Товчхондоо уур амьсгал гэж юу вэ. Дэлхийн агаар мандал хэдэн км вэ

Дэлхий үүсэхтэй зэрэгцэн агаар мандал үүсч эхэлсэн. Гаригийн хувьслын явцад болон түүний параметрүүд ойртох үед орчин үеийн үнэт зүйлсхимийн найрлага, физик шинж чанарт нь үндсэн чанарын өөрчлөлт гарсан. Хувьслын загвараар бол эхэн үедээ дэлхий хайлсан төлөвт байсан бөгөөд ойролцоогоор 4.5 тэрбум жилийн өмнө үүссэн. хатуу. Энэ үеийг геологийн он дарааллын эхлэл гэж үздэг. Тэр цагаас хойш агаар мандлын аажмаар хувьсал эхэлсэн. Зарим геологийн үйл явц (жишээлбэл, галт уулын дэлбэрэлтийн үеэр лаав асгарах) нь дэлхийн гэдэснээс хий ялгарахтай холбоотой байв. Үүнд азот, аммиак, метан, усны уур, CO2 исэл, CO2 нүүрстөрөгчийн давхар исэл орсон. Нарны хэт ягаан туяаны нөлөөн дор усны уур нь устөрөгч, хүчилтөрөгч болж задардаг боловч ялгарсан хүчилтөрөгч нь нүүрстөрөгчийн дутуу исэлтэй урвалд орж, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг үүсгэдэг. Аммиак нь азот, устөрөгч болж задардаг. Устөрөгч нь тархалтын явцад дээшилж, агаар мандлыг орхиж, харин хүнд азот нь гадагш гарч чадахгүй, аажмаар хуримтлагдаж, гол бүрэлдэхүүн хэсэг болсон боловч үүний үр дүнд зарим нь молекулуудад холбогддог. химийн урвал (см. Агаар мандлын Хими). Хэт ягаан туяа, цахилгаан цэнэгийн нөлөөн дор дэлхийн анхны агаар мандалд агуулагдах хийн холимог химийн урвалд орж, үүний үр дүнд органик бодис, ялангуяа амин хүчлүүд үүссэн. Анхан шатны ургамлууд бий болсноор фотосинтезийн үйл явц эхэлж, хүчилтөрөгч ялгардаг. Энэхүү хий нь ялангуяа агаар мандлын дээд давхаргад тархсаны дараа түүний доод давхарга болон дэлхийн гадаргууг амь насанд аюултай хэт ягаан туяа, рентген туяанаас хамгаалж эхэлсэн. Онолын тооцоогоор одоогийнхоос 25,000 дахин бага байгаа хүчилтөрөгчийн агууламж нь одоогийнхоос ердөө хоёр дахин бага хэмжээтэй озоны давхарга үүсэхэд аль хэдийн хүргэж болзошгүй юм. Гэсэн хэдий ч энэ нь организмыг хэт ягаан туяаны хор хөнөөлөөс хамгаалахад хангалттай юм.

Анхдагч агаар мандалд их хэмжээний нүүрстөрөгчийн давхар исэл агуулагдаж байсан байх магадлалтай. Энэ нь фотосинтезийн явцад хэрэглэсэн бөгөөд ургамлын ертөнц хөгжихийн хэрээр түүний концентраци буурсан байх ёстой, мөн зарим геологийн процессын үед шингээлттэй холбоотой. Учир нь Хүлэмжийн нөлөөагаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар исэл байгаатай холбоотой, түүний концентрацийн хэлбэлзэл нь дэлхийн түүхэн дэх цаг уурын томоохон өөрчлөлтүүдийн нэг чухал шалтгаан юм. мөстлөгийн үе.

