi hapen vapautuminen ja hiilidioksidin imeytyminen, ilmakehän koostumus alkoi muuttua. On kuitenkin olemassa tietoja (analyysi ilmakehän hapen ja fotosynteesin aikana vapautuneen isotooppikoostumuksesta), jotka todistavat ilmakehän hapen geologisen alkuperän puolesta.

Aluksi happea käytettiin pelkistettyjen yhdisteiden - hiilivetyjen, valtamerien sisältämän rautapitoisen muodon jne. - hapetukseen. Tämän vaiheen lopussa ilmakehän happipitoisuus alkoi kasvaa.

1990-luvulla tehtiin kokeita suljetun ekologisen järjestelmän ("Biosfääri 2") luomiseksi, jonka aikana ei ollut mahdollista luoda vakaata järjestelmää yhdellä ilman koostumuksella. Mikro-organismien vaikutus johti happipitoisuuden laskuun ja hiilidioksidin määrän kasvuun.

Typpi

Suuren typpimäärän muodostuminen johtuu primäärisen ammoniakki-vety-ilmakehän hapettumisesta molekyylisen O 2:n vaikutuksesta, joka alkoi tulla planeetan pinnalta fotosynteesin seurauksena, kuten odotettiin, noin 3 miljardia vuotta sitten. (toisen version mukaan ilmakehän happi on geologista alkuperää). Typpi hapettuu yläilmakehässä NO:ksi, jota käytetään teollisuudessa ja sitoo typpeä sitovia bakteereita, kun taas N 2 vapautuu ilmakehään nitraattien ja muiden typpipitoisten yhdisteiden denitrifikaation seurauksena.

Typpi N 2 on inertti kaasu ja reagoi vain tietyissä olosuhteissa (esimerkiksi salamapurkauksen aikana). Syanobakteerit, jotkin bakteerit (esimerkiksi kyhmybakteerit, jotka muodostavat ritsobialisen symbioosin palkokasvien kanssa) voivat hapettaa sen ja muuttaa sen biologiseen muotoon.

Molekyylitypen hapetusta sähköpurkauksilla käytetään typpilannoitteiden teollisessa tuotannossa, ja se johti myös ainutlaatuisten salpietariesiintymien muodostumiseen Chilen Atacaman autiomaassa.

jalokaasut

Polttoaineen poltto on pääasiallinen saastuttavien kaasujen (CO , NO, SO 2 ) lähde. Rikkidioksidi hapettuu ilman vaikutuksesta O 2:ksi SO 3:ksi yläilmakehässä, joka on vuorovaikutuksessa H 2 O- ja NH 3 -höyryjen kanssa, ja syntyneet H 2 SO 4 ja (NH 4) 2 SO 4 palaavat maan pinnalle sateen mukana. . Polttomoottoreiden käyttö saastuttaa ilmaa merkittävästi typen oksideilla, hiilivedyillä ja Pb-yhdisteillä.

Ilmakehän aerosolipilaantuminen johtuu sekä luonnollisista syistä (tulivuorenpurkaus, pölymyrskyt, merivesipisaroiden ja siitepölyhiukkasten mukana kulkeutuminen jne.) että ihmisen taloudellisesta toiminnasta (malmien ja rakennusmateriaalien louhinta, polttoaineiden poltto, sementin tuotanto jne.) .) . Voimakas laajamittainen kiinteiden hiukkasten poistuminen ilmakehään on yksi mahdollisista ilmastonmuutoksen syistä planeetalla.

Ilmakehän rakenne ja yksittäisten kuorien ominaisuudet

Ilmakehän fyysinen tila määräytyy sään ja ilmaston mukaan. Ilmakehän pääparametrit: ilman tiheys, paine, lämpötila ja koostumus. Korkeuden kasvaessa ilman tiheys ja ilmanpaine laskevat. Myös lämpötila muuttuu korkeuden muuttuessa. Ilmakehän pystysuoralle rakenteelle on ominaista erilaiset lämpötila- ja sähköominaisuudet, erilaiset ilmaolosuhteet. Ilmakehän lämpötilasta riippuen erotetaan seuraavat pääkerrokset: troposfääri, stratosfääri, mesosfääri, termosfääri, eksosfääri (sirontapallo). Vierekkäisten kuorien välisiä ilmakehän siirtymäalueita kutsutaan vastaavasti tropopausiksi, stratopausiksi jne.

Troposfääri

Stratosfääri

Suurin osa ultraviolettisäteilyn lyhytaaltoisesta osasta (180-200 nm) jää stratosfääriin ja lyhyiden aaltojen energia muuttuu. Näiden säteiden vaikutuksesta magneettikentät muuttuvat, molekyylit hajoavat, tapahtuu ionisaatiota, uusia kaasuja ja muita kemialliset yhdisteet. Näitä prosesseja voidaan havaita revontulien, salaman ja muiden hehkujen muodossa.

Stratosfäärissä ja korkeammissa kerroksissa, auringon säteilyn vaikutuksesta, kaasumolekyylit hajoavat - atomeiksi (yli 80 km, CO 2 ja H 2 dissosioituvat, yli 150 km - O 2, yli 300 km - H 2). 100-400 km korkeudessa tapahtuu myös kaasujen ionisaatiota ionosfäärissä, 320 km:n korkeudessa varautuneiden hiukkasten (O + 2, O - 2, N + 2) pitoisuus on ~ 1/300 neutraalien hiukkasten pitoisuus. Ilmakehän ylemmissä kerroksissa on vapaita radikaaleja - OH, HO 2 jne.

Stratosfäärissä ei ole juuri lainkaan vesihöyryä.

Mesosfääri

Ilmakehä on 100 km:n korkeuteen asti homogeeninen, hyvin sekoittunut kaasuseos. Korkeammissa kerroksissa kaasujen jakautuminen korkeudessa riippuu niiden molekyylimassasta, raskaampien kaasujen pitoisuus laskee nopeammin etäisyyden maanpinnasta. Kaasun tiheyden pienenemisen vuoksi lämpötila laskee stratosfäärin 0 °C:sta -110 °C:seen mesosfäärissä. Yksittäisten hiukkasten kineettinen energia 200–250 km korkeudessa vastaa kuitenkin ~1500°C:n lämpötilaa. Yli 200 km:n korkeudessa havaitaan merkittäviä lämpötilan ja kaasun tiheyden vaihteluita ajassa ja tilassa.

Noin 2000-3000 km korkeudessa eksosfääri siirtyy vähitellen niin kutsuttuun lähiavaruustyhjiöön, joka on täynnä erittäin harvinaisia ​​planeettojen välisen kaasun hiukkasia, pääasiassa vetyatomeja. Mutta tämä kaasu on vain osa planeettojenvälistä ainetta. Toinen osa koostuu komeetta- ja meteoriperäisistä pölymäisistä hiukkasista. Näiden äärimmäisen harvinaisten hiukkasten lisäksi tähän tilaan tunkeutuu auringon ja galaktista alkuperää olevaa sähkömagneettista ja korpuskulaarista säteilyä.

Troposfäärin osuus ilmakehän massasta on noin 80 %, stratosfäärin noin 20 %; mesosfäärin massa on enintään 0,3%, termopallon massa on alle 0,05% ilmakehän kokonaismassasta. Ilmakehän sähköisten ominaisuuksien perusteella erotetaan neutrosfääri ja ionosfääri. Tällä hetkellä uskotaan, että ilmakehä ulottuu 2000-3000 km:n korkeuteen.

Ilmakehän kaasun koostumuksesta riippuen ne vapautuvat homosfääri ja heterosfääri. heterosfääri- tämä on alue, jossa painovoima vaikuttaa kaasujen erottumiseen, koska niiden sekoittuminen sellaisella korkeudella on merkityksetöntä. Tästä seuraa heterosfäärin muuttuva koostumus. Sen alapuolella on hyvin sekoittunut, homogeeninen osa ilmakehää, jota kutsutaan homosfääriksi. Näiden kerrosten välistä rajaa kutsutaan turbopauusiksi, se sijaitsee noin 120 km:n korkeudessa.

Ilmakehän ominaisuudet

Jo 5 km:n korkeudessa merenpinnan yläpuolella kouluttautumattomalle ihmiselle kehittyy happinälkä ja ilman sopeutumista ihmisen suorituskyky heikkenee merkittävästi. Tähän ilmakehän fysiologinen vyöhyke päättyy. Ihmisen hengitys muuttuu mahdottomaksi 15 kilometrin korkeudessa, vaikka noin 115 kilometriin asti ilmakehä sisältää happea.

Ilmakehä tarjoaa meille happea, jota tarvitsemme hengittämiseen. Kuitenkin ilmakehän kokonaispaineen alenemisesta johtuen noustessa korkeuteen myös hapen osapaine laskee vastaavasti.

Ihmisen keuhkoissa on jatkuvasti noin 3 litraa alveolaarista ilmaa. Hapen osapaine alveolaarisessa ilmassa normaalissa ilmanpaineessa on 110 mm Hg. Art., hiilidioksidin paine - 40 mm Hg. Art., ja vesihöyry −47 mm Hg. Taide. Korkeuden kasvaessa hapen paine laskee, ja vesihöyryn ja hiilidioksidin kokonaispaine keuhkoissa pysyy lähes vakiona - noin 87 mm Hg. Taide. Hapen virtaus keuhkoihin pysähtyy kokonaan, kun ympäröivän ilman paine tulee yhtä suureksi kuin tämä arvo.

Noin 19-20 km:n korkeudessa ilmanpaine laskee 47 mm Hg:iin. Taide. Siksi tällä korkeudella vesi ja interstitiaalinen neste alkavat kiehua ihmiskehossa. Paineistetun ohjaamon ulkopuolella näillä korkeuksilla kuolema tapahtuu melkein välittömästi. Siten ihmisen fysiologian näkökulmasta "avaruus" alkaa jo 15-19 km korkeudesta.

Tiheät ilmakerrokset - troposfääri ja stratosfääri - suojaavat meitä säteilyn haitallisilta vaikutuksilta. Riittävällä ilman harvinaisuudella yli 36 km:n korkeudessa ionisoiva säteily, primaariset kosmiset säteet vaikuttavat voimakkaasti kehoon; yli 40 km korkeudessa aurinkospektrin ultraviolettiosa, joka on vaarallinen ihmisille, toimii.