(!LANG: گرمترین لایه اتمسفر متراکم ترین آلوده ترین لایه های جوی به ترتیب از سطح زمین. خصوصیات فیزیولوژیکی و دیگر جو

سیاره آبی...

این موضوع قرار بود یکی از اولین ها در سایت ظاهر شود. به هر حال هلیکوپترها هواپیماهای جوی هستند. اتمسفر زمین- به اصطلاح زیستگاه آنها :-). ولی مشخصات فیزیکیهوافقط کیفیت این زیستگاه را تعیین کنید :-). پس این یکی از اصول اولیه است. و اساس همیشه اول نوشته می شود. اما من الان این را فهمیدم. با این حال، همانطور که می دانید بهتر است دیر شود تا هرگز ... بیایید به این موضوع بپردازیم، اما بدون وارد شدن به طبیعت و سختی های غیر ضروری :-).

بنابراین… اتمسفر زمین. این پوسته گازی سیاره آبی ماست. همه این اسم را می شناسند. چرا آبی؟ صرفاً به این دلیل که جزء "آبی" (و همچنین آبی و بنفش) نور خورشید (طیف) به خوبی در جو پراکنده شده است، بنابراین آن را به رنگ آبی متمایل به آبی، گاهی اوقات با رنگ بنفش (البته در یک روز آفتابی) رنگ می کند. :-)) .

ترکیب جو زمین.

ترکیب جو بسیار گسترده است. من تمام اجزای متن را لیست نمی کنم، یک مثال خوب برای این وجود دارد.ترکیب همه این گازها به استثنای دی اکسید کربن (CO 2 ) تقریبا ثابت است. علاوه بر این، جو لزوماً حاوی آب به شکل بخار، قطرات معلق یا کریستال های یخ است. مقدار آب ثابت نیست و به دما و تا حدی به فشار هوا بستگی دارد. علاوه بر این، جو زمین (مخصوصاً اتمسفر فعلی) حاوی مقدار مشخصی است، من می گویم "انواع کثیفی" :-). اینها SO 2، NH 3، CO، HCl، NO هستند، علاوه بر این بخارهای جیوه جیوه وجود دارد. درست است، همه اینها در مقادیر کم وجود دارد، خدا را شکر :-).

اتمسفر زمینمرسوم است که در ارتفاع بالاتر از سطح به چندین منطقه به دنبال یکدیگر تقسیم شوند.

اولین، نزدیکترین به زمین، تروپوسفر است. این پایین ترین و به اصطلاح، لایه اصلی برای زندگی انواع مختلف است. این شامل 80٪ از جرم کل هوای اتمسفر است (اگرچه از نظر حجم تنها حدود 1٪ از کل اتمسفر را تشکیل می دهد) و حدود 90٪ از کل آب اتمسفر را شامل می شود. بخش عمده ای از بادها، ابرها، باران ها و برف ها 🙂 از آنجا می آیند. تروپوسفر تا ارتفاعات حدود 18 کیلومتر در عرض های جغرافیایی استوایی و تا 10 کیلومتر در عرض های جغرافیایی قطبی گسترش می یابد. دمای هوا در آن با افزایش حدود 0.65 درجه به ازای هر 100 متر کاهش می یابد.

مناطق جوی

منطقه دوم استراتوسفر است. باید بگویم که یک منطقه باریک دیگر بین تروپوسفر و استراتوسفر متمایز است - تروپوپوز. کاهش دما را با ارتفاع متوقف می کند. تروپوپوز دارای ضخامت متوسط ​​1.5-2 کیلومتر است، اما مرزهای آن نامشخص است و تروپوسفر اغلب با استراتوسفر همپوشانی دارد.

بنابراین استراتوسفر دارای ارتفاع متوسط ​​12 کیلومتر تا 50 کیلومتر است. دمای آن تا 25 کیلومتر بدون تغییر باقی می ماند (حدود -57 درجه سانتیگراد)، سپس در جایی تا 40 کیلومتر به حدود 0 درجه سانتیگراد افزایش می یابد و تا 50 کیلومتر بیشتر بدون تغییر باقی می ماند. استراتوسفر بخش نسبتاً آرامی از جو زمین است. عملا هیچ شرایط آب و هوایی نامساعدی در آن وجود ندارد. در استراتوسفر است که لایه معروف اوزون در ارتفاعات 15-20 کیلومتری تا 55-60 کیلومتری قرار دارد.

به دنبال آن یک لایه مرزی کوچک استراتوپوز، که در آن دما در حدود 0º C باقی می ماند، و سپس منطقه بعدی مزوسفر است. تا ارتفاعات 80-90 کیلومتری گسترش می یابد و در آن دما تا حدود 80 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. در مزوسفر معمولاً شهاب های کوچک قابل مشاهده می شوند که در آن شروع به درخشیدن می کنند و در آنجا می سوزند.

شکاف باریک بعدی مزوپوز و فراتر از آن ناحیه ترموسفر است. ارتفاع آن به 700-800 کیلومتر می رسد. در اینجا دما دوباره شروع به افزایش می کند و در ارتفاعات حدود 300 کیلومتری می تواند به مقادیری در حدود 1200 درجه سانتی گراد برسد. پس از آن ثابت می ماند. یونوسفر در داخل ترموسفر تا ارتفاع حدود 400 کیلومتری قرار دارد. در اینجا هوا به دلیل قرار گرفتن در معرض تابش خورشیدی به شدت یونیزه می شود و رسانایی الکتریکی بالایی دارد.

منطقه بعدی و به طور کلی آخرین منطقه اگزوسفر است. این به اصطلاح منطقه پراکنده است. در اینجا، عمدتاً هیدروژن و هلیوم بسیار کمیاب (با غلبه هیدروژن) وجود دارد. در ارتفاعات حدود 3000 کیلومتری، اگزوسفر به خلاء فضایی نزدیک می رود.

یه جایی همینطوره چرا در مورد؟ زیرا این لایه ها نسبتاً مشروط هستند. تغییرات مختلفی در ارتفاع، ترکیب گازها، آب، دما، یونیزاسیون و غیره امکان پذیر است. علاوه بر این، اصطلاحات بسیار بیشتری وجود دارند که ساختار و وضعیت جو زمین را تعریف می کنند.

به عنوان مثال هموسفر و هتروسفر. در اولی، گازهای اتمسفر به خوبی مخلوط شده و ترکیب آنها کاملاً همگن است. دومی بالای اولی قرار دارد و عملاً چنین اختلاط در آنجا وجود ندارد. گازها توسط گرانش از هم جدا می شوند. مرز بین این لایه ها در ارتفاع 120 کیلومتری قرار دارد و به آن توربوپوز می گویند.

اجازه دهید با اصطلاحات تمام کنیم، اما من قطعا اضافه می کنم که به طور متعارف پذیرفته شده است که مرز جو در ارتفاع 100 کیلومتری از سطح دریا قرار دارد. این مرز خط کارمان نامیده می شود.

من دو تصویر دیگر برای نشان دادن ساختار جو اضافه خواهم کرد. با این حال، اولی به زبان آلمانی است، اما به اندازه کافی کامل و آسان برای درک است :-). می توان آن را بزرگ کرد و به خوبی در نظر گرفت. دومی تغییر دمای اتمسفر را با ارتفاع نشان می دهد.

ساختار جو زمین.

تغییر دمای هوا با ارتفاع.

فضاپیمای مداری سرنشین دار مدرن در ارتفاعات حدود 300-400 کیلومتری پرواز می کنند. با این حال، این دیگر هوانوردی نیست، اگرچه منطقه، البته، در آن قرار دارد به معنای خاصیاز نزدیک مرتبط است، و ما مطمئناً در مورد آن صحبت خواهیم کرد :-).

منطقه هوانوردی تروپوسفر است. هواپیماهای جوی مدرن نیز می توانند در لایه های پایینی استراتوسفر پرواز کنند. به عنوان مثال، سقف عملی MIG-25RB 23000 متر است.

پرواز در استراتوسفر

و دقیقا خواص فیزیکی هواتروپوسفرها تعیین می کنند که پرواز چگونه خواهد بود، سیستم کنترل هواپیما چقدر موثر خواهد بود، تلاطم در جو چگونه بر آن تأثیر می گذارد، موتورها چگونه کار می کنند.

اولین ملک اصلی است دمای هوا. در دینامیک گاز می توان آن را در مقیاس سلسیوس یا در مقیاس کلوین تعیین کرد.

درجه حرارت t1در ارتفاع معین اچدر مقیاس سلسیوس تعیین می شود:

t 1 \u003d t - 6.5N، جایی که تیدمای هوا در زمین است.

دما در مقیاس کلوین نامیده می شود دمای مطلقصفر در این مقیاس صفر مطلق است. در صفر مطلق، حرکت حرارتی مولکول ها متوقف می شود. صفر مطلق در مقیاس کلوین برابر با -273 درجه در مقیاس سلسیوس است.

بر این اساس، درجه حرارت تیدر بالا اچدر مقیاس کلوین تعیین می شود:

T \u003d 273K + t - 6.5H

فشار هوا. فشار اتمسفر با پاسکال (N / m 2) در سیستم قدیمی اندازه گیری در اتمسفر (اتمسفر) اندازه گیری می شود. چیزی به نام فشار هوا نیز وجود دارد. این فشاری است که با استفاده از فشارسنج جیوه بر حسب میلی متر جیوه اندازه گیری می شود. فشار بارومتریک (فشار در سطح دریا) برابر با 760 میلی متر جیوه. هنر استاندارد نامیده می شود. در فیزیک 1 اتمسفر فقط برابر با 760 میلی متر جیوه است.

تراکم هوا. در آیرودینامیک، رایج ترین مفهوم مورد استفاده، چگالی جرم هوا است. این جرم هوا در 1 متر مکعب حجم است. چگالی هوا با ارتفاع تغییر می کند، هوا کمیاب تر می شود.

رطوبت هوا. میزان آب موجود در هوا را نشان می دهد. یک مفهوم وجود دارد " رطوبت نسبی". این نسبت جرم بخار آب به حداکثر ممکن در یک دمای معین است. مفهوم 0% یعنی زمانی که هوا کاملاً خشک است به طور کلی فقط در آزمایشگاه وجود دارد. از طرف دیگر، رطوبت 100٪ کاملا واقعی است. این بدان معنی است که هوا تمام آبی را که می توانست جذب کند جذب کرده است. چیزی شبیه یک "اسفنج کامل". رطوبت نسبی بالا چگالی هوا را کاهش می دهد، در حالی که رطوبت نسبی کم باعث افزایش آن می شود.

با توجه به اینکه پروازهای هواپیما در شرایط جوی متفاوتی انجام می شود، ممکن است پارامترهای پروازی و آیرودینامیکی آنها در یک حالت پرواز متفاوت باشد. بنابراین برای ارزیابی صحیح این پارامترها به معرفی آن پرداختیم جو استاندارد بین المللی (ISA). تغییر وضعیت هوا با افزایش ارتفاع را نشان می دهد.

پارامترهای اصلی وضعیت هوا در رطوبت صفر به شرح زیر است:

فشار P = 760 میلی متر جیوه. هنر (101.3 کیلو پاسکال)؛

دما t = +15 درجه سانتیگراد (288 K)؛

چگالی جرم ρ \u003d 1.225 کیلوگرم بر متر مکعب؛

برای ISA، فرض می شود (همانطور که در بالا ذکر شد :-)) که دما در تروپوسفر 0.65 درجه به ازای هر 100 متر ارتفاع کاهش می یابد.

جو استاندارد (به عنوان مثال تا 10000 متر).

جداول ISA برای کالیبراسیون ابزارها و همچنین برای محاسبات ناوبری و مهندسی استفاده می شود.

خواص فیزیکی هواهمچنین شامل مفاهیمی مانند بی اثری، ویسکوزیته و تراکم پذیری است.

اینرسی خاصیتی از هوا است که توانایی آن در مقاومت در برابر تغییرات در حالت سکون یا حرکت یکنواخت مستقیم را مشخص می کند. . اندازه گیری اینرسی چگالی جرمی هوا است. هرچه بالاتر باشد، اینرسی و نیروی کشش محیط در هنگام حرکت هواپیما در آن بیشتر است.

ویسکوزیته مقاومت اصطکاکی در برابر هوا را هنگام حرکت هواپیما تعیین می کند.

تراکم پذیری تغییر در چگالی هوا را با تغییر فشار اندازه گیری می کند. در سرعت های پایین هواپیما (تا 450 کیلومتر در ساعت)، هنگامی که جریان هوا در اطراف آن جریان دارد، تغییری در فشار ایجاد نمی شود، اما در سرعت های بالا، اثر تراکم پذیری ظاهر می شود. تأثیر آن بر مافوق صوت به ویژه برجسته است. این یک حوزه جداگانه از آیرودینامیک و موضوعی برای یک مقاله جداگانه است :-).

خب، به نظر می رسد که فعلاً همین است ... وقت آن است که این شمارش کمی خسته کننده را به پایان برسانیم، که، با این حال، نمی توان از آن صرف نظر کرد :-). اتمسفر زمین، پارامترهای آن، خواص فیزیکی هوابرای هواپیما به اندازه پارامترهای خود دستگاه مهم هستند و غیرممکن است که به آنها اشاره نکنیم.

فعلا تا جلسات بعدی و موضوعات جذاب تر 🙂…

P.S. برای دسر، پیشنهاد می‌کنم ویدیویی را تماشا کنید که از کابین خلبان یک دوقلو MIG-25PU در حین پرواز به استراتوسفر فیلم‌برداری شده است. ظاهراً توسط توریستی فیلمبرداری شده است که برای چنین پروازهایی پول دارد :-). بیشتر از روی شیشه جلو فیلمبرداری شده است. به رنگ آسمان توجه کنید...

پوشش گازی که سیاره ما زمین را احاطه کرده است، به نام جو شناخته می شود، از پنج لایه اصلی تشکیل شده است. این لایه‌ها در سطح سیاره، از سطح دریا (گاهی در پایین‌تر) سرچشمه می‌گیرند و به ترتیب زیر به فضای بیرون می‌آیند:

• تروپوسفر؛
• استراتوسفر؛
• مزوسفر؛
• ترموسفر؛
• اگزوسفر.

نمودار لایه های اصلی جو زمین

در بین هر یک از این پنج لایه اصلی، مناطق انتقالی به نام "مکث" وجود دارد که در آن تغییرات دما، ترکیب و چگالی هوا رخ می دهد. همراه با مکث ها، جو زمین در مجموع شامل 9 لایه است.

تروپوسفر: جایی که آب و هوا اتفاق می افتد

از بین تمام لایه های جو، تروپوسفر لایه ای است که ما با آن بیشتر آشنا هستیم (چه متوجه شوید یا نه)، زیرا ما در پایین آن - سطح سیاره زندگی می کنیم. سطح زمین را می پوشاند و چندین کیلومتر به سمت بالا امتداد می یابد. کلمه تروپوسفر به معنای "تغییر توپ" است. یک نام بسیار مناسب، زیرا این لایه جایی است که آب و هوای روزانه ما اتفاق می افتد.

با شروع از سطح سیاره، تروپوسفر تا ارتفاع 6 تا 20 کیلومتری بالا می رود. یک سوم پایینی لایه نزدیک به ما حاوی 50 درصد از کل گازهای جوی است. این تنها بخشی از کل ترکیب جو است که نفس می کشد. با توجه به اینکه هوا از پایین توسط سطح زمین گرم می شود، جذب می کند انرژی حرارتیخورشید، با افزایش ارتفاع، دما و فشار تروپوسفر کاهش می یابد.

در بالا یک لایه نازک به نام tropopause وجود دارد که فقط یک بافر بین تروپوسفر و استراتوسفر است.

استراتوسفر: خانه ازن

استراتوسفر لایه بعدی جو است. از 6 تا 20 کیلومتر تا 50 کیلومتر از سطح زمین گسترش می یابد. این لایه ای است که اکثر هواپیماهای تجاری تجاری در آن پرواز می کنند و بالن ها در آن حرکت می کنند.

در اینجا، هوا بالا و پایین نمی رود، بلکه در جریان های بسیار سریع هوا به موازات سطح حرکت می کند. با بالارفتن شما دماها افزایش می یابد، به لطف فراوانی ازن طبیعی (O3)، محصول جانبی تشعشعات خورشیدی و اکسیژن که توانایی جذب اشعه های مضر ماوراء بنفش خورشید را دارد (هر گونه افزایش دما با ارتفاع از سطح دریا شناخته شده است. هواشناسی به عنوان یک "وارونگی").

از آنجایی که استراتوسفر دارای دماهای گرمتر در پایین و دمای سردتر در بالا است، جابجایی (حرکت عمودی توده های هوا) در این قسمت از جو نادر است. در واقع، شما می توانید طوفانی را که در تروپوسفر در حال وقوع است از استراتوسفر مشاهده کنید، زیرا این لایه به عنوان یک "کلاه" برای همرفت عمل می کند، که از طریق آن ابرهای طوفانی نفوذ نمی کنند.

استراتوسفر دوباره توسط یک لایه بافر دنبال می شود که این بار استراتوپوز نامیده می شود.

مزوسفر: جو میانی

مزوسفر تقریباً در فاصله 50 تا 80 کیلومتری از سطح زمین قرار دارد. مزوسفر فوقانی سردترین مکان طبیعی روی زمین است که دما در آن به کمتر از -143 درجه سانتیگراد می رسد.

ترموسفر: جو فوقانی

پس از مزوسفر و مزوپوز، ترموسفر قرار دارد که بین 80 تا 700 کیلومتر بالاتر از سطح سیاره قرار دارد و کمتر از 0.01 درصد از کل هوای پوسته اتمسفر را در خود جای داده است. دما در اینجا تا +2000 درجه سانتیگراد می رسد، اما به دلیل نادر بودن شدید هوا و عدم وجود مولکول های گاز برای انتقال گرما، این دماهای بالا بسیار سرد تلقی می شوند.

اگزوسفر: مرز جو و فضا

در ارتفاع حدود 700-10000 کیلومتری از سطح زمین، اگزوسفر - لبه بیرونی جو، هم مرز با فضا قرار دارد. در اینجا ماهواره های هواشناسی به دور زمین می چرخند.

یونوسفر چطور؟

یونوسفر یک لایه جدا نیست و در واقع این اصطلاح برای اشاره به جو در ارتفاع 60 تا 1000 کیلومتری به کار می رود. این شامل بالاترین بخش های مزوسفر، کل ترموسفر و بخشی از اگزوسفر است. یونوسفر نام خود را به این دلیل گرفته است که در این قسمت از جو، تابش خورشید با عبور از میدان های مغناطیسی زمین در و یونیزه می شود. این پدیده از روی زمین به صورت شفق شمالی مشاهده می شود.

جو زمین(بخار اتمسفر یونانی + توپ sphaira) - پوسته گازی اطراف زمین. جرم جو حدود 5.15·10 15 اهمیت بیولوژیکی جو بسیار زیاد است. در جو، تبادل انبوه انرژی بین طبیعت جاندار و بی جان، بین گیاهان و جانوران وجود دارد. نیتروژن اتمسفر توسط میکروارگانیسم ها جذب می شود. گیاهان مواد آلی را از دی اکسید کربن و آب به دلیل انرژی خورشید سنتز می کنند و اکسیژن آزاد می کنند. وجود جو، حفظ آب روی زمین را تضمین می کند، که شرط مهمی برای وجود موجودات زنده است.

مطالعات انجام شده با کمک موشک های ژئوفیزیکی در ارتفاع بالا، ماهواره های زمین مصنوعی و ایستگاه های خودکار بین سیاره ای نشان داده است که اتمسفر زمین تا هزاران کیلومتر امتداد دارد. مرزهای جو ناپایدار هستند، آنها تحت تأثیر میدان گرانشی ماه و فشار جریان نور خورشید هستند. در بالای خط استوا در ناحیه سایه زمین، اتمسفر به ارتفاع حدود 10000 کیلومتری می رسد و بالای قطب ها، مرزهای آن در 3000 کیلومتری سطح زمین قرار دارد. بخش عمده جو (80-90%) در ارتفاعات 12-16 کیلومتری قرار دارد که با ماهیت نمایی (غیر خطی) کاهش چگالی (نادر شدن) محیط گازی آن به عنوان ارتفاع بالا توضیح داده می شود. سطح دریا افزایش می یابد.

وجود بیشتر موجودات زنده در شرایط طبیعی در مرزهای باریک تر جو حتی تا 8-7 کیلومتری امکان پذیر است، جایی که ترکیبی از عوامل جوی مانند ترکیب گاز، دما، فشار و رطوبت لازم برای جریان فعال است. فرآیندهای بیولوژیکی صورت می گیرد. حرکت و یونیزاسیون هوا، بارش جوی و وضعیت الکتریکی جو نیز از نظر بهداشتی اهمیت دارد.

ترکیب گاز

جو مخلوطی فیزیکی از گازها است (جدول 1)، عمدتاً نیتروژن و اکسیژن (78.08 و 20.95 حجم %). نسبت گازهای جوی تا ارتفاعات 80-100 کیلومتری تقریباً یکسان است. پایداری بخش اصلی ترکیب گاز جو به دلیل تعادل نسبی فرآیندهای تبادل گاز بین طبیعت جاندار و بی جان و اختلاط مداوم توده های هوا در جهت افقی و عمودی است.

جدول 1. ویژگی های ترکیب شیمیایی هوای خشک اتمسفر در نزدیکی سطح زمین

ترکیب گاز	غلظت حجمی، %
اکسیژن
دی اکسید کربن
اکسید نیتروژن
دی اکسید گوگرد	0 تا 0.0001
	0 تا 0.000007 در تابستان، 0 تا 0.000002 در زمستان
دی اکسید نیتروژن	0 تا 0.000002
مونوکسید کربن

در ارتفاعات بالای 100 کیلومتر، درصد گازهای منفرد به دلیل طبقه بندی پراکنده آنها تحت تأثیر گرانش و دما تغییر می کند. علاوه بر این، تحت تأثیر قسمت طول موج کوتاه پرتوهای فرابنفش و اشعه ایکس در ارتفاع 100 کیلومتری یا بیشتر، مولکول های اکسیژن، نیتروژن و دی اکسید کربن به اتم ها تجزیه می شوند. در ارتفاعات بالا، این گازها به شکل اتم های بسیار یونیزه شده هستند.

محتوای دی اکسید کربن در جو مناطق مختلف زمین کمتر ثابت است که تا حدودی به دلیل توزیع ناهموار بزرگ شرکت های صنعتیآلودگی هوا و همچنین توزیع نابرابر پوشش گیاهی روی زمین، حوضه های آبی که دی اکسید کربن را جذب می کنند. همچنین در جو متغیر است محتوای ذرات معلق در هوا (نگاه کنید به) - ذرات معلق در هوا در اندازه های مختلف از چند میلی میکرون تا چند ده میکرون - که در نتیجه فوران های آتشفشانی، انفجارهای مصنوعی قدرتمند، آلودگی توسط شرکت های صنعتی شکل می گیرند. غلظت ذرات معلق در هوا با افزایش ارتفاع به سرعت کاهش می یابد.

ناپایدارترین و مهم ترین اجزای متغیر جو بخار آب است که غلظت آن در سطح زمین می تواند از 3% (در مناطق گرمسیری) تا 2 × 10 -10% (در قطب جنوب) متغیر باشد. هر چه دمای هوا بالاتر باشد، رطوبت بیشتری می تواند در جو وجود داشته باشد و بالعکس. قسمت عمده بخار آب تا ارتفاع 8-10 کیلومتری در جو متمرکز می شود. محتوای بخار آب در جو به تأثیر ترکیبی فرآیندهای تبخیر، تراکم و انتقال افقی بستگی دارد. در ارتفاعات به دلیل کاهش دما و تراکم بخارات، هوا عملا خشک می شود.

جو زمین، علاوه بر اکسیژن مولکولی و اتمی، حاوی مقدار کمی ازن است (نگاه کنید به) که غلظت آن بسیار متغیر است و بسته به ارتفاع و فصل متفاوت است. بیشتر اوزون تا پایان شب قطبی در ارتفاع 15-30 کیلومتری با کاهش شدید بالا و پایین در منطقه قطب ها وجود دارد. ازن در نتیجه عمل فتوشیمیایی اشعه ماوراء بنفش خورشید بر روی اکسیژن، عمدتاً در ارتفاعات 20-50 کیلومتری ایجاد می شود. در این حالت، مولکول های اکسیژن دو اتمی تا حدی به اتم ها تجزیه می شوند و با پیوستن به مولکول های تجزیه نشده، مولکول های سه اتمی ازن (پلیمر، شکل آلوتروپیک اکسیژن) را تشکیل می دهند.

وجود گروهی از گازهای به اصطلاح بی اثر (هلیوم، نئون، آرگون، کریپتون، زنون) در جو با جریان مداوم فرآیندهای واپاشی رادیواکتیو طبیعی مرتبط است.

اهمیت بیولوژیکی گازهاجو بسیار بزرگ است برای اکثر موجودات چند سلولی، محتوای معینی از اکسیژن مولکولی در یک محیط گازی یا آبی یک عامل ضروری در وجود آنها است، که در طول تنفس، آزاد شدن انرژی از مواد آلی ایجاد شده در ابتدا در طول فتوسنتز را تعیین می کند. تصادفی نیست که مرزهای بالای بیوسفر (قسمتی از سطح کره زمین و قسمت پایینی جو که در آن حیات وجود دارد) با وجود مقدار کافی اکسیژن تعیین می شود. در فرآیند تکامل، موجودات زنده با سطح معینی از اکسیژن در جو سازگار شده اند. تغییر محتوای اکسیژن در جهت کاهش یا افزایش اثر نامطلوب دارد (به بیماری ارتفاع، هیپراکسی، هیپوکسی مراجعه کنید).

شکل اوزون آلوتروپیک اکسیژن نیز اثر بیولوژیکی برجسته ای دارد. در غلظت های بیش از 0.0001 میلی گرم در لیتر، که برای مناطق تفریحی و سواحل دریا معمول است، ازن اثر شفابخش دارد - تنفس و فعالیت قلبی عروقی را تحریک می کند، خواب را بهبود می بخشد. با افزایش غلظت ازن، اثر سمی آن آشکار می شود: تحریک چشم، التهاب نکروز غشاهای مخاطی دستگاه تنفسی، تشدید بیماری های ریوی، نوروزهای اتونومیک. ازن با وارد شدن به هموگلوبین، متهموگلوبین را تشکیل می دهد که منجر به نقض عملکرد تنفسی خون می شود. انتقال اکسیژن از ریه ها به بافت ها دشوار می شود، پدیده خفگی ایجاد می شود. اکسیژن اتمی نیز اثر نامطلوب مشابهی بر بدن دارد. ازن نقش بسزایی در ایجاد رژیم های حرارتی دارد لایه های مختلفجو به دلیل جذب بسیار قوی تابش خورشیدی و تشعشعات زمینی است. ازن پرتوهای فرابنفش و مادون قرمز را به شدت جذب می کند. پرتوهای خورشیدی با طول موج کمتر از 300 نانومتر تقریباً به طور کامل توسط ازن اتمسفر جذب می شوند. بنابراین، زمین توسط نوعی "صفحه ازن" احاطه شده است که بسیاری از موجودات را از اثرات مضر اشعه ماوراء بنفش خورشید محافظت می کند.نیتروژن هوای اتمسفر دارای یک ویژگی مهم است. اهمیت بیولوژیکیدر درجه اول به عنوان یک منبع به اصطلاح. نیتروژن ثابت - منبعی از غذای گیاهی (و در نهایت حیوانی). اهمیت فیزیولوژیکی نیتروژن با مشارکت آن در ایجاد سطح فشار اتمسفر لازم برای فرآیندهای زندگی تعیین می شود. تحت شرایط خاصی از تغییرات فشار، نیتروژن نقش عمده ای در ایجاد تعدادی از اختلالات در بدن ایفا می کند (به بیماری رفع فشار مراجعه کنید). فرضیات مبنی بر اینکه نیتروژن اثر سمی اکسیژن بر بدن را تضعیف می کند و نه تنها توسط میکروارگانیسم ها، بلکه توسط حیوانات بالاتر نیز از جو جذب می شود، بحث برانگیز است.

گازهای بی اثر جو (زنون، کریپتون، آرگون، نئون، هلیوم) در فشار جزئی که در شرایط عادی ایجاد می کنند را می توان به عنوان گازهای بیولوژیکی بی تفاوت طبقه بندی کرد. با افزایش قابل توجه فشار جزئی، این گازها اثر مخدر دارند.

وجود دی اکسید کربن در اتمسفر به دلیل فتوسنتز ترکیبات پیچیده کربنی که به طور مداوم در جریان زندگی بوجود می آیند، تغییر می کنند و تجزیه می شوند، تجمع انرژی خورشیدی در بیوسفر را تضمین می کند. این سیستم پویا در نتیجه فعالیت جلبک ها و گیاهان زمینی حفظ می شود که انرژی نور خورشید را جذب می کنند و از آن برای تبدیل دی اکسید کربن (نگاه کنید به) و آب به انواع مختلف استفاده می کنند. ترکیبات آلیبا آزاد شدن اکسیژن گسترش بیوسفر به سمت بالا تا حدی با این واقعیت محدود می شود که در ارتفاعات بیش از 6-7 کیلومتر، گیاهان حاوی کلروفیل به دلیل فشار جزئی کم دی اکسید کربن نمی توانند زندگی کنند. دی اکسید کربن از نظر فیزیولوژیکی نیز بسیار فعال است، زیرا نقش مهمی در تنظیم فرآیندهای متابولیک، فعالیت سیستم عصبی مرکزی، تنفس، گردش خون و رژیم اکسیژن بدن دارد. با این حال، این تنظیم با تأثیر دی اکسید کربن تولید شده توسط خود بدن و نه از جو انجام می شود. در بافت ها و خون حیوانات و انسان، فشار جزئی دی اکسید کربن تقریباً 200 برابر بیشتر از فشار آن در جو است. و تنها با افزایش قابل توجهی در محتوای دی اکسید کربن در جو (بیش از 0.6-1٪)، موارد نقض در بدن وجود دارد که با اصطلاح هیپرکاپنیا مشخص می شود (نگاه کنید به). حذف کامل دی اکسید کربن از هوای استنشاقی نمی تواند مستقیماً تأثیر نامطلوبی بر موجودات انسانی و حیوانی داشته باشد.

دی اکسید کربن در جذب تشعشعات با طول موج بلند و حفظ "اثر گلخانه ای" که باعث افزایش دما در نزدیکی سطح زمین می شود، نقش دارد. مشکل تأثیر دی اکسید کربن بر روی رژیم های حرارتی و دیگر جو، که به عنوان یک محصول زائد صنعت وارد هوا می شود، نیز در حال بررسی است.

بخار آب اتمسفر (رطوبت هوا) نیز بر بدن انسان، به ویژه تبادل گرما با محیط تأثیر می گذارد.

در نتیجه تراکم بخار آب در جو، ابرها تشکیل شده و نزولات جوی (باران، تگرگ، برف) می بارد. بخار آب، پراکنده تابش خورشیدی، در ایجاد رژیم حرارتی زمین و لایه های زیرین جو، در شکل گیری شرایط هواشناسی شرکت می کند.

فشار اتمسفر

فشار اتمسفر (بارومتریک) فشاری است که اتمسفر تحت تأثیر گرانش بر سطح زمین وارد می کند. مقدار این فشار در هر نقطه از اتمسفر برابر با وزن ستون پوشاننده هوا با پایه واحد است که بالاتر از محل اندازه گیری تا مرزهای جو امتداد دارد. فشار اتمسفر با فشارسنج اندازه گیری می شود (نگاه کنید به) و بر حسب میلی بار، نیوتن بر متر مربع یا ارتفاع ستون جیوه در فشارسنج بر حسب میلی متر، به 0 درجه کاهش می یابد و مقدار طبیعی شتاب گرانش است. روی میز. 2 رایج ترین واحدهای فشار اتمسفر را نشان می دهد.

تغییر فشار به دلیل گرم شدن ناهموار توده های هوای واقع در بالای زمین و آب در مناطق مختلف رخ می دهد عرض های جغرافیایی. با افزایش دما، چگالی هوا و فشاری که ایجاد می کند کاهش می یابد. تجمع عظیم هوای سریع با کاهش فشار (با کاهش فشار از محیط به مرکز گرداب) سیکلون نامیده می شود، با افزایش فشار (با افزایش فشار به سمت مرکز گرداب) - آنتی سیکلون برای پیش بینی آب و هوا، تغییرات غیر دوره ای در فشار اتمسفر مهم است که در توده های بزرگ متحرک رخ می دهد و با ظهور، توسعه و تخریب پاد سیکلون ها و طوفان ها همراه است. به خصوص تغییرات بزرگ در فشار اتمسفر با حرکت سریع طوفان های استوایی همراه است. در همان زمان، فشار اتمسفر می تواند 30-40 میلی بار در روز تغییر کند.

افت فشار اتمسفر بر حسب میلی بار در فاصله 100 کیلومتری را گرادیان بارومتریک افقی می نامند. به طور معمول، گرادیان بارومتریک افقی 1-3 میلی بار است، اما در طوفان های استوایی گاهی اوقات به ده ها میلی بار در هر 100 کیلومتر افزایش می یابد.

با افزایش ارتفاع، فشار اتمسفر در یک رابطه لگاریتمی کاهش می یابد: در ابتدا بسیار شدید، و سپس کمتر و کمتر قابل توجه است (شکل 1). بنابراین، منحنی فشار فشار نمایی است.

کاهش فشار در واحد فاصله عمودی را گرادیان فشارسنج عمودی می نامند. اغلب آنها از متقابل آن استفاده می کنند - مرحله فشارسنجی.

از آنجایی که فشار بارومتریک مجموع فشارهای جزئی گازهایی است که هوا را تشکیل می دهند، بدیهی است که با افزایش ارتفاع، همراه با کاهش فشار کل اتمسفر، فشار جزئی گازهایی که هوا را تشکیل می دهند. هوا نیز کاهش می یابد. مقدار فشار جزئی هر گاز در جو با فرمول محاسبه می شود

که در آن Px فشار جزئی گاز است، Pz فشار اتمسفر در ارتفاع Z، X٪ درصد گازی است که فشار جزئی آن تعیین می شود.

برنج. 1. تغییر فشار هوا بر حسب ارتفاع از سطح دریا.

برنج. 2. تغییر در فشار جزئی اکسیژن در هوای آلوئولی و اشباع خون شریانی با اکسیژن بسته به تغییر ارتفاع در هنگام تنفس هوا و اکسیژن. تنفس اکسیژن از ارتفاع 8.5 کیلومتری شروع می شود (آزمایش در یک محفظه فشار).

برنج. 3. منحنی‌های مقایسه‌ای مقادیر میانگین هوشیاری فعال در یک فرد در ارتفاع‌های مختلف پس از افزایش سریع هنگام تنفس هوا (I) و اکسیژن (II). در ارتفاعات بالای 15 کیلومتر، هنگام تنفس اکسیژن و هوا، هوشیاری فعال به همان اندازه مختل می شود. در ارتفاعات تا 15 کیلومتر، تنفس اکسیژن به طور قابل توجهی دوره هوشیاری فعال را طولانی می کند (آزمایش در یک محفظه فشار).

از آنجایی که درصد ترکیب گازهای اتمسفر نسبتاً ثابت است، برای تعیین فشار جزئی هر گاز، تنها لازم است فشار هوای کل در یک ارتفاع معین را بدانیم (شکل 1 و جدول 3).

جدول 3. جدول اتمسفر استاندارد (GOST 4401-64) 1

ارتفاع هندسی (متر)	درجه حرارت		فشار هوا			فشار جزئی اکسیژن (mmHg)
				میلی متر جیوه هنر

1 به شکل اختصاری داده شده و با ستون "فشار جزئی اکسیژن" تکمیل شده است..

هنگام تعیین فشار جزئی گاز در هوای مرطوب، فشار (الاستیسیته) باید از فشار هوا کم شود. بخارات اشباع شده.

فرمول تعیین فشار جزئی گاز در هوای مرطوب کمی متفاوت از هوای خشک خواهد بود:

که در آن pH 2 O خاصیت ارتجاعی بخار آب است. در دمای 37 درجه، کشش بخار آب اشباع 47 میلی متر جیوه است. هنر این مقدار در محاسبه فشار جزئی گازها در هوای آلوئولی در شرایط زمینی و ارتفاعی استفاده می شود.

اثرات فشار خون بالا و پایین بر بدن. تغییرات فشار هوا به سمت بالا یا پایین اثرات مختلفی بر ارگانیسم حیوانات و انسان دارد. تاثیر افزایش فشار با عملکرد فیزیکی و شیمیایی مکانیکی و نافذ محیط گازی (به اصطلاح اثرات تراکمی و نفوذی) همراه است.

اثر فشرده سازی با: فشرده سازی حجمی عمومی به دلیل افزایش یکنواخت نیروهای فشار مکانیکی بر اندام ها و بافت ها آشکار می شود. mechanonarkosis به دلیل فشرده سازی حجمی یکنواخت در فشار بارومتری بسیار بالا. فشار ناهموار موضعی بر روی بافت هایی که حفره های حاوی گاز را در صورت اختلال در ارتباط بین هوای بیرون و هوای حفره محدود می کند، به عنوان مثال، گوش میانی، حفره های جانبی بینی (به باروتروما مراجعه کنید). افزایش چگالی گاز در سیستم تنفس خارجی، که باعث افزایش مقاومت در برابر حرکات تنفسی، به ویژه در هنگام تنفس اجباری (ورزش، هیپرکاپنی) می شود.

اثر نافذ می تواند منجر به اثر سمی اکسیژن و گازهای بی تفاوت شود که افزایش محتوای آنها در خون و بافت ها باعث واکنش مواد مخدر می شود، اولین علائم بریدگی در هنگام استفاده از مخلوط نیتروژن و اکسیژن در انسان رخ می دهد. فشار 4-8 اتمسفر افزایش فشار جزئی اکسیژن در ابتدا باعث کاهش سطح عملکرد سیستم های قلبی عروقی و تنفسی به دلیل خاموش شدن اثر تنظیمی هیپوکسمی فیزیولوژیکی می شود. با افزایش فشار جزئی اکسیژن در ریه ها بیش از 0.8-1 آتا، اثر سمی آن آشکار می شود (آسیب به بافت ریه، تشنج، فروپاشی).

اثرات نافذ و فشاری افزایش فشار محیط گازی در پزشکی بالینی در درمان بیماری‌های مختلف با اختلالات اکسیژن رسانی عمومی و موضعی استفاده می‌شود (به باروتراپی، اکسیژن درمانی مراجعه کنید).

کاهش فشار حتی تأثیر بیشتری بر بدن دارد. در یک جو بسیار نادر، عامل اصلی بیماری زایی که منجر به از دست دادن هوشیاری در چند ثانیه و مرگ در 4-5 دقیقه می شود، کاهش فشار جزئی اکسیژن در هوای استنشاقی و سپس در هوای آلوئولی است. خون و بافت ها (شکل 2 و 3). هیپوکسی متوسط ​​باعث ایجاد واکنش های تطبیقی ​​سیستم تنفسی و همودینامیک با هدف حفظ اکسیژن، در درجه اول به اندام های حیاتی (مغز، قلب) می شود. با کمبود شدید اکسیژن، فرآیندهای اکسیداتیو (به دلیل آنزیم های تنفسی) مهار می شوند و فرآیندهای هوازی تولید انرژی در میتوکندری مختل می شوند. این ابتدا منجر به از کار افتادن عملکرد اندام های حیاتی و سپس آسیب ساختاری غیرقابل برگشت و مرگ بدن می شود. ایجاد واکنش های تطبیقی ​​و پاتولوژیک، تغییر در وضعیت عملکردی بدن و عملکرد انسان با کاهش فشار اتمسفر با درجه و سرعت کاهش فشار جزئی اکسیژن در هوای استنشاقی، مدت زمان اقامت تعیین می شود. در ارتفاع، شدت کار انجام شده، وضعیت اولیه بدن (به بیماری ارتفاع مراجعه کنید).

کاهش فشار در ارتفاعات (حتی با حذف کمبود اکسیژن) باعث اختلالات جدی در بدن می شود که با مفهوم "اختلالات رفع فشار" متحد می شود که عبارتند از: نفخ در ارتفاع بالا، باروتیت و باروزینوزیت، بیماری رفع فشار در ارتفاع بالا. و آمفیزم بافتی در ارتفاعات بالا.

نفخ در ارتفاعات به دلیل انبساط گازها در دستگاه گوارش با کاهش فشار هوا بر روی دیواره شکم هنگام صعود به ارتفاعات 7-12 کیلومتری یا بیشتر ایجاد می شود. انتشار گازهای حل شده در محتویات روده از اهمیت خاصی برخوردار است.

انبساط گازها منجر به کشیدگی معده و روده، بالا بردن دیافراگم، تغییر موقعیت قلب، تحریک دستگاه گیرنده این اندام ها و ایجاد رفلکس های پاتولوژیک می شود که تنفس و گردش خون را مختل می کند. اغلب دردهای شدید در شکم وجود دارد. پدیده های مشابهی گاهی در غواصان هنگام صعود از عمق به سطح رخ می دهد.

مکانیسم ایجاد باروتیت و باروزینوزیت که به ترتیب با احساس احتقان و درد در گوش میانی یا حفره‌های جانبی بینی ظاهر می‌شود، شبیه به ایجاد نفخ در ارتفاعات است.

کاهش فشار علاوه بر انبساط گازهای موجود در حفره های بدن، باعث آزاد شدن گازها از مایعات و بافت هایی می شود که تحت فشار در سطح دریا یا در عمق حل شده اند و حباب های گاز در بدن ایجاد می شود. .

این فرآیند خروج گازهای محلول (اول از همه نیتروژن) باعث ایجاد بیماری رفع فشار می شود (نگاه کنید به).

برنج. 4. وابستگی نقطه جوش آب به ارتفاع و فشار هوا. اعداد فشار زیر اعداد ارتفاع مربوطه قرار دارند.

با کاهش فشار اتمسفر، نقطه جوش مایعات کاهش می یابد (شکل 4). در ارتفاع بیش از 19 کیلومتر، جایی که فشار هوا برابر (یا کمتر از) کشش بخارات اشباع شده در دمای بدن (37 درجه) است، ممکن است "جوش" مایع بین بافتی و بین سلولی بدن اتفاق بیفتد. در وریدهای بزرگ، در حفره پلور، معده، پریکارد، در بافت چربی شل، یعنی در مناطقی با فشار هیدرواستاتیک و بینابینی کم، حباب های بخار آب تشکیل می شود، آمفیزم بافتی در ارتفاع بالا ایجاد می شود. "جوش" ارتفاع بر ساختارهای سلولی تأثیر نمی گذارد و فقط در مایع بین سلولی و خون موضعی می شود.

حباب های بزرگ بخار می توانند کار قلب و گردش خون را مسدود کرده و عملکرد سیستم ها و اندام های حیاتی را مختل کنند. این یک عارضه جدی گرسنگی حاد اکسیژن است که در ارتفاعات بالا ایجاد می شود. پیشگیری از آمفیزم بافتی در ارتفاع بالا با ایجاد فشار متقابل خارجی بر روی بدن با تجهیزات ارتفاع بالا امکان پذیر است.

خود فرآیند کاهش فشار هوا (فشرده زدایی) تحت پارامترهای خاص می تواند به یک عامل مخرب تبدیل شود. بسته به سرعت، فشرده سازی به صاف (آهسته) و انفجاری تقسیم می شود. دومی در کمتر از 1 ثانیه ادامه می یابد و با یک انفجار قوی (مانند یک عکس)، تشکیل مه (تراکم بخار آب به دلیل خنک شدن هوا در حال انبساط) همراه است. به طور معمول، فشار زدایی انفجاری در ارتفاعات زمانی رخ می دهد که لعاب کابین تحت فشار یا لباس تحت فشار شکسته شود.

در رفع فشار انفجاری، ریه ها اولین کسانی هستند که آسیب می بینند. افزایش سریع فشار اضافی داخل ریوی (بیش از 80 میلی متر جیوه) منجر به کشش قابل توجه بافت ریه می شود که می تواند باعث پارگی ریه ها (با انبساط آنها 2.3 برابر) شود. رفع فشار انفجاری نیز می تواند باعث آسیب به دستگاه گوارش شود. میزان فشار بیش از حدی که در ریه ها ایجاد می شود تا حد زیادی به سرعت خروج هوا از آنها در حین رفع فشار و حجم هوا در ریه ها بستگی دارد. اگر مجاری هوایی فوقانی در زمان رفع فشار بسته شود (در حین بلع، حبس نفس) یا رفع فشار همزمان با مرحله دم عمیق باشد، زمانی که ریه ها با مقدار زیادی هوا پر می شوند، خطرناک است.

دمای اتمسفر

دمای جو در ابتدا با افزایش ارتفاع کاهش می یابد (به طور متوسط ​​از 15 درجه نزدیک زمین به -56.5 درجه در ارتفاع 11-18 کیلومتری). شیب عمودی دما در این ناحیه از جو حدود 0.6 درجه برای هر 100 متر است. در طول روز و سال تغییر می کند (جدول 4).

جدول 4. تغییرات در گرادیان دما عمودی بر روی نوار میانی قلمرو اتحاد جماهیر شوروی

برنج. 5. تغییر دمای جو در ارتفاعات مختلف. مرزهای کره ها با یک خط نقطه چین مشخص می شوند.

در ارتفاعات 11 تا 25 کیلومتری، دما ثابت می شود و به 56.5- درجه می رسد. سپس دما شروع به افزایش می کند و در ارتفاع 40 کیلومتری به 30-40 درجه و در ارتفاع 50-60 کیلومتری به 70 درجه می رسد (شکل 5) که با جذب شدید تابش خورشیدی توسط ازن همراه است. از ارتفاع 60-80 کیلومتری، دمای هوا دوباره اندکی کاهش می یابد (تا 60 درجه سانتیگراد) و سپس به تدریج افزایش می یابد و در ارتفاع 120 کیلومتری به 270 درجه سانتیگراد، در ارتفاع 220 کیلومتری به 800 درجه سانتیگراد می رسد، 1500 درجه سانتی گراد در ارتفاع 300 کیلومتری و

در مرز با فضای بیرونی - بیش از 3000 درجه. لازم به ذکر است که به دلیل کمیاب شدن زیاد و چگالی کم گازها در این ارتفاعات، ظرفیت گرمایی و توانایی آنها برای گرم کردن اجسام سردتر بسیار کم است. در این شرایط انتقال گرما از جسمی به جسم دیگر تنها از طریق تشعشع صورت می گیرد. همه تغییرات در نظر گرفته شده در دما در جو با جذب توده های هوا از انرژی حرارتی خورشید - مستقیم و منعکس شده - همراه است.

در قسمت پایین اتمسفر نزدیک به سطح زمین، توزیع دما به هجوم تابش خورشیدی بستگی دارد و بنابراین دارای یک ویژگی عمدتاً عرضی است، یعنی خطوطی با درجه حرارت مساوی - ایزوترم ها - موازی با عرض های جغرافیایی هستند. از آنجایی که اتمسفر در لایه‌های زیرین از سطح زمین گرم می‌شود، تغییر دمای افقی به شدت تحت تأثیر توزیع قاره‌ها و اقیانوس‌ها است که خواص حرارتی آنها متفاوت است. معمولاً کتاب های مرجع دمای اندازه گیری شده در طول مشاهدات هواشناسی شبکه را با دماسنج نصب شده در ارتفاع 2 متری از سطح خاک نشان می دهند. بیشترین دما (تا 58 درجه سانتیگراد) در بیابانهای ایران و در اتحاد جماهیر شوروی - در جنوب ترکمنستان (تا 50 درجه سانتیگراد)، کمترین (تا 87- درجه) در قطب جنوب و در جنوب شرق است. اتحاد جماهیر شوروی - در مناطق Verkhoyansk و Oymyakon (تا -68 درجه). در زمستان، گرادیان دمای عمودی در برخی موارد، به جای 0.6 درجه، می تواند از 1 درجه در هر 100 متر تجاوز کند یا حتی مقدار منفی را بگیرد. در طول روز در فصل گرم، می تواند برابر با ده ها درجه در هر 100 متر باشد، همچنین یک گرادیان درجه حرارت افقی وجود دارد که معمولاً به آن فاصله 100 کیلومتری در امتداد نرمال تا ایزوترم گفته می شود. بزرگی شیب درجه حرارت افقی دهم درجه در هر 100 کیلومتر است و در مناطق پیشانی می تواند از 10 درجه در هر 100 متر تجاوز کند.

بدن انسان قادر به حفظ هموستاز حرارتی است (نگاه کنید به) در محدوده نسبتاً باریکی از نوسانات دمای بیرون - از 15 تا 45 درجه. تفاوت های قابل توجه در دمای جو در نزدیکی زمین و در ارتفاعات مستلزم استفاده از وسایل فنی محافظ ویژه برای اطمینان از تعادل حرارتی بین بدن انسان و محیط در پروازهای ارتفاعی و فضایی است.

تغییرات مشخصه در پارامترهای جوی (دما، فشار، ترکیب شیمیایی، حالت الکتریکی) به ما اجازه می دهد تا جو را به صورت مشروط به مناطق یا لایه ها تقسیم کنیم. تروپوسفر- نزدیکترین لایه به زمین، مرز بالایی آن در استوا تا 17-18 کیلومتر، در قطب - تا 7-8 کیلومتر، در عرض های میانی - تا 12-16 کیلومتر گسترش می یابد. تروپوسفر با افت فشار نمایی، وجود گرادیان دمایی ثابت عمودی، حرکات افقی و عمودی توده های هوا و تغییرات قابل توجهی در رطوبت هوا مشخص می شود. تروپوسفر شامل بخش عمده ای از جو، و همچنین بخش قابل توجهی از زیست کره است. در اینجا همه انواع اصلی ابرها بوجود می آیند، توده ها و جبهه های هوا تشکیل می شوند، طوفان ها و پاد سیکلون ها توسعه می یابند. در تروپوسفر به دلیل انعکاس پرتوهای خورشید توسط پوشش برفی زمین و سرد شدن لایه های سطحی هوا، به اصطلاح وارونگی رخ می دهد، یعنی افزایش دما در جو از پایین. به جای کاهش معمول.

در فصل گرم در تروپوسفر اختلاط دائمی متلاطم (تصادفی، بی نظم) توده های هوا و انتقال حرارت توسط جریان هوا (همرفت) وجود دارد. همرفت مه ها را از بین می برد و میزان گرد و غبار پایین جو را کاهش می دهد.

لایه دوم جو است استراتوسفر.

از تروپوسفر به صورت ناحیه ای باریک (3-1 کیلومتر) با دمای ثابت (تروپوپوز) شروع می شود و تا ارتفاعات حدود 80 کیلومتری گسترش می یابد. یکی از ویژگی های استراتوسفر نادر شدن تدریجی هوا، منحصراً است شدت بالااشعه ماوراء بنفش، عدم وجود بخار آب، وجود تعداد زیادیازن و افزایش تدریجی دما. محتوای بالای ازن باعث ایجاد تعدادی پدیده نوری (سراب)، بازتاب صداها و تأثیر بسزایی بر شدت و ترکیب طیفی تابش الکترومغناطیسی می شود. در استراتوسفر اختلاط مداوم هوا وجود دارد، بنابراین ترکیب آن شبیه هوای تروپوسفر است، اگرچه چگالی آن در مرزهای بالایی استراتوسفر بسیار کم است. بادهای غالب در استراتوسفر غربی است و در ناحیه فوقانی انتقال به بادهای شرقی وجود دارد.

لایه سوم جو است یون کره، که از استراتوسفر شروع شده و تا ارتفاعات 600-800 کیلومتری امتداد می یابد.

ویژگی‌های متمایز یونوسفر عبارتند از: کمیاب شدن شدید محیط گازی، غلظت بالای یون‌های مولکولی و اتمی و الکترون‌های آزاد و همچنین دمای بالا. یونوسفر بر انتشار امواج رادیویی تأثیر می گذارد و باعث شکست، انعکاس و جذب آنها می شود.

منبع اصلی یونیزاسیون در لایه های مرتفع جو، تابش فرابنفش خورشید است. در این حالت، الکترون‌ها از اتم‌های گاز خارج می‌شوند، اتم‌ها به یون‌های مثبت تبدیل می‌شوند و الکترون‌های حذف‌شده آزاد می‌مانند یا با تشکیل یون‌های منفی توسط مولکول‌های خنثی اسیر می‌شوند. یونیزاسیون یونوسفر تحت تأثیر شهاب‌ها، تشعشعات هسته‌ای، اشعه ایکس و گامای خورشید و همچنین فرآیندهای لرزه‌ای زمین (زلزله‌ها، فوران‌های آتشفشانی، انفجارهای قوی) است که امواج صوتی را در یونوسفر ایجاد می‌کند. دامنه و سرعت نوسانات ذرات اتمسفر را افزایش می دهد و به یونیزاسیون مولکول ها و اتم های گاز کمک می کند (به Aeroionization مراجعه کنید).

رسانایی الکتریکی در یونوسفر، که با غلظت بالای یون ها و الکترون ها همراه است، بسیار بالا است. افزایش رسانایی الکتریکی یونوسفر نقش مهمی در انعکاس امواج رادیویی و وقوع شفق های قطبی دارد.

یونوسفر منطقه پرواز ماهواره های زمین مصنوعی و موشک های بالستیک قاره پیما است. در حال حاضر، پزشکی فضایی در حال بررسی اثرات احتمالی شرایط پرواز بر روی بدن انسان در این قسمت از جو است.

چهارم، لایه بیرونی جو - اگزوسفر. از اینجا، گازهای اتمسفر به دلیل اتلاف (غلبه بر نیروهای گرانش توسط مولکول ها) در فضای جهان پراکنده می شوند. سپس یک انتقال تدریجی از جو به فضای بیرونی بین سیاره ای وجود دارد. اگزوسفر با وجود تعداد زیادی الکترون آزاد که کمربندهای تابشی دوم و سوم زمین را تشکیل می دهند با دومی متفاوت است.

تقسیم جو به 4 لایه بسیار دلخواه است. بنابراین، با توجه به پارامترهای الکتریکی، کل ضخامت جو به 2 لایه تقسیم می شود: نوتروسفر که در آن ذرات خنثی غالب هستند و یونوسفر. دما تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر را متمایز می کند که به ترتیب توسط تروپوسفر، استراتوسفر و مزوپوز از هم جدا می شوند. لایه ای از جو که بین 15 تا 70 کیلومتری آن قرار دارد و با محتوای بالای ازن مشخص می شود، اوزونوسفر نامیده می شود.

برای اهداف عملی، استفاده از جو استاندارد بین‌المللی (MCA) راحت است، که شرایط زیر برای آن پذیرفته شده است: فشار در سطح دریا در دمای 15 درجه 1013 میلی‌بار (1.013 x 10 nm 2 یا 760 میلی‌متر جیوه است. ) دما 6.5 درجه در هر 1 کیلومتر کاهش می یابد و به سطح 11 کیلومتر (استراتوسفر شرطی) می رسد و سپس ثابت می ماند. در اتحاد جماهیر شوروی، جو استاندارد GOST 4401 - 64 به تصویب رسید (جدول 3).

ته نشینی. از آنجایی که بخش عمده ای از بخار آب اتمسفر در تروپوسفر متمرکز است، فرآیندهای انتقال فاز آب که باعث بارش می شود، عمدتاً در تروپوسفر انجام می شود. ابرهای تروپوسفر معمولاً حدود 50 درصد از کل سطح زمین را می پوشانند، در حالی که ابرهایی در استراتوسفر (در ارتفاعات 20-30 کیلومتری) و نزدیک به مزوپوز که به ترتیب ابرهای مروارید و شب تاب نامیده می شوند، نسبتاً به ندرت مشاهده می شوند. در نتیجه تراکم بخار آب در تروپوسفر، ابرها تشکیل شده و بارش رخ می دهد.

با توجه به ماهیت بارش، بارش به 3 نوع پیوسته، سیل آسا، نم نم نم باران تقسیم می شود. میزان بارندگی با ضخامت لایه آب ریخته شده بر حسب میلی متر تعیین می شود. میزان بارندگی با باران سنج و بارش سنج اندازه گیری می شود. شدت بارندگی بر حسب میلی متر در دقیقه بیان می شود.

توزیع بارندگی در فصول و روزهای خاص و همچنین در سراسر قلمرو به دلیل گردش جو و تأثیر سطح زمین بسیار ناهموار است. بله، روشن است جزایر هاواییبه طور متوسط، 12000 میلی متر در سال می بارد، و در خشک ترین مناطق پرو و ​​صحرای صحرا، بارندگی از 250 میلی متر تجاوز نمی کند و گاهی اوقات تا چندین سال کاهش نمی یابد. در دینامیک سالانه بارش، انواع زیر مشخص می شود: استوایی - با حداکثر بارش پس از اعتدال بهار و پاییز. گرمسیری - با حداکثر بارندگی در تابستان؛ موسمی - با اوج بسیار برجسته در تابستان و زمستان خشک؛ نیمه گرمسیری - با حداکثر بارش در زمستان و تابستان خشک؛ عرض های جغرافیایی معتدل قاره ای - با حداکثر بارندگی در تابستان. عرض های جغرافیایی معتدل دریایی - با حداکثر بارندگی در زمستان.

کل مجموعه اتمسفر-فیزیکی عوامل آب و هوایی و هواشناسی که آب و هوا را تشکیل می دهند به طور گسترده ای برای ارتقای سلامت، سخت شدن و برای اهداف دارویی استفاده می شود (به اقلیم درمانی مراجعه کنید). همراه با این، مشخص شده است که نوسانات شدید در این عوامل جوی می تواند بر فرآیندهای فیزیولوژیکی در بدن تأثیر منفی بگذارد و باعث ایجاد شرایط مختلف پاتولوژیک و تشدید بیماری ها شود که به آنها واکنش های هواتروپیک می گویند (به اقلیم آسیب شناسی مراجعه کنید). در این زمینه، اختلالات مکرر، طولانی مدت جو و نوسانات ناگهانی عوامل هواشناسی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

واکنش های متئوتروپیک بیشتر در افرادی که از بیماری های سیستم قلبی عروقی، پلی آرتریت، آسم برونش، زخم معده، بیماری های پوستی رنج می برند، مشاهده می شود.

کتابشناسی - فهرست کتب: Belinsky V. A. and Pobiyaho V. A. Aerology, L., 1962, bibliogr.; بیوسفر و منابع آن، ویرایش. V. A. Kovdy. مسکو، 1971. Danilov A. D. Chemistry of the ionosphere, L., 1967; Kolobkov N. V. جو و زندگی آن، M.، 1968; کالیتین H.H. مبانی فیزیک اتمسفر در پزشکی، L.، 1935; Matveev L. T. مبانی هواشناسی عمومی، فیزیک جو، L.، 1965، کتابنامه. Minkh A. A. یونیزاسیون هوا و ارزش بهداشتی آن، M., 1963, bibliogr. آن، روش‌های تحقیقات بهداشتی، م.، 1971، کتاب‌شناسی. Tverskoy P. N. دوره هواشناسی، L.، 1962; Umansky S.P. Man in space, M., 1970; Khvostikov I. A. لایه های بلند جو، L.، 1964; X r g and a N A. X. Physics of the Atmosfer, L., 1969, bibliogr.; Khromov S.P. هواشناسی و اقلیم شناسی برای دانشکده های جغرافیایی، L.، 1968.

اثرات فشار خون بالا و پایین بر بدن- آرمسترانگ جی. پزشکی هوانوردی، ترجمه. از انگلیسی، M., 1954, bibliogr. نمکدان G.L. مبانی فیزیولوژیکی اقامت فرد در شرایط فشار زیاد گازهای محیط، L., 1961, bibliogr.; Ivanov D. I. and Khromushkin A. I. سیستم های پشتیبانی از زندگی انسان در طول پروازهای ارتفاعی و فضایی، M.، 1968، bibliogr. Isakov P. K.، و غیره. نظریه و عمل پزشکی هوانوردی، M.، 1971، bibliogr. Kovalenko E. A. و Chernyakov I. N. اکسیژن پارچه در عوامل شدید پرواز، M.، 1972، bibliogr. مایلز اس. پزشکی زیر آب، ترجمه. از انگلیسی، م.، 1971، کتابشناسی; Busby D. E. پزشکی بالینی فضایی، دوردرخت، 1968.

I. H. Chernyakov، M. T. Dmitriev، S. I. Nepomnyashchy.

جو پوسته گازی سیاره ما است که با زمین می چرخد. گاز موجود در جو را هوا می نامند. جو در تماس با هیدروسفر است و تا حدی لیتوسفر را می پوشاند. اما تعیین مرزهای بالایی دشوار است. به طور متعارف، فرض بر این است که جو برای حدود سه هزار کیلومتر به سمت بالا گسترش می یابد. در آنجا به آرامی به فضای بدون هوا جریان می یابد.

ترکیب شیمیایی جو زمین

تشکیل ترکیب شیمیایی جو حدود چهار میلیارد سال پیش آغاز شد. در ابتدا، جو فقط از گازهای سبک - هلیوم و هیدروژن تشکیل شده بود. به گفته دانشمندان، پیش نیاز اولیه برای ایجاد یک پوسته گاز در اطراف زمین، فوران های آتشفشانی بود که همراه با گدازه، مقدار زیادی گاز منتشر می کرد. متعاقبا، تبادل گاز با فضاهای آبی، با موجودات زنده، با محصولات فعالیت آنها آغاز شد. ترکیب هوا به تدریج تغییر کرد و فرم مدرنچندین میلیون سال پیش تاسیس شد.

اجزای اصلی جو نیتروژن (حدود 79٪) و اکسیژن (20٪) هستند. درصد باقیمانده (1%) توسط گازهای زیر تشکیل می شود: آرگون، نئون، هلیوم، متان، دی اکسید کربن، هیدروژن، کریپتون، زنون، ازن، آمونیاک، دی اکسید گوگرد و نیتروژن، اکسید نیتروژن و مونوکسید کربن، موجود در این گاز. یک درصد.

علاوه بر این، هوا حاوی بخار آب و ذرات معلق (گرده گیاهان، گرد و غبار، کریستال های نمک، ناخالصی های آئروسل) است.

AT اخیرادانشمندان به یک تغییر کیفی، بلکه کمی در برخی از ترکیبات هوا اشاره می کنند. و دلیل این امر شخص و فعالیت اوست. فقط در 100 سال گذشته، محتوای دی اکسید کربن به طور قابل توجهی افزایش یافته است! این مملو از مشکلات بسیاری است که جهانی ترین آنها تغییرات آب و هوایی است.

تشکیل آب و هوا و آب و هوا

جو نقش حیاتی در شکل گیری آب و هوا و آب و هوا بر روی زمین دارد. مقدار زیادی به میزان نور خورشید، به ماهیت سطح زیرین و گردش اتمسفر بستگی دارد.

بیایید به ترتیب عوامل را بررسی کنیم.

1. جو گرمای پرتوهای خورشید را منتقل می کند و تشعشعات مضر را جذب می کند. یونانیان باستان می دانستند که پرتوهای خورشید در زوایای مختلف به نقاط مختلف زمین می تابند. خود کلمه "اقلیم" در ترجمه یونانی باستان به معنای "شیب" است. بنابراین، در خط استوا، پرتوهای خورشید تقریباً عمودی می‌افتند، زیرا اینجا بسیار گرم است. هر چه به قطب ها نزدیکتر باشد، زاویه تمایل بیشتر است. و دما در حال کاهش است.

2. در اثر گرمای ناهموار زمین، جریان های هوا در جو ایجاد می شود. آنها بر اساس اندازه آنها طبقه بندی می شوند. کوچکترین (دهها و صدها متر) بادهای محلی است. به دنبال آن بادهای موسمی و بادهای تجاری، طوفان‌ها و پادسیکلون‌ها، مناطق پیشانی سیاره‌ای دنبال می‌شوند.

همه این توده های هوا دائما در حال حرکت هستند. برخی از آنها کاملا ثابت هستند. به عنوان مثال، بادهای تجاری که از مناطق نیمه گرمسیری به سمت استوا می وزند. حرکت دیگران تا حد زیادی به فشار اتمسفر بستگی دارد.

3. فشار اتمسفر یکی دیگر از عوامل مؤثر بر شکل گیری اقلیم است. این فشار هوا روی سطح زمین است. همانطور که می دانید توده های هوا از ناحیه ای با فشار اتمسفر بالا به سمت ناحیه ای که این فشار کمتر است حرکت می کند.

در مجموع 7 منطقه وجود دارد. استوا یک منطقه کم فشار است. علاوه بر این، در هر دو طرف استوا تا عرض های جغرافیایی سی ام - منطقه ای با فشار بالا. از 30 درجه تا 60 درجه - دوباره فشار کم. و از 60 درجه تا قطب - منطقه ای با فشار بالا. توده های هوا بین این مناطق در گردش هستند. آنهایی که از دریا به خشکی می روند باران و هوای بد می آورند و آنهایی که از قاره ها می وزند هوای صاف و خشک می آورند. در مکان هایی که جریان های هوا با هم برخورد می کنند، مناطق جبهه جوی تشکیل می شود که با بارش و هوای نامناسب و بادی مشخص می شود.

دانشمندان ثابت کرده اند که حتی رفاه یک فرد به فشار اتمسفر بستگی دارد. توسط استانداردهای بین المللیفشار اتمسفر معمولی - 760 میلی متر جیوه. ستون در 0 درجه سانتیگراد این رقم برای مناطقی از زمین که تقریباً همسطح سطح دریا هستند محاسبه می شود. فشار با افزایش ارتفاع کاهش می یابد. بنابراین، به عنوان مثال، برای سنت پترزبورگ 760 میلی متر جیوه. - هنجار است. اما برای مسکو که بالاتر قرار دارد، فشار طبیعی 748 میلی متر جیوه است.

فشار نه تنها به صورت عمودی، بلکه به صورت افقی نیز تغییر می کند. این امر به ویژه در هنگام عبور طوفان ها احساس می شود.

ساختار جو

فضا شبیه یک کیک لایه ای است. و هر لایه ویژگی های خاص خود را دارد.

. تروپوسفرنزدیکترین لایه به زمین است. "ضخامت" این لایه با دور شدن از خط استوا تغییر می کند. در بالای استوا، لایه به سمت بالا به مدت 16-18 کیلومتر، در مناطق معتدل - برای 10-12 کیلومتر، در قطب - برای 8-10 کیلومتر گسترش می یابد.

اینجاست که 80 درصد از کل جرم هوا و 90 درصد بخار آب را شامل می شود. ابرها در اینجا شکل می گیرند، طوفان ها و پادسیکلون ها به وجود می آیند. دمای هوا بستگی به ارتفاع منطقه دارد. به طور متوسط ​​در هر 100 متر 0.65 درجه سانتیگراد کاهش می یابد.

. تروپوپوز- لایه انتقالی جو ارتفاع آن از چند صد متر تا 1-2 کیلومتر است. دمای هوا در تابستان بیشتر از زمستان است. بنابراین، به عنوان مثال، در بالای قطب در زمستان -65 درجه سانتیگراد. و در بالای استوا در هر زمانی از سال -70 درجه سانتیگراد است.

. استراتوسفر- این لایه ای است که مرز بالایی آن در ارتفاع 50-55 کیلومتری قرار دارد. تلاطم در اینجا کم است، میزان بخار آب در هوا ناچیز است. اما مقدار زیادی ازن. حداکثر غلظت آن در ارتفاع 20-25 کیلومتری است. در استراتوسفر، دمای هوا شروع به افزایش می کند و به +0.8 درجه سانتیگراد می رسد. این به دلیل این واقعیت است که لایه اوزون با اشعه ماوراء بنفش تعامل دارد.

. استراتوپوز- یک لایه میانی کم بین استراتوسفر و مزوسفر به دنبال آن.

. مزوسفر- مرز بالایی این لایه 80-85 کیلومتر است. در اینجا فرآیندهای فتوشیمیایی پیچیده شامل رادیکال های آزاد اتفاق می افتد. آنها هستند که آن درخشش ملایم آبی سیاره ما را که از فضا دیده می شود فراهم می کنند.

بیشتر دنباله دارها و شهاب سنگ ها در مزوسفر می سوزند.

. مزوپوز- لایه میانی بعدی، دمای هوا در آن حداقل -90 درجه است.

. ترموسفر- مرز پایینی از ارتفاع 80 - 90 کیلومتری شروع می شود و مرز بالایی لایه تقریباً از علامت 800 کیلومتری عبور می کند. دمای هوا در حال افزایش است. می تواند از 500+ تا 1000+ درجه سانتی گراد متغیر باشد. در طول روز، نوسانات دما به صدها درجه می رسد! اما هوای اینجا آنقدر کمیاب است که درک اصطلاح "دما" آنطور که ما تصور می کنیم در اینجا مناسب نیست.

. یون کره- مزوسفر، مزوپوز و ترموسفر را متحد می کند. هوا در اینجا عمدتاً از مولکول های اکسیژن و نیتروژن و همچنین پلاسمای شبه خنثی تشکیل شده است. پرتوهای خورشید که به داخل یونوسفر می افتند، مولکول های هوا را به شدت یونیزه می کنند. در لایه زیرین (تا 90 کیلومتر) درجه یونیزاسیون کم است. هر چه بالاتر، یونیزاسیون بیشتر است. بنابراین، در ارتفاع 100-110 کیلومتری، الکترون ها متمرکز می شوند. این به بازتاب امواج رادیویی کوتاه و متوسط ​​کمک می کند.

مهمترین لایه یونوسفر لایه بالایی است که در ارتفاع 150-400 کیلومتری قرار دارد. ویژگی آن این است که امواج رادیویی را منعکس می کند و این به انتقال سیگنال های رادیویی در فواصل طولانی کمک می کند.

در یونوسفر است که پدیده ای مانند شفق قطبی رخ می دهد.

. اگزوسفر- از اتم های اکسیژن، هلیوم و هیدروژن تشکیل شده است. گاز در این لایه بسیار کمیاب است و اغلب اتم های هیدروژن به فضای بیرونی فرار می کنند. بنابراین به این لایه «منطقه پراکندگی» می گویند.

اولین دانشمندی که پیشنهاد کرد جو ما وزن دارد، E. Torricelli ایتالیایی بود. به عنوان مثال، اوستاپ بندر در رمان "گوساله طلایی" اظهار تاسف کرد که هر فرد توسط یک ستون هوا به وزن 14 کیلوگرم فشار می آورد! اما استراتژیست بزرگ کمی اشتباه کرد. یک فرد بالغ فشار 13-15 تن را تجربه می کند! اما ما این سنگینی را احساس نمی کنیم، زیرا فشار اتمسفر با فشار درونی فرد متعادل می شود. وزن جو ما 5,300,000,000,000,000 تن است. این رقم بسیار بزرگ است، اگرچه تنها یک میلیونم وزن سیاره ما است.

استراتوسفر یکی از لایه های بالایی پوسته هوای سیاره ما است. از ارتفاع حدود 11 کیلومتری از سطح زمین شروع می شود. هواپیماهای مسافربری دیگر در اینجا پرواز نمی کنند و به ندرت ابر تشکیل می شود. لایه اوزون زمین در استراتوسفر قرار دارد - پوسته نازکی که سیاره را از نفوذ اشعه ماوراء بنفش مضر محافظت می کند.

پوسته هوایی سیاره

جو پوسته گازی زمین، سطح داخلی مجاور هیدروسفر و پوسته زمین. مرز بیرونی آن به تدریج به فضای بیرونی می گذرد. ترکیب اتمسفر شامل گازهایی است: نیتروژن، اکسیژن، آرگون، دی اکسید کربن و غیره، و همچنین ناخالصی هایی به شکل گرد و غبار، قطرات آب، بلورهای یخ، محصولات احتراق. نسبت عناصر اصلی پوسته هوا ثابت نگه داشته می شود. استثنا دی اکسید کربن و آب است - مقدار آنها در جو اغلب تغییر می کند.

لایه های پوشش گازی

اتمسفر به چندین لایه تقسیم می شود که یکی بالای دیگری قرار دارد و دارای ویژگی هایی در ترکیب است:

لایه مرزی - مستقیماً در مجاورت سطح سیاره، تا ارتفاع 1-2 کیلومتر گسترش می یابد.

تروپوسفر لایه دوم است ، مرز بیرونی به طور متوسط ​​در ارتفاع 11 کیلومتری قرار دارد ، تقریباً تمام بخار آب اتمسفر در اینجا متمرکز شده است ، ابرها تشکیل می شوند ، طوفان ها و پاد سیکلون ها به وجود می آیند ، با افزایش ارتفاع دما افزایش می یابد.

tropopause - لایه انتقالی که با توقف کاهش دما مشخص می شود.

استراتوسفر لایه ای است که تا ارتفاع 50 کیلومتر امتداد دارد و به سه منطقه تقسیم می شود: از 11 تا 25 کیلومتر دما کمی تغییر می کند ، از 25 تا 40 - دما افزایش می یابد ، از 40 تا 50 - دما ثابت می ماند ( استراتوپوز)؛

مزوسفر تا ارتفاع 80-90 کیلومتری گسترش می یابد.

ترموسفر به 700-800 کیلومتر از سطح دریا می رسد، در اینجا در ارتفاع 100 کیلومتری خط کارمان وجود دارد که به عنوان مرز بین جو زمین و فضا در نظر گرفته می شود.

اگزوسفر را منطقه پراکنده نیز می نامند، در اینجا ذرات ماده را بسیار از دست می دهد و آنها به فضا پرواز می کنند.

تغییرات دما در استراتوسفر

بنابراین، استراتوسفر بخشی از پوسته گازی سیاره است که به دنبال تروپوسفر است. در اینجا، دمای هوا، که در طول تروپوپوز ثابت است، شروع به تغییر می کند. ارتفاع استراتوسفر تقریباً 40 کیلومتر است. حد پایین تر از سطح دریا 11 کیلومتر است. با شروع از این علامت، دما دستخوش تغییرات جزئی می شود. در ارتفاع 25 کیلومتری، شاخص گرمایش به آرامی شروع به افزایش می کند. با علامت 40 کیلومتری از سطح دریا، دما از -56.5 درجه به + 0.8 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. علاوه بر این، تا ارتفاع 50-55 کیلومتری نزدیک به صفر درجه باقی می ماند. منطقه بین 40 تا 55 کیلومتری استراتوپوز نامیده می شود، زیرا دما در اینجا تغییر نمی کند. این یک منطقه گذار از استراتوسفر به مزوسفر است.

ویژگی های استراتوسفر

استراتوسفر زمین حدود 20 درصد از کل اتمسفر را شامل می شود. هوای اینجا به قدری کمیاب است که امکان ندارد فرد بدون لباس فضایی خاص بماند. این واقعیت یکی از دلایلی است که پروازها به استراتوسفر نسبتاً اخیراً شروع شده است.

یکی دیگر از ویژگی های پوشش گازی این سیاره در ارتفاع 50-11 کیلومتری مقدار بسیار کمی بخار آب است. به همین دلیل، ابرها تقریباً هرگز در استراتوسفر تشکیل نمی شوند. برای آنها، به سادگی وجود ندارد مواد و مصالح ساختمانی. با این حال ، به ندرت می توان ابرهای به اصطلاح مادر مروارید را مشاهده کرد که استراتوسفر را "تزیین" می کنند (عکس در زیر ارائه شده است) در ارتفاع 20-30 کیلومتری از سطح دریا. نازک، گویی سازندهای نورانی از داخل را می توان پس از غروب خورشید یا قبل از طلوع خورشید مشاهده کرد. شکل ابرهای مادر از مروارید شبیه سیروس یا سیروکومولوس است.

لایه ازن زمین

وجه تمایز اصلی استراتوسفر حداکثر غلظت ازن در کل جو است. تحت تأثیر نور خورشید تشکیل می شود و از تمام زندگی روی سیاره در برابر تشعشعات مخرب آنها محافظت می کند. لایه اوزون زمین در ارتفاع 20-25 کیلومتری از سطح دریا قرار دارد. مولکول های O 3 در سراسر استراتوسفر توزیع شده اند و حتی در نزدیکی سطح سیاره نیز وجود دارند، اما بیشترین غلظت آنها در این سطح مشاهده می شود.

لازم به ذکر است که لایه اوزون زمین تنها 3-4 میلی متر است. ضخامت آن اگر ذرات این گاز در شرایط فشار معمولی مثلاً در نزدیکی سطح سیاره قرار گیرند، این خواهد بود. ازن در نتیجه تجزیه یک مولکول اکسیژن تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش به دو اتم تشکیل می شود. یکی از آنها با یک مولکول "کامل" ترکیب می شود و ازن تشکیل می شود - O 3.

مدافع خطرناک

بنابراین، امروزه استراتوسفر یک لایه اکتشاف‌شده‌تر از جو نسبت به آغاز قرن گذشته است. با این حال، آینده لایه اوزون که بدون آن زندگی روی زمین به وجود نمی آمد، هنوز خیلی روشن نیست. در حالی که کشورها تولید فریون را کاهش می دهند، برخی از دانشمندان می گویند که این حداقل با چنین سرعتی سود چندانی به همراه نخواهد داشت، در حالی که برخی دیگر می گویند که این کار اصلاً ضروری نیست، زیرا بخش عمده ای از مواد مضر تشکیل می شود. به طور طبیعی. حق با کیست، زمان مشخص خواهد کرد.