Орчин үеийн агаар мандалд байгаа гели нь ихэвчлэн уран, торий, радийн цацраг идэвхт задралын бүтээгдэхүүн юм. Эдгээр цацраг идэвхт элементүүд нь гелийн атомын цөм болох a-бөөмүүдийг ялгаруулдаг. Цацраг идэвхт задралын үед цахилгаан цэнэг үүсэхгүй бөгөөд алга болдоггүй тул a-бөөм бүр үүсэхэд хоёр электрон гарч ирдэг бөгөөд тэдгээр нь a-бөөмүүдтэй дахин нэгдэж, саармаг гелийн атомуудыг үүсгэдэг. Цацраг идэвхт элементүүд нь зузаанаар тархсан ашигт малтмалд агуулагддаг чулуулагТиймээс цацраг идэвхт задралын үр дүнд үүссэн гелийн нэлээд хэсэг нь тэдгээрт хадгалагдаж, агаар мандалд маш удаан урсдаг. Тархалтын улмаас тодорхой хэмжээний гели нь экзосфер руу өсдөг боловч үүнээс болж үүсдэг тогтмол урсгалдэлхийн гадаргуугаас агаар мандалд байгаа энэ хийн хэмжээ бараг өөрчлөгддөггүй. Оддын гэрлийн спектрийн шинжилгээ, солирын судалгаан дээр үндэслэн янз бүрийн гаригуудын харьцангуй элбэг дэлбэг байдлыг тооцоолох боломжтой. химийн элементүүдОрчлон ертөнцөд. Сансарт неоны агууламж дэлхийнхээс арав орчим тэрбум дахин, криптон арван сая дахин, ксенон сая дахин их байна. Үүнээс үзэхэд дэлхийн агаар мандалд анх оршиж байсан бөгөөд химийн урвалын явцад нөхөгдөөгүй эдгээр инертийн хийн агууламж нь дэлхийн анхдагч агаар мандал алдагдах үе шатанд ч гэсэн ихээхэн буурсан байна. Үл хамаарах зүйл бол инертийн хийн аргон юм, учир нь энэ нь калийн изотопын цацраг идэвхт задралын явцад 40 Ar изотоп хэлбэрээр үүссэн хэвээр байна.

Барометрийн даралтын хуваарилалт.

Агаар мандлын хийн нийт жин нь ойролцоогоор 4.5 10 15 тонн байна.Иймээс нэгж талбайд ногдох агаар мандлын "жин" буюу атмосферийн даралт нь далайн түвшинд ойролцоогоор 11 т / м 2 = 1.1 кг / см 2 байна. Даралт P 0 \u003d 1033.23 г / см 2 \u003d 1013.250 мбар \u003d 760 мм м.у.б. Урлаг. = 1 атм, стандарт дундаж атмосферийн даралтаар авсан. Гидростатик тэнцвэрт уур амьсгалын хувьд бид: d П= -rgd h, энэ нь өндрийн интервал дээр гэсэн үг юм hөмнө h+d hтохиолддог атмосферийн даралтын өөрчлөлт хоорондын тэгш байдал d Пба нэгж талбай, нягт r ба зузаан d бүхий агаар мандлын харгалзах элементийн жин h.Даралтын хоорондох харьцаа гэж Рба температур ТДэлхийн агаар мандалд маш тохиромжтой r нягтралтай идеал хийн төлөв байдлын тэгшитгэлийг ашигласан болно. П= r R Т/m, энд m нь молекул жин, R = 8.3 Дж/(К моль) нь бүх нийтийн хийн тогтмол юм. Дараа нь dlog П= – (м g/RT) г h= -бд h= – г h/H, энд даралтын градиент логарифмын масштабтай байна. H-ийн харилцан хамаарлыг агаар мандлын өндрийн масштаб гэж нэрлэх нь зүйтэй.

Энэ тэгшитгэлийг изотерм уур амьсгалд нэгтгэх үед ( Т= const) эсвэл түүний хувьд ийм ойролцооллыг хүлээн зөвшөөрөх боломжтой бол өндрөөр даралтын тархалтын барометрийн хуулийг олж авна. П = П 0 туршлага(- h/Х 0), өндрийн заалт хаана байна hстандарт дундаж даралт нь далайн түвшнээс үйлдвэрлэсэн П 0 . Илэрхийлэл Х 0=R Т/ мг-ийг өндөр хэмжигдэхүүн гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь агаарын температур хаа сайгүй ижил (изотерм уур амьсгал) байвал агаар мандлын цар хүрээг тодорхойлдог. Хэрэв агаар мандал нь изотерм биш бол температурын өндөр, параметрийн өөрчлөлтийг харгалзан нэгтгэх шаардлагатай. Х- температур, орчны шинж чанараас хамааран агаар мандлын давхаргын зарим орон нутгийн шинж чанар.

Стандарт уур амьсгал.

Агаар мандлын суурь дахь стандарт даралтад тохирох загвар (үндсэн параметрүүдийн утгын хүснэгт). Р 0 бөгөөд химийн найрлага нь стандарт уур амьсгал гэж нэрлэгддэг. Нарийвчлан хэлэхэд, энэ бол далайн түвшнээс доош 2 км-ийн өндөрт температур, даралт, нягтрал, зуурамтгай чанар болон бусад агаарын шинж чанаруудын 45° 32° 33І өргөргийн дундаж утгыг өгсөн агаар мандлын нөхцөлт загвар юм. дэлхийн агаар мандлын гаднах хил хүртэл. Бүх өндөрлөг дэх дундаж агаар мандлын параметрүүдийг төлөв байдлын идеал хийн тэгшитгэл ба барометрийн хуулийг ашиглан тооцоолсон. Далайн түвшинд даралт 1013.25 гПа (760 ммМУБ), температур нь 288.15 К (15.0 ° C) байна гэж үзвэл. Температурын босоо хуваарилалтын шинж чанараас хамааран дундаж агаар мандал нь хэд хэдэн давхаргаас бүрдэх ба тэдгээр давхарга бүрт температурыг өндрийн шугаман функцээр ойролцоогоор тогтоодог. Хамгийн доод давхаргад - тропосфер (h Ј 11 км), өгсөх километр тутамд температур 6.5 хэмээр буурдаг. Өндөрт босоо температурын градиентийн утга ба тэмдэг нь давхаргаас давхаргад өөрчлөгддөг. 790 км-ээс дээш температур нь ойролцоогоор 1000 К бөгөөд өндрөөс хамааран бараг өөрчлөгддөггүй.

Стандарт уур амьсгал нь хүснэгт хэлбэрээр гаргасан, үе үе шинэчлэгдэж, хуульчлагдсан стандарт юм.

Хүснэгт 1. Дэлхийн агаар мандлын стандарт загвар

Хүснэгт 1. ДЭЛХИЙН АГААР ХҮРЭЭНИЙ СТАНДАРТ ЗАГВАР. Хүснэгтэнд харуулав: h- далайн түвшнээс дээш өндөр, Р- даралт, Т- температур, r - нягтрал, Ннэгж эзэлхүүн дэх молекул эсвэл атомын тоо, Х- өндрийн хэмжүүр, лнь чөлөөт замын урт юм. Пуужингийн мэдээллээс олж авсан 80-250 км-ийн өндөрт даралт ба температур бага утгатай байна. 250 км-ээс дээш өндөрт зориулсан экстраполяцийн утга нь тийм ч үнэн зөв биш юм.
h(км)	П(мбар)	Т(°C)	r (г / см 3)	Н(см -3)	Х(км)	л(см)
0	1013	288	1.22 10 -3	2.55 10 19	8,4	7.4 10 -6
1	899	281	1.11 10 -3	2.31 10 19		8.1 10 -6
2	795	275	1.01 10 -3	2.10 10 19		8.9 10 -6
3	701	268	9.1 10 -4	1.89 10 19		9.9 10 -6
4	616	262	8.2 10 -4	1.70 10 19		1.1 10 -5
5	540	255	7.4 10 -4	1.53 10 19	7,7	1.2 10 -5
6	472	249	6.6 10 -4	1.37 10 19		1.4 10 -5
8	356	236	5.2 10 -4	1.09 10 19		1.7 10 -5
10	264	223	4.1 10 -4	8.6 10 18	6,6	2.2 10 -5
15	121	214	1.93 10 -4	4.0 10 18		4.6 10 -5
20	56	214	8.9 10 -5	1.85 10 18	6,3	1.0 10 -4
30	12	225	1.9 10 -5	3.9 10 17	6,7	4.8 10 -4
40	2,9	268	3.9 10 -6	7.6 10 16	7,9	2.4 10 -3
50	0,97	276	1.15 10 -6	2.4 10 16	8,1	8.5 10 -3
60	0,28	260	3.9 10 -7	7.7 10 15	7,6	0,025
70	0,08	219	1.1 10 -7	2.5 10 15	6,5	0,09
80	0,014	205	2.7 10 -8	5.0 10 14	6,1	0,41
90	2.8 10 -3	210	5.0 10 -9	9 10 13	6,5	2,1
100	5.8 10 -4	230	8.8 10 -10	1.8 10 13	7,4	9
110	1.7 10 -4	260	2.1 10-10	5.4 10 12	8,5	40
120	6 10 -5	300	5.6 10 -11	1.8 10 12	10,0	130
150	5 10 -6	450	3.2 10 -12	9 10 10	15	1.8 10 3
200	5 10 -7	700	1.6 10 -13	5 10 9	25	3 10 4
250	9 10 -8	800	3 10 -14	8 10 8	40	3 10 5
300	4 10 -8	900	8 10 -15	3 10 8	50
400	8 10 -9	1000	1 10-15	5 10 7	60
500	2 10 -9	1000	2 10 -16	1 10 7	70
700	2 10-10	1000	2 10 -17	1 10 6	80
1000	1 10-11	1000	1 10 -18	1 10 5	80

Тропосфер.

Температур нь өндрөөр хурдан буурдаг агаар мандлын хамгийн нам, нягт давхаргыг тропосфер гэж нэрлэдэг. Энэ нь агаар мандлын нийт массын 80 хүртэлх хувийг эзэлдэг бөгөөд туйл ба дунд өргөрөгт 8-10 км өндөр, халуун орны 16-18 км хүртэл үргэлжилдэг. Цаг агаарын бараг бүх процессууд энд хөгжиж, дэлхий ба түүний агаар мандлын хооронд дулаан, чийгийн солилцоо явагдаж, үүл үүсч, цаг уурын янз бүрийн үзэгдэл үүсч, манан, хур тунадас орно. Дэлхийн агаар мандлын эдгээр давхаргууд нь конвектив тэнцвэрт байдалд байгаа бөгөөд идэвхтэй холилдсоны улмаас жигд байна. химийн найрлага, голчлон молекул азот (78%) ба хүчилтөрөгч (21%). Байгалийн болон хүний ​​гараар бий болсон аэрозол, хийн агаар бохирдуулагчдын дийлэнх нь тропосферд төвлөрдөг. 2 км хүртэлх зузаантай тропосферийн доод хэсгийн динамик нь дулаан газраас дулаан дамжих замаар агаарын (салхи) хэвтээ ба босоо хөдөлгөөнийг тодорхойлдог дэлхийн доод гадаргуугийн шинж чанараас ихээхэн хамаардаг. тропосферт голчлон уурын ус, нүүрстөрөгчийн давхар ислээр шингэдэг дэлхийн гадаргуугийн IR цацраг (хүлэмжийн нөлөө). Температурын өндөртэй хуваарилалтыг турбулент ба конвектив холилтын үр дүнд тогтоодог. Дунджаар энэ нь ойролцоогоор 6.5 К/км өндөртэй температурын уналттай тохирч байна.

Гадаргуугийн хилийн давхрагын салхины хурд эхлээд өндрөөр хурдацтай нэмэгдэж, өндөрсөх тусам нэг километрт 2-3 км/с нэмэгдсээр байна. Заримдаа тропосферт нарийхан гаригийн горхи (30 км / сек-ээс их хурдтай), баруун дунд өргөрөгт, зүүн нь экваторын ойролцоо байдаг. Тэдгээрийг тийрэлтэт урсгал гэж нэрлэдэг.

тропопауза.

Тропосферийн дээд хил дээр (тропопауза) температур нь доод агаар мандлын хувьд хамгийн бага утгад хүрдэг. Энэ бол тропосфер ба түүнээс дээш давхрага хоорондын шилжилтийн давхарга юм. Тропопаузын зузаан нь хэдэн зуун метрээс 1.5-2 км-ийн хооронд хэлбэлздэг бөгөөд температур, өндөр нь 190-220 К, 8-аас 18 км-ийн хооронд хэлбэлздэг. газарзүйн өргөрөгболон улирал. Дунд болон өндөр өргөрөгт өвлийн улиралд зуныхаас 1-2 км бага, 8-15 К дулаан байна. Халуун орны хувьд улирлын өөрчлөлт хамаагүй бага байдаг (өндөр 16-18 км, температур 180-200 К). Дээр тийрэлтэт урсгалтропопаузын урагдал үүсэх боломжтой.

Дэлхийн агаар мандал дахь ус.

Дэлхийн агаар мандлын хамгийн чухал шинж чанар нь үүл, үүлний бүтэц хэлбэрээр хамгийн амархан ажиглагддаг дусал хэлбэрээр их хэмжээний усны уур, ус байдаг. Тэнгэрийн үүлний бүрхэвчийн түвшинг (тодорхой агшинд эсвэл тодорхой хугацаанд дунджаар) 10 баллын системээр эсвэл хувиар илэрхийлсэн үүлэрхэг байдал гэж нэрлэдэг. Үүлний хэлбэрийг олон улсын ангиллаар тодорхойлдог. Дунджаар үүл нь тал орчим хувийг бүрхдэг бөмбөрцөг. Үүлэрхэг байдал нь цаг агаар, уур амьсгалыг тодорхойлдог чухал хүчин зүйл юм. Өвөл, шөнийн цагаар үүлэрхэг байдал нь дэлхийн гадарга болон агаарын гадаргуугийн давхаргын температур буурахаас сэргийлж, зун болон өдрийн цагаар нарны туяагаар дэлхийн гадаргуугийн халаалтыг сулруулж, тивүүдийн доторх уур амьсгалыг зөөлрүүлдэг.

Үүл.

Үүл гэдэг нь агаар мандалд тогтсон усны дусал (усны үүл), мөсөн талст (мөсөн үүл) эсвэл хоёуланд нь (холимог үүл) хуримтлагдсан хуримтлал юм. Дусал, талстууд томрох тусам үүлнээс хур тунадас хэлбэрээр унадаг. Үүл нь ихэвчлэн тропосферт үүсдэг. Эдгээр нь агаарт агуулагдах усны уурын конденсацын үр дүнд үүсдэг. Үүлний дуслын диаметр нь хэд хэдэн микрон юм. Үүл дэх шингэн усны агууламж нь нэг м3 тутамд фракцаас хэдэн грамм хүртэл байдаг. Үүлийг өндрөөр нь ялгадаг: Олон улсын ангиллаар үүлний 10 төрөл байдаг: циррус, циркумулус, цирростратус, альтокумулус, альтостратус, стратонимбус, давхрага, стратокумул, кумулонимбус, бөөгнөрөл.

Сувдан үүл нь давхрага мандалд, мөн мезосферт шөнийн үүл ажиглагддаг.

Циррусын үүл - нимгэн цагаан утас эсвэл торгомсог гялалзсан хөшиг хэлбэртэй, сүүдэр өгдөггүй тунгалаг үүл. Циррусын үүл нь мөсөн талстуудаас тогтдог ба дотор нь үүсдэг дээд давхаргуудтропосфер маш их бага температур. Зарим төрлийн үүлс нь цаг агаарын өөрчлөлтийн дохио болдог.

Циррокумулусын үүл нь тропосферийн дээд давхаргад байрлах нуруу эсвэл нимгэн цагаан үүлсийн давхарга юм. Cirrocumulus үүл нь жижиг элементүүдээс тогтдог бөгөөд тэдгээр нь хайрс, долгион, сүүдэргүй жижиг бөмбөлөг мэт харагддаг бөгөөд гол төлөв мөсөн талстуудаас бүрддэг.

Цирростратусын үүлс - тропосферийн дээд хэсэгт байрлах цагаан тунгалаг хөшиг, ихэвчлэн утаслаг, заримдаа бүдгэрсэн, жижиг зүү эсвэл булчирхайлаг мөсөн талстуудаас тогтдог.

Альтокумул үүл нь тропосферийн доод ба дунд давхаргын цагаан, саарал эсвэл цагаан саарал үүл юм. Альтокумулсын үүл нь нэг нэгнийхээ дээгүүр байрлах ялтсууд, бөөрөнхий масс, босоо ам, хайрс гэх мэт давхарга, нуруу мэт харагддаг. Альтокумулсын үүл нь эрчимтэй конвектив үйл ажиллагааны явцад үүсдэг бөгөөд ихэвчлэн хэт хөргөсөн усны дуслуудаас тогтдог.

Альтостратус үүл нь эслэг эсвэл жигд бүтэцтэй саарал эсвэл хөхөвт үүл юм. Альтостратус үүл нь тропосферийн дунд хэсэгт ажиглагдаж, өндөр нь хэдэн километр, заримдаа хэвтээ чиглэлд хэдэн мянган километр үргэлжилдэг. Ихэвчлэн альтостратус үүл нь агаарын массын өгсөх хөдөлгөөнтэй холбоотой урд талын үүлний системийн нэг хэсэг юм.

Нимбостратус үүл - нам дор (2 км ба түүнээс дээш) жигд саарал өнгөтэй үүлний аморф давхарга бөгөөд үүлэрхэг бороо, цас орно. Нимбостратус үүл - босоо (хэдэн км хүртэл) ба хэвтээ (хэдэн мянган км) өндөр хөгжсөн, ихэвчлэн агаар мандлын фронттой холбоотой цасан ширхгүүдтэй холилдсон хэт хөргөсөн усны дуслуудаас тогтдог.

Давхаргын үүл - тодорхой тоймгүй нэгэн төрлийн давхарга хэлбэртэй, саарал өнгөтэй доод түвшний үүл. Дэлхийн гадарга дээрх давхаргын үүлний өндөр нь 0.5-2 км. Давхаргын үүлнээс үе үе шиврээ бороо орно.

Хуримтлагдсан үүл нь өдрийн цагаар их хэмжээний босоо тэнхлэгтэй (5 км ба түүнээс дээш) хөгжсөн өтгөн, тод цагаан үүл юм. Хуримтлагдсан үүлний дээд хэсэг нь бөөрөнхий тоймтой бөмбөгөр эсвэл цамхаг шиг харагддаг. Хуримтлагдсан үүл нь ихэвчлэн хүйтэн агаарын массын конвекцийн үүл хэлбэрээр үүсдэг.

Stratocumulus үүл - саарал эсвэл цагаан ширхэгт бус давхарга эсвэл дугуй том блокуудын нурууны хэлбэртэй намхан (2 км-ээс доош) үүл. Стратокумулсын үүлний босоо зузаан нь бага байдаг. Заримдаа стратокумул үүл нь бага зэргийн хур тунадас оруулдаг.

Кумулонимбусын үүл нь хүчтэй, өтгөн үүл бөгөөд босоо тэнхлэгт хүчтэй хөгждөг (14 км хүртэл өндөр), аадар бороо, мөндөр, аадар бороо орно. Кумулонимбус үүл нь хүчирхэг хуримтлагдсан үүлнээс үүсдэг бөгөөд тэдгээрээс ялгаатай дээдмөсөн талстуудаас тогтдог.

Стратосфер.

Тропопаузаар дамжин дунджаар 12-50 км-ийн өндөрт тропосфер нь стратосфер руу шилждэг. Доод хэсэгт 10 км орчим, i.e. 20 км-ийн өндөрт, энэ нь изотермал (температур нь 220 К орчим). Дараа нь энэ нь өндрөөр нэмэгдэж, 50-55 км-ийн өндөрт хамгийн ихдээ 270 К хүрдэг. Энд стратопауз гэж нэрлэгддэг стратосфер ба түүний дээгүүр байрлах мезосферийн хоорондох хил хязгаар юм. .

Давхар мандалд усны уур хамаагүй бага байдаг. Гэсэн хэдий ч нимгэн тунгалаг сувдан үүлс үе үе ажиглагдаж, үе үе давхрага мандалд 20-30 км-ийн өндөрт гарч ирдэг. Сувдан үүл нар жаргасны дараа, нар мандахаас өмнө харанхуй тэнгэрт харагдана. Хэлбэрийн хувьд сувдан үүл нь циркус, циркукулус үүлтэй төстэй.

Дунд агаар (мезосфер).

Ойролцоогоор 50 км-ийн өндөрт мезосфер нь өргөн температурын дээд цэгээс эхэлдэг. . Энэ дээд тал нь бүс нутагт температур нэмэгдсэн шалтгаан Энэ нь озоны задралын экзотермик (өөрөөр хэлбэл дулаан ялгарах дагалддаг) фотохимийн урвал юм: O 3 + hv® O 2 + O. Озон нь молекулын хүчилтөрөгч O 2-ийн фотохимийн задралын үр дүнд үүсдэг.

Ойролцоