Главная страница Случайная страница
Разделы сайта
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Атмосфераның құрылысы
|
|
Атмосфераны зерттеуші мамандардың пікірінше, ол Жер бетінен қ ашық тағ ан сайын температурасы ә ртү рлі бірнеше аймақ тардан тұ рады. Оларғ а тропосфера, стратосфера, мезосфера жә не термосферадан жатады. 1000 км жә не одан ары қ арай экзосфера қ абаты басталып, онда атмосфералық газдар ә лем кең істігіне таралады. Осы қ абатта атмосфера бірте –бірте планета аралық кең істікке ауысады.
Атмосфераның Жер бетіне ең жақ ын қ абаты «тропосфера» деп аталады. Оның жоғ арғ ы шекарасы полюстен 8—10 км биіктікте, дең гейінен биіктігі – 10-12 км, экваторда – 16-18 км, жазғ а қ арағ анда қ ыста тө мен. Атмосфераның бұ л қ абатында барлық атмосфералық ауаның 80 % -ы жә не атмосферада бар су суының 90 %-ы орналасқ ан. Тропосферада турбалентілік пен конвекция қ атты дамығ ан, аспан орналасқ ан, циклондар мен антициклондар жү реді. Биіктіктің ө суіне байланысты температура орташа тіке градиентпен 0, 65°/100 м тө мендей береді.
Тропосфераның стратосферағ а ауысатын аралық қ абат, мұ нда биіктікке байланысты температураның тө мендеуі тоқ тайды.
Стратосфера атмосфераның 11-ден 50 км аралық биіктікте орналасқ ан ауа қ абаты. Бұ л қ абаттың тө менгі қ абатында, яғ ни 11—25 км-де температураның ө згерісі аз болады да стратосфераның жоғ арғ ы қ абатында (25—40 км) немесе оны инверциялық қ абат деп те атайды, температура − 56, 5-тен 0, 8 ° –қ а дейін тө мендейді. 40 км шамасындағ ы биіктікте температураның мә ні 273 К (0 °C дерлік) болады да осы температура 55 км биіктікке дейін тұ рақ ты болып қ алады. Бұ л температураның тұ рақ ты облысы стратопауза деп аталады жә не стратосфера мен мезосфера арасындағ ы шекара болып
есептелінеді.
Атмосфераның стратосфера мен мезосфера аралығ ындағ ы аралық қ абат стратопауза деп аталады. Ондағ ы температура тұ рақ ты (0 °C шамасында).
Мезосфера 50 км биіктіктен басталып 80—90 км биіктікке дейін созылып жатыр. Оның температурасы биіктеген сайын орташа тіке градиентпен (0, 25—0, 3)°/100 м тө мендейді. Негізгі энергетикалық процеске сә улелі жылуалмастыру жатады. Еркін радикалдардың қ атысуымен кү рделі фотохимиялық процестер жә не т.б. жү ріп, ауа селдірей бастайды.
Мезопауза мезосфера мен термосфераның арасындағ ы аралық қ абат. Температураның тіке орналасуы бойынша минимум орын алады (—90 °C шамасында).
Карман сызығ ыЖер атмосферасы мен космос арасындағ ы шекара тү рінде қ абалданғ ан тең із бетінен санағ андағ ы биіктік. Ол тең із бетінен санағ анда 100 км биіктікте орналасқ ан.
Жер атмосферасы мен ионосфера арасындағ ы шекара 118 км биіктікте орналасқ ан деп есептелінеді. Бұ ны атмосфера мен ионосферада орналасқ ан энергиясы жоғ ары бө лшектердің қ озғ алысы кө рсеткіштерін талдау кө рсетеді.
Термосфераның жоғ арғ ы шегі—800 км шамасында Температура 200-300 км биіктікке дейін ө сіп, 1500 К шамасында тоқ тайды, биіктеген сайын оның осы мә ні тұ рақ ты болып қ алады десе де болады. Ультракү лгін жә не рентгенді кү н сә улесінің ә серінен жә не космостық сә улелену нә тижесінде ауаның иондануы («полялық кө рініс») жү реді. Ионосфераның негізгі облысы термосфераның ішіне кіреді. 300 км биіктіктен жоғ арылағ анда атомды оттегі басым болады. Термосфераның жоғ арғ ы қ абаты Кү ннің ағ ымдық ә рекеттілігімен анық талады. Кү ннің ә рекеттілігі тө мен кезең дерінде - мысалы, 2008-2009 жылдары – бұ л қ абаттың мө лшерінің азайғ аны байқ алды.
Бұ л термосферағ а жататын атмосфераның облысы. Бұ л облыста кү ннің сә улесін жұ ту мардымсыз жә не температура биіктеген сайын ө згеріссіз қ алады.
Экзосфера — бұ л селдіреу аймағ ы, 700 км биіктіктен жоғ ары орналасқ ан термосфераның сыртқ ы бө лігі. Экзосферадағ ы газ шашырап орналасқ ан, сондық танда оның планетааралық кең істікке ө тіп кетуі кездеседі.
100 км биіктікке дейін атмосферада газдар жақ сы араласқ ан гомогенді қ оспа кү йінде болады. Одан да жоғ ары қ абаттарда биіктеген сайын газдардың орналасуы олардың малекулалық салмағ ына байланысты болады, Жер бетінен неғ ұ рлым жоғ ары биіктеген сайын ауыр газдардың концентрациясы тез жоғ алады. Газдардың тығ ыздығ ының тө мендеуі нә тижесінде температура стратосферада 0 °Cқ а дейін жә не мезосферада − 110 °C дейін тө мендейді.
2000—3500 км биіктікте экзосфера біртіндеп жақ ынкосмостық вакуумғ а ө теді, ол ө те сирек орналасқ ан планетааралық газдар бө лшектеріне, бастысы сутегі атомдарына толы. Алайда бұ л газ планетааралық заттардың тек бір бө лігін ғ ана береді. Ал оның қ алғ ан бө лігі кометалық жә не метеорит тү ріндегі шаң тә різді бө лшектерден қ ұ ралады. Ө те сирек шаң тә різді бө лшектерден ө зге бұ л кең істікке кү н жә не галактикалық тү рдегі электромагниттік жә не корпускулярлық радиация да енеді.
Тропосферада атмосфераның салмағ ының - 80 %-ы, стратосферада —20 % шамасында; мезосферада —0, 3 %-дан артық емес, термосферада — атмосфераның жалпы салмағ ының 0, 05 %-ы орналасқ ан.
80 км биіктіктен 1000-1200 км-ге дейінгі аралық Ионосфера болып аталады. Мұ нда ауа ө те сирек, молекулалар қ аншама жылдам қ озғ алса да жә й термометрді де жылытпайды.
Ауаның ең жоғ арғ ы, ө те селдір, биіктей келе кө рінбей кететін, протондардан қ ұ ралғ ан, 1000-1200 км-ден 1500 км-ге дейінгі аралығ ын Протоносфера деп атайды.
Протоносфераны қ оршап жатқ ан Радиациялық белдеу аталатын қ абат бар. Ондағ ы ауа кү н сә улесімен келіп, жердің магнитті ө рісі арасына қ осылғ ан протон мен электроннан қ ұ ралғ ан. Олар жердің магнитті ө рісінің кү шімен шиыршық сым секілді айналып жү реді. Радиациялық белдеу (1500 км-ден 60000 км-ге дейінгі аралық) ү шке бө лінеді:
- ішкі жақ – жерден 1500-4000 км аралығ ында;
- орта жақ – 12000-20000 км аралығ ында;
- жоғ арғ ы жақ – 50000-60000 км аралығ ы.
Осы қ абатта кү ші 10 миллион амперге жететін қ оршаулы ток жер шарын айналып жү ріп отырады.
Атмосферадағ ы газдардың қ ұ рамына байланысты гомосфера жә не гетеросфераны бө леді. Гетеросфера — бұ л гравитацияның газдардың бө лінуіне ә сер ететін облысы, ө йткені мұ ндай биіктікте олардың орын ауыстыруы ө те аз мө лшерде жү реді. Гетеросфераның қ ұ рамының тұ рақ сыз болуы осыдан. Одан тө мен атмосфераның гомосфера деп аталатын қ ұ рамы бойынша біркелкі, жақ сы араласқ ан бө лігі орналасқ ан. Бұ л қ абаттар аралығ ын турбопауза деп атайды, ол 120 км биіктікте жатыр.
ГОСТ 4401-81 бойынша стандартты атмосфера келесі кестеде (кесте2) берілген.
Кесте 2- ГОСТ 4401-81 бойынша стандартты атмосфера
| Биіктік, H, метр | Температура, Т, кельвин | Дыбыс жылдамдығ ы, м/с | Қ ысым, МПа | Тығ ыздық, кг/м³ | Тұ тқ ырлық, м² /c |
| 288, 2 | 340, 3 | 1, 225 | 1, 46× 10− 5 | ||
| 284, 9 | 338, 4 | 1, 1673 | 1, 52× 10− 5 | ||
| 281, 7 | 336, 4 | 1, 1117 | 1, 58× 10− 5 | ||
| 278, 4 | 334, 5 | 1, 0581 | 1, 65× 10− 5 | ||
| 275, 2 | 332, 5 | 1, 0065 | 1, 71× 10− 5 | ||
| 271, 9 | 330, 6 | 0, 9569 | 1, 79× 10− 5 | ||
| 268, 7 | 328, 6 | 0, 9093 | 1, 86× 10− 5 | ||
| 262, 2 | 324, 6 | 0, 8194 | 2, 03× 10− 5 | ||
| 255, 7 | 320, 6 | 0, 7365 | 2, 21× 10− 5 | ||
| 249, 2 | 316, 5 | 0, 6601 | 2, 42× 10− 5 | ||
| 242, 7 | 312, 3 | 0, 59 | 2, 65× 10− 5 | ||
| 236, 2 | 308, 1 | 0, 5258 | 2, 9× 10− 5 | ||
| 229, 7 | 303, 9 | 0, 4671 | 3, 2× 10− 5 | ||
| 223, 3 | 299, 6 | 0, 4135 | 3, 53× 10− 5 | ||
| 216, 8 | 295, 2 | 0, 3648 | 3, 9× 10− 5 | ||
| 216, 7 | 295, 1 | 0, 3119 | 4, 56× 10− 5 | ||
| 216, 7 | 295, 1 | 0, 2279 | 6, 24× 10− 5 | ||
| 216, 7 | 295, 1 | 0, 1665 | 8, 54× 10− 5 | ||
| 216, 7 | 295, 1 | 0, 1216 | 1, 17× 10− 4 | ||
| 216, 7 | 295, 1 | 0, 0889 | 1, 6× 10− 4 | ||
| 220, 6 | 297, 7 | 0, 0469 | 3, 07× 10− 4 | ||
| 224, 5 | 300, 4 | 0, 0251 | 5, 84× 10− 4 | ||
| 228, 5 | 0, 0136 | 1, 1× 10− 3 | |||
| 239, 3 | 310, 1 | 0, 0073 | 2, 13× 10− 3 | ||
| 250, 4 | 317, 2 | 0, 004 | 4, 01× 10− 3 | ||
| 270, 7 | 329, 8 | 0, 00103 | 1, 66× 10− 2 | ||
| 315, 1 | 0, 00031 | 5, 11× 10− 2 | |||
| 198, 6 | 282, 5 | 0, 00002 | 7, 16× 10− 1 |
|
|