L'air atmosphérique est composé d'azote (77,99 %), d'oxygène (21 %), de gaz inertes (1 %) et gaz carbonique(0,01%). La part de dioxyde de carbone augmente avec le temps en raison du fait que les produits de combustion des carburants sont libérés dans l'atmosphère et, en outre, la superficie des forêts qui absorbent le dioxyde de carbone et libèrent de l'oxygène diminue.

L'atmosphère contient également une petite quantité d'ozone, qui est concentrée à une altitude d'environ 25 à 30 km et forme ce qu'on appelle la couche d'ozone. Cette couche crée une barrière contre le rayonnement ultraviolet solaire, dangereux pour les organismes vivants sur Terre.

De plus, l'atmosphère contient de la vapeur d'eau et diverses impuretés - particules de poussière, cendres volcaniques, suie, etc. La concentration d'impuretés est plus élevée près de la surface de la terre et dans certaines zones : au-dessus des grandes villes, des déserts.

Troposphère- plus bas, il contient la majeure partie de l'air et. La hauteur de cette couche varie : de 8-10 km près des tropiques à 16-18 km près de l'équateur. dans la troposphère, elle diminue avec l'élévation : de 6°C par kilomètre. Le temps se forme dans la troposphère, des vents, des précipitations, des nuages, des cyclones et des anticyclones se forment.

La couche suivante de l'atmosphère est stratosphère. L'air qu'il contient est beaucoup plus raréfié et il contient beaucoup moins de vapeur d'eau. La température dans la partie inférieure de la stratosphère est comprise entre -60 et -80°C et diminue avec l'altitude. C'est dans la stratosphère que se situe la couche d'ozone. La stratosphère est caractérisée par des vitesses de vent élevées (jusqu'à 80-100 m/sec).

Mésosphère- la couche moyenne de l'atmosphère, située au-dessus de la stratosphère à des altitudes de 50 à S0-S5 km. La mésosphère est caractérisée par une diminution de la température moyenne avec une hauteur allant de 0°C à la limite inférieure à -90°C à la limite supérieure. Près de la limite supérieure de la mésosphère, on observe des nuages ​​​​noctulescents, éclairés par le soleil la nuit. La pression atmosphérique à la limite supérieure de la mésosphère est 200 fois inférieure à celle à la surface de la Terre.

Thermosphère- situé au-dessus de la mésosphère, à des altitudes allant de SO à 400-500 km, la température y commence à augmenter lentement puis rapidement. La raison en est l'absorption du rayonnement ultraviolet du Soleil à des altitudes de 150 à 300 km. Dans la thermosphère, la température augmente continuellement jusqu'à une altitude d'environ 400 km, où elle atteint 700 - 1 500°C (en fonction de l'activité solaire). Sous l'influence des ultraviolets et des rayons X et rayonnement cosmique L'ionisation de l'air se produit également (« aurores boréales »). Les principales régions de l'ionosphère se trouvent à l'intérieur de la thermosphère.

Exosphère- la couche externe la plus raréfiée de l'atmosphère, elle commence à des altitudes de 450 000 à 450 000 km et sa limite supérieure est située à une distance de plusieurs milliers de km de la surface terrestre, où la concentration de particules devient la même que dans les conditions interplanétaires. espace. L'exosphère est constituée de gaz ionisé (plasma) ; les parties inférieure et moyenne de l'exosphère sont principalement constituées d'oxygène et d'azote ; Avec l’altitude, la concentration relative des gaz légers, notamment de l’hydrogène ionisé, augmente rapidement. La température dans l’exosphère est de 1 300 à 3 000°C ; sa croissance est faible avec la hauteur. Les ceintures de radiations terrestres sont principalement situées dans l'exosphère.

Atmosphère(du grec atmos - vapeur et spharia - balle) - la coque aérienne de la Terre, tournant avec elle. Le développement de l'atmosphère était étroitement lié aux processus géologiques et géochimiques se déroulant sur notre planète, ainsi qu'aux activités des organismes vivants.

La limite inférieure de l'atmosphère coïncide avec la surface de la Terre, puisque l'air pénètre dans les plus petits pores du sol et se dissout même dans l'eau.

La limite supérieure à une altitude de 2 000 à 3 000 km se transforme progressivement en espace.

Grâce à l’atmosphère qui contient de l’oxygène, la vie sur Terre est possible. L'oxygène atmosphérique est utilisé dans le processus respiratoire des humains, des animaux et des plantes.

S’il n’y avait pas d’atmosphère, la Terre serait aussi calme que la Lune. Après tout, le son est la vibration des particules d’air. La couleur bleue du ciel s'explique par le fait que les rayons du soleil, traversant l'atmosphère, comme à travers une lentille, sont décomposés en leurs couleurs composantes. Dans ce cas, les rayons de couleurs bleues et bleues sont les plus dispersés.

L'atmosphère piège la majeure partie du rayonnement ultraviolet du soleil, ce qui a un effet néfaste sur les organismes vivants. Il retient également la chaleur près de la surface de la Terre, empêchant ainsi notre planète de se refroidir.

La structure de l'atmosphère

Plusieurs couches peuvent être distinguées dans l'atmosphère, de densité différente (Fig. 1).

Troposphère

Troposphère- la couche la plus basse de l'atmosphère, dont l'épaisseur au-dessus des pôles est de 8 à 10 km, aux latitudes tempérées - de 10 à 12 km et au-dessus de l'équateur - de 16 à 18 km.

Riz. 1. La structure de l'atmosphère terrestre

L'air de la troposphère est chauffé par la surface de la Terre, c'est-à-dire par la terre et l'eau. Par conséquent, la température de l'air dans cette couche diminue avec l'altitude de 0,6 °C en moyenne tous les 100 m. À la limite supérieure de la troposphère, elle atteint -55 °C. Dans le même temps, dans la zone de l'équateur à la limite supérieure de la troposphère, la température de l'air est de -70°C, et dans la zone pôle Nord-65 °C.

Environ 80 % de la masse de l'atmosphère est concentrée dans la troposphère, presque toute la vapeur d'eau est localisée, des orages, des tempêtes, des nuages ​​​​et des précipitations se produisent et un mouvement vertical (convection) et horizontal (vent) de l'air se produit.

On peut dire que le temps se forme principalement dans la troposphère.

Stratosphère

Stratosphère- une couche de l'atmosphère située au dessus de la troposphère à une altitude de 8 à 50 km. La couleur du ciel dans cette couche apparaît violette, ce qui s'explique par la rareté de l'air, grâce à laquelle les rayons du soleil ne sont presque pas dispersés.

La stratosphère contient 20 % de la masse de l'atmosphère. L'air dans cette couche est raréfié, il n'y a pratiquement pas de vapeur d'eau et donc presque aucun nuage ni précipitation ne se forme. Cependant, des courants d'air stables sont observés dans la stratosphère, dont la vitesse atteint 300 km/h.

Cette couche est concentrée ozone(écran d'ozone, ozonosphère), couche qui absorbe les rayons ultraviolets, les empêchant d'atteindre la Terre et protégeant ainsi les organismes vivants de notre planète. Grâce à l'ozone, la température de l'air à la limite supérieure de la stratosphère varie de -50 à 4-55 °C.

Entre la mésosphère et la stratosphère se trouve une zone de transition : la stratopause.

Mésosphère

Mésosphère- une couche de l'atmosphère située à une altitude de 50-80 km. La densité de l'air ici est 200 fois inférieure à celle de la surface de la Terre. La couleur du ciel dans la mésosphère apparaît noire et les étoiles sont visibles pendant la journée. La température de l'air descend jusqu'à -75 (-90)°C.

A une altitude de 80 km commence thermosphère. La température de l'air dans cette couche monte fortement jusqu'à une hauteur de 250 m, puis devient constante : à une altitude de 150 km elle atteint 220-240°C ; à une altitude de 500 à 600 km, la température dépasse 1 500 °C.

Dans la mésosphère et la thermosphère, sous l'influence des rayons cosmiques, les molécules de gaz se désintègrent en particules d'atomes chargées (ionisées), c'est pourquoi cette partie de l'atmosphère est appelée ionosphère- une couche d'air très raréfié, située entre 50 et 1000 km d'altitude, constituée principalement d'atomes d'oxygène ionisés, de molécules d'oxyde d'azote et d'électrons libres. Cette couche est caractérisée par une électrification élevée et les ondes radio longues et moyennes y sont réfléchies, comme par un miroir.

Dans l'ionosphère, des aurores apparaissent - la lueur de gaz raréfiés sous l'influence de particules chargées électriquement venant du Soleil - et de fortes fluctuations du champ magnétique sont observées.

Exosphère

Exosphère- la couche externe de l'atmosphère située au dessus de 1000 km. Cette couche est également appelée sphère de diffusion, car les particules de gaz s'y déplacent à grande vitesse et peuvent être dispersées dans l'espace.

Composition atmosphérique

L'atmosphère est un mélange de gaz composé d'azote (78,08 %), d'oxygène (20,95 %), de dioxyde de carbone (0,03 %), d'argon (0,93 %), d'une petite quantité d'hélium, de néon, de xénon, de krypton (0,01 %). l'ozone et d'autres gaz, mais leur teneur est négligeable (tableau 1). La composition moderne de l'air terrestre a été établie il y a plus de cent millions d'années, mais la forte augmentation de l'activité de production humaine a néanmoins conduit à sa modification. Actuellement, on constate une augmentation de la teneur en CO 2 d'environ 10 à 12 %.

Les gaz qui composent l'atmosphère effectuent diverses rôles fonctionnels. Cependant, l'importance principale de ces gaz est déterminée avant tout par le fait qu'ils absorbent très fortement l'énergie radiante et ont ainsi un impact significatif sur régime de température Surface et atmosphère de la Terre.

Tableau 1. Composition chimique air atmosphérique sec près de la surface de la Terre

	Concentration volumique. %	Poids moléculaire, unités
Oxygène
Gaz carbonique
Protoxyde d'azote
	de 0 à 0,00001
Le dioxyde de soufre	de 0 à 0,000007 en été ; de 0 à 0,000002 en hiver
	De 0 à 0,000002	46,0055/17,03061
Dioxyde d'azog
Monoxyde de carbone

Azote, Gaz le plus répandu dans l’atmosphère, il est chimiquement peu actif.

Oxygène, contrairement à l’azote, est un élément chimiquement très actif. La fonction spécifique de l'oxygène est l'oxydation matière organique organismes hétérotrophes, roches et gaz sous-oxydés rejetés dans l'atmosphère par les volcans. Sans oxygène, il n’y aurait pas de décomposition des matières organiques mortes.

Le rôle du dioxyde de carbone dans l’atmosphère est extrêmement important. Il pénètre dans l'atmosphère à la suite de processus de combustion, de respiration d'organismes vivants, de décomposition et constitue avant tout le principal materiel de construction pour créer de la matière organique lors de la photosynthèse. De plus, la capacité du dioxyde de carbone à transmettre le rayonnement solaire à ondes courtes et à absorber une partie du rayonnement thermique à ondes longues est d'une grande importance, ce qui créera ce qu'on appelle Effet de serre, qui sera discuté ci-dessous.

Les processus atmosphériques, notamment le régime thermique de la stratosphère, sont également influencés par ozone. Ce gaz sert d’absorbeur naturel du rayonnement ultraviolet du soleil, et l’absorption du rayonnement solaire entraîne un réchauffement de l’air. Les valeurs mensuelles moyennes de la teneur totale en ozone dans l'atmosphère varient en fonction de la latitude et de la période de l'année dans la plage de 0,23 à 0,52 cm (il s'agit de l'épaisseur de la couche d'ozone à la pression et à la température du sol). On note une augmentation de la teneur en ozone de l'équateur aux pôles et un cycle annuel avec un minimum en automne et un maximum au printemps.

Une propriété caractéristique de l'atmosphère est que la teneur des principaux gaz (azote, oxygène, argon) change légèrement avec l'altitude : à une altitude de 65 km dans l'atmosphère la teneur en azote est de 86 %, l'oxygène - 19, l'argon - 0,91 , à une altitude de 95 km - azote 77, oxygène - 21,3, argon - 0,82%. La constance de la composition de l'air atmosphérique verticalement et horizontalement est maintenue par son mélange.

En plus des gaz, l'air contient vapeur d'eau Et des particules solides. Ces derniers peuvent avoir une origine à la fois naturelle et artificielle (anthropique). Il s’agit du pollen, de minuscules cristaux de sel, de la poussière des routes et des impuretés des aérosols. Lorsque les rayons du soleil pénètrent dans la fenêtre, ils sont visibles à l'œil nu.

Il y a surtout de nombreuses particules de particules dans l'air des villes et des grands centres industriels, où les émissions de gaz nocifs et leurs impuretés formées lors de la combustion des carburants s'ajoutent aux aérosols.

La concentration d'aérosols dans l'atmosphère détermine la transparence de l'air, qui affecte le rayonnement solaire atteignant la surface de la Terre. Les plus gros aérosols sont des noyaux de condensation (de lat. condensation- compactage, épaississement) - contribuent à la transformation de la vapeur d'eau en gouttelettes d'eau.

L'importance de la vapeur d'eau est principalement déterminée par le fait qu'elle retarde le rayonnement thermique à ondes longues de la surface de la Terre ; représente le maillon principal des grands et petits cycles d'humidité ; augmente la température de l'air lors de la condensation des lits à eau.

La quantité de vapeur d'eau dans l'atmosphère varie dans le temps et dans l'espace. Ainsi, la concentration de vapeur d'eau à la surface de la Terre varie de 3 % sous les tropiques à 2-10 (15) % en Antarctique.

La teneur moyenne en vapeur d'eau dans la colonne verticale de l'atmosphère sous les latitudes tempérées est d'environ 1,6 à 1,7 cm (c'est l'épaisseur de la couche de vapeur d'eau condensée). Les informations concernant la vapeur d'eau dans les différentes couches de l'atmosphère sont contradictoires. On a supposé par exemple que dans la plage d'altitude de 20 à 30 km, l'humidité spécifique augmente fortement avec l'altitude. Cependant, des mesures ultérieures indiquent une plus grande sécheresse de la stratosphère. Apparemment, l'humidité spécifique dans la stratosphère dépend peu de l'altitude et est de 2 à 4 mg/kg.

La variabilité de la teneur en vapeur d'eau dans la troposphère est déterminée par l'interaction des processus d'évaporation, de condensation et de transport horizontal. En raison de la condensation de la vapeur d'eau, des nuages ​​se forment et des précipitations tombent sous forme de pluie, de grêle et de neige.

Les processus de transitions de phase de l'eau se produisent principalement dans la troposphère, c'est pourquoi les nuages ​​​​dans la stratosphère (à des altitudes de 20 à 30 km) et la mésosphère (près de la mésopause), appelés nacrés et argentés, sont observés relativement rarement, tandis que les nuages ​​​​troposphériques couvrent souvent environ 50 % de la surface totale de la Terre.

La quantité de vapeur d'eau pouvant être contenue dans l'air dépend de la température de l'air.

1 m 3 d'air à une température de -20°C ne peut contenir plus de 1 g d'eau ; à 0 °C - pas plus de 5 g ; à +10 °C - pas plus de 9 g ; à +30 °C - pas plus de 30 g d'eau.

Conclusion: Plus la température de l’air est élevée, plus il peut contenir de vapeur d’eau.

L'air peut être riche Et pas saturé vapeur d'eau. Ainsi, si à une température de +30 °C 1 m 3 d'air contient 15 g de vapeur d'eau, l'air n'est pas saturé de vapeur d'eau ; si 30 g - saturé.

Humidité absolue- c'est la quantité de vapeur d'eau contenue dans 1 m 3 d'air. Elle est exprimée en grammes. Par exemple, s’ils disent « l’humidité absolue est de 15 », cela signifie que 1 mL contient 15 g de vapeur d’eau.

Humidité relative- c'est le rapport (en pourcentage) de la teneur réelle en vapeur d'eau dans 1 m 3 d'air sur la quantité de vapeur d'eau pouvant être contenue dans 1 m L à une température donnée. Par exemple, si la radio diffuse un bulletin météo indiquant que l'humidité relative est de 70 %, cela signifie que l'air contient 70 % de la vapeur d'eau qu'il peut retenir à cette température.

Plus l'humidité relative est élevée, c'est-à-dire Plus l’air est proche d’un état de saturation, plus les précipitations sont probables.

Une humidité relative de l'air toujours élevée (jusqu'à 90 %) est observée dans la zone équatoriale, car la température de l'air y reste élevée tout au long de l'année et une forte évaporation se produit à la surface des océans. L'humidité relative est également élevée dans les régions polaires, mais à cause de basses températures, même une petite quantité de vapeur d'eau rend l'air saturé ou presque saturé. Sous les latitudes tempérées, l’humidité relative varie selon les saisons : elle est plus élevée en hiver, plus faible en été.

L'humidité relative de l'air dans les déserts est particulièrement faible : 1 m 1 d'air y contient deux à trois fois moins de vapeur d'eau qu'il n'est possible à une température donnée.

Pour mesurer l'humidité relative, on utilise un hygromètre (du grec hygros - humide et metreco - je mesure).

Une fois refroidi, l’air saturé ne peut pas retenir la même quantité de vapeur d’eau ; il s’épaissit (se condense) et se transforme en gouttelettes de brouillard. Du brouillard peut être observé en été par une nuit claire et fraîche.

Des nuages- c'est le même brouillard, sauf qu'il ne se forme pas à la surface de la terre, mais à une certaine hauteur. À mesure que l’air monte, il se refroidit et la vapeur d’eau qu’il contient se condense. Les minuscules gouttelettes d’eau qui en résultent constituent des nuages.

La formation des nuages ​​implique également affaire particulière suspendu dans la troposphère.

Les nuages ​​peuvent avoir différentes formes, qui dépendent des conditions de leur formation (tableau 14).

Les nuages ​​les plus bas et les plus lourds sont les stratus. Ils sont situés à une altitude de 2 km de la surface terrestre. A une altitude de 2 à 8 km vous pourrez observer des paysages plus pittoresques des nuages ​​cumulus. Les nuages ​​​​les plus hauts et les plus légers sont les cirrus. Ils sont situés à une altitude de 8 à 18 km au-dessus de la surface terrestre.

Des familles	Sortes de nuages	Apparence
A. Nuages ​​supérieurs - au-dessus de 6 km	I. Cirrus	Filiforme, fibreux, blanc
	II. Cirrocumulus	Couches et crêtes de petits flocons et boucles, blancs
	III. Cirro-stratus	Voile blanchâtre transparent
B. Nuages ​​moyens - au-dessus de 2 km	IV. Altocumulus	Couches et crêtes de couleur blanche et grise
	V. Altostratifié	Voile lisse de couleur gris laiteux
B. Nuages ​​bas - jusqu'à 2 km	VI. Nimbostratus	Couche grise informe solide
	VII. Stratocumulus	Couches non transparentes et crêtes de couleur grise
	VIII. En couches	Voile gris non transparent
D. Nuages ​​de développement vertical - du niveau inférieur au niveau supérieur	IX. Cumulus	Les clubs et les dômes sont d'un blanc éclatant, avec des bords déchirés par le vent
	X. Cumulonimbus	Puissantes masses en forme de cumulus de couleur plomb foncé

Protection atmosphérique

Les principales sources sont les entreprises industrielles et les automobiles. DANS grandes villes Le problème de la pollution par les gaz sur les principales voies de transport est très aigu. C'est pourquoi dans beaucoup grandes villes partout dans le monde, y compris dans notre pays, un contrôle environnemental de la toxicité des gaz d'échappement des véhicules a été mis en place. Selon les experts, la fumée et la poussière dans l'air peuvent réduire de moitié l'apport d'énergie solaire à la surface de la Terre, ce qui entraînera un changement des conditions naturelles.

L'atmosphère terrestre est l'enveloppe gazeuse de notre planète. Sa limite inférieure est au niveau la croûte terrestre et l'hydrosphère, et celle du haut va dans la région proche de la Terre de l'espace extra-atmosphérique. L'atmosphère contient environ 78 % d'azote, 20 % d'oxygène, jusqu'à 1 % d'argon, du dioxyde de carbone, de l'hydrogène, de l'hélium, du néon et quelques autres gaz.

La coquille terrestre se caractérise par une stratification clairement définie. Les couches de l'atmosphère sont déterminées par la distribution verticale de la température et les différentes densités de gaz à différents niveaux. On distingue les couches suivantes de l'atmosphère terrestre : troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère, exosphère. L'ionosphère est séparée séparément.

Jusqu'à 80 % de la masse totale de l'atmosphère est constituée de troposphère, la couche inférieure de l'atmosphère. La troposphère dans les zones polaires est située à un niveau allant jusqu'à 8 à 10 km au-dessus de la surface de la Terre, dans la zone tropicale - jusqu'à un maximum de 16 à 18 km. Entre la troposphère et la couche sus-jacente de la stratosphère se trouve la tropopause - une couche de transition. Dans la troposphère, la température diminue à mesure que l’altitude augmente, et de même, la pression atmosphérique diminue avec l’altitude. Le gradient de température moyen dans la troposphère est de 0,6°C par 100 m. différents niveaux d'une coque donnée est déterminée par les caractéristiques d'absorption du rayonnement solaire et l'efficacité de la convection. Presque toute l’activité humaine se déroule dans la troposphère. Le plus hautes montagnes ne dépassez pas la troposphère, seul le transport aérien peut franchir la limite supérieure de cette coquille à basse altitude et se trouver dans la stratosphère. Une grande proportion de vapeur d’eau se trouve dans la troposphère, responsable de la formation de presque tous les nuages. Aussi, presque tous les aérosols (poussières, fumées, etc.) formés à la surface de la Terre sont concentrés dans la troposphère. Dans la couche limite inférieure de la troposphère, les fluctuations quotidiennes de la température et de l'humidité de l'air sont prononcées et la vitesse du vent est généralement réduite (elle augmente avec l'altitude). Dans la troposphère, il existe une division variable de l'épaisseur de l'air en masses d'air dans la direction horizontale, qui diffèrent par un certain nombre de caractéristiques en fonction de la zone et de la zone de leur formation. Sur les fronts atmosphériques - les frontières entre les masses d'air - se forment des cyclones et des anticyclones, déterminant le temps dans une certaine zone pendant une période de temps spécifique.

La stratosphère est la couche d'atmosphère située entre la troposphère et la mésosphère. Les limites de cette couche vont de 8 à 16 km à 50 à 55 km au-dessus de la surface de la Terre. Dans la stratosphère composition du gaz l'air est à peu près le même que dans la troposphère. Particularité– diminution de la concentration de vapeur d’eau et augmentation de la teneur en ozone. Couche d'ozone L'atmosphère, qui protège la biosphère des effets agressifs de la lumière ultraviolette, se situe à une altitude de 20 à 30 km. Dans la stratosphère, la température augmente avec l'altitude et les valeurs de température sont déterminées par le rayonnement solaire, et non par la convection (mouvements des masses d'air), comme dans la troposphère. Le réchauffement de l’air dans la stratosphère est dû à l’absorption du rayonnement ultraviolet par l’ozone.

Au-dessus de la stratosphère, la mésosphère s'étend jusqu'à 80 km. Cette couche de l'atmosphère se caractérise par le fait que la température diminue à mesure que l'altitude augmente de 0°C à - 90°C. C'est la région la plus froide de l'atmosphère.

Au-dessus de la mésosphère se trouve la thermosphère jusqu'à un niveau de 500 km. De la frontière avec la mésosphère à l'exosphère, la température varie d'environ 200 K à 2000 K. Jusqu'au niveau de 500 km, la densité de l'air diminue plusieurs centaines de milliers de fois. La composition relative des composants atmosphériques de la thermosphère est similaire à celle de la couche superficielle de la troposphère, mais avec l'augmentation de l'altitude, plus d'oxygène devient atomique. Une certaine proportion de molécules et d'atomes de la thermosphère sont dans un état ionisé et sont répartis en plusieurs couches elles sont unies par le concept d'ionosphère ; Les caractéristiques de la thermosphère varient dans une large mesure en fonction de latitude géographique, l'ampleur du rayonnement solaire, la période de l'année et le jour.

La couche supérieure de l'atmosphère est l'exosphère. C'est la couche la plus fine de l'atmosphère. Dans l’exosphère, le libre parcours moyen des particules est si énorme que les particules peuvent s’échapper librement dans l’espace interplanétaire. La masse de l’exosphère représente un dix millionième de la masse totale de l’atmosphère. La limite inférieure de l'exosphère est le niveau de 450 à 800 km, et la limite supérieure est considérée comme la région où la concentration de particules est la même que dans l'espace extra-atmosphérique - à plusieurs milliers de kilomètres de la surface de la Terre. L'exosphère est constituée de plasma - gaz ionisé. Dans l'exosphère se trouvent également les ceintures de rayonnement de notre planète.

Présentation vidéo - couches de l'atmosphère terrestre :

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Tous ceux qui ont pris l'avion sont habitués à ce genre de message : "notre vol s'effectue à 10 000 m d'altitude, la température extérieure est de 50°C." Cela ne semble rien de spécial. Plus on s'éloigne de la surface de la Terre chauffée par le Soleil, plus il fait froid. Beaucoup de gens pensent que la température diminue continuellement avec l’altitude et qu’elle baisse progressivement, se rapprochant de la température de l’espace. C'est d'ailleurs ce que pensaient les scientifiques jusqu'à la fin du 19e siècle.

Examinons de plus près la répartition de la température de l'air sur la Terre. L'atmosphère est divisée en plusieurs couches qui reflètent principalement la nature des changements de température.

La couche inférieure de l'atmosphère est appelée troposphère, ce qui signifie « sphère de rotation ». Tous les changements météorologiques et climatiques sont le résultat de processus physiques se produisant précisément dans cette couche. La limite supérieure de cette couche est située là où la diminution de la température avec l'altitude est remplacée par son augmentation - approximativement à. une altitude de 15 à 16 km au-dessus de l'équateur et de 7 à 8 km au-dessus des pôles. Comme la Terre elle-même, l'atmosphère, sous l'influence de la rotation de notre planète, s'aplatit également quelque peu au-dessus des pôles et gonfle au-dessus de l'équateur. Cependant, cet effet est beaucoup plus prononcé dans l'atmosphère que dans la coque solide de la Terre, dans la direction allant de la surface de la Terre à la limite supérieure de la troposphère. La température de l'air diminue au-dessus de l'équateur. environ -62 ° C et au-dessus des pôles - environ -45 ° C. Sous les latitudes tempérées, plus de 75 % de la masse de l'atmosphère se trouve dans la troposphère. Sous les tropiques, environ 90 % se trouvent dans la troposphère. de l'atmosphère.

En 1899, un minimum a été trouvé dans le profil vertical de température à une certaine altitude, puis la température a légèrement augmenté. Le début de cette augmentation signifie la transition vers la couche suivante de l'atmosphère - vers stratosphère, qui signifie « sphère de la couche ». Le terme stratosphère signifie et reflète l'idée précédente du caractère unique de la couche située au-dessus de la troposphère. La stratosphère s'étend jusqu'à une altitude d'environ 50 km au-dessus de la surface de la Terre. La particularité est notamment une forte augmentation de la température de l'air. Cette augmentation de la température s'explique par la réaction de formation d'ozone qui est l'une des principales. réactions chimiques se produisant dans l’atmosphère.

La majeure partie de l'ozone est concentrée à des altitudes d'environ 25 km, mais en général, la couche d'ozone est une coquille très étendue, couvrant presque toute la stratosphère. L’interaction de l’oxygène avec les rayons ultraviolets est l’un des processus bénéfiques de l’atmosphère terrestre qui contribue au maintien de la vie sur Terre. L'absorption de cette énergie par l'ozone empêche son afflux excessif vers la surface de la Terre, où est précisément créé le niveau d'énergie adapté à l'existence des formes de vie terrestres. L'ozonosphère absorbe une partie de l'énergie rayonnante traversant l'atmosphère. En conséquence, un gradient vertical de température de l'air d'environ 0,62°C par 100 m s'établit dans l'ozonosphère, c'est-à-dire que la température augmente avec l'altitude jusqu'à la limite supérieure de la stratosphère - la stratopause (50 km), atteignant, selon certaines données, 0°C.

À des altitudes de 50 à 80 km, il existe une couche de l'atmosphère appelée mésosphère. Le mot « mésosphère » signifie « sphère intermédiaire », où la température de l'air continue de diminuer avec l'altitude. Au-dessus de la mésosphère, dans une couche appelée thermosphère, la température remonte avec l'altitude jusqu'à environ 1000°C, puis redescend très rapidement jusqu'à -96°C. Cependant, elle ne baisse pas indéfiniment, puis la température augmente à nouveau.

Thermosphère est la première couche ionosphère. Contrairement aux couches mentionnées précédemment, l’ionosphère ne se distingue pas par la température. L'ionosphère est une zone de nature électrique qui rend possible de nombreux types de communications radio. L'ionosphère est divisée en plusieurs couches, désignées par les lettres D, E, F1 et F2. Ces couches portent également des noms spéciaux. La séparation en couches est provoquée par plusieurs raisons, parmi lesquelles la plus importante est l'influence inégale des couches sur le passage des ondes radio. La couche la plus basse, D, absorbe principalement les ondes radio et empêche ainsi leur propagation ultérieure. La couche E la mieux étudiée est située à une altitude d'environ 100 km au-dessus de la surface terrestre. On l'appelle également la couche Kennelly-Heaviside d'après les noms des scientifiques américains et anglais qui l'ont découverte simultanément et indépendamment. La couche E, tel un miroir géant, reflète les ondes radio. Grâce à cette couche, les ondes radio longues parcourent des distances plus grandes que ce à quoi on pourrait s'attendre si elles se propageaient uniquement en ligne droite, sans être réfléchies par la couche E. La couche F a des propriétés similaires. Avec la couche Kennelly-Heaviside, elle réfléchit les ondes radio vers les stations radio terrestres. Cette réflexion peut se produire sous différents angles. La couche Appleton est située à une altitude d'environ 240 km.

La région la plus externe de l’atmosphère, la deuxième couche de l’ionosphère, est souvent appelée exosphère. Ce terme fait référence à l’existence de périphéries de l’espace à proximité de la Terre. Il est difficile de déterminer exactement où se termine l'atmosphère et où commence l'espace, car avec l'altitude, la densité des gaz atmosphériques diminue progressivement et l'atmosphère elle-même se transforme progressivement en un vide dans lequel seules des molécules individuelles se trouvent. Déjà à environ 320 km d'altitude, la densité de l'atmosphère est si faible que les molécules peuvent parcourir plus de 1 km sans entrer en collision. La partie la plus externe de l'atmosphère sert de limite supérieure, située à des altitudes de 480 à 960 km.

Plus d’informations sur les processus dans l’atmosphère peuvent être trouvées sur le site Web « Earth Climate ».

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Description l'atmosphère terrestre pour les enfants de tous âges : de quoi est composé l'air, la présence de gaz, des couches avec photos, le climat et la météo de la troisième planète du système solaire.

Pour les petits On sait déjà que la Terre est la seule planète de notre système à posséder une atmosphère viable. La couverture gazeuse est non seulement riche en air, mais elle nous protège également de la chaleur excessive et du rayonnement solaire. Important expliquer aux enfants que le système est incroyablement bien conçu, car il permet à la surface de se réchauffer pendant la journée et de se refroidir la nuit, en maintenant un équilibre acceptable.

Commencer explication pour les enfants Cela est possible du fait que le globe de l'atmosphère terrestre s'étend sur 480 km, mais la majeure partie est située à 16 km de la surface. Plus l'altitude est élevée, plus la pression est faible. Si nous prenons le niveau de la mer, la pression y est de 1 kg par centimètre carré. Mais à une altitude de 3 km, cela changera - 0,7 kg par centimètre carré. Bien sûr, dans de telles conditions, il est plus difficile de respirer ( enfants vous pourriez le ressentir si jamais vous faisiez une randonnée en montagne).

Composition de l'air terrestre - une explication pour les enfants

Parmi les gaz, il y a :

• Azote – 78%.
• Oxygène – 21%.
• Argon – 0,93 %.
• Dioxyde de carbone – 0,038 %.
• Il y a aussi de la vapeur d'eau et d'autres impuretés gazeuses en petites quantités.

Couches atmosphériques de la Terre - explication pour les enfants

Parents ou des enseignants À l'école Rappelons que l'atmosphère terrestre est divisée en 5 niveaux : exosphère, thermosphère, mésosphère, stratosphère et troposphère. A chaque couche, l'atmosphère se dissout de plus en plus jusqu'à ce que les gaz se dispersent enfin dans l'espace.

La troposphère est la plus proche de la surface. D'une épaisseur de 7 à 20 km, il constitue la moitié de l'atmosphère terrestre. Plus on se rapproche de la Terre, plus l'air se réchauffe. Presque toute la vapeur d’eau et la poussière sont collectées ici. Les enfants ne seront peut-être pas surpris que ce soit à ce niveau que flottent les nuages.

La stratosphère part de la troposphère et s'élève à 50 km au-dessus de la surface. Il y a ici beaucoup d'ozone, qui réchauffe l'atmosphère et protège du rayonnement solaire nocif. L’air est 1 000 fois plus fin qu’au-dessus du niveau de la mer et exceptionnellement sec. C'est pourquoi les avions se sentent bien ici.

Mésosphère : 50 km à 85 km au-dessus de la surface. Le pic s'appelle la mésopause et constitue l'endroit le plus frais de l'atmosphère terrestre (-90°C). Son exploration est très difficile car les avions à réaction ne peuvent pas y accéder et l'altitude orbitale des satellites est trop élevée. Les scientifiques savent seulement que c’est là que les météores brûlent.

Thermosphère : 90 km et entre 500-1000 km. La température atteint 1500°C. Il est considéré comme faisant partie de l'atmosphère terrestre, mais il est important expliquer aux enfants que la densité de l'air ici est si faible que la majeure partie est déjà perçue comme l'espace extra-atmosphérique. En fait, c'est là que les navettes spatiales et l'Internationale station spatiale. De plus, des aurores se forment ici. Accusé particules cosmiques entrer en contact avec des atomes et des molécules de la thermosphère, les transférant à un niveau d'énergie plus élevé. Grâce à cela, nous voyons ces photons de lumière sous forme d’aurores.

L'exosphère est la couche la plus élevée. Une ligne incroyablement fine de fusion de l’atmosphère avec l’espace. Se compose de particules d’hydrogène et d’hélium largement dispersées.

Le climat et la météo de la Terre - explication pour les enfants

Pour les petits besoin de expliquer que la Terre parvient à nourrir de nombreuses espèces vivantes grâce à un climat régional représenté par un froid extrême aux pôles et une chaleur tropicale à l'équateur. Enfants Il faut savoir que le climat régional est le temps qui, dans une zone particulière, reste inchangé pendant 30 ans. Bien sûr, cela peut parfois changer pendant quelques heures, mais la plupart du temps, cela reste stable.

De plus, on distingue le climat terrestre mondial - la moyenne du climat régional. Il a changé tout au long L'histoire humain. Aujourd’hui, le réchauffement est rapide. Les scientifiques tirent la sonnette d'alarme parce que gaz à effet de serre causé par activité humaine, retiennent la chaleur dans l’atmosphère, risquant de transformer notre planète en Vénus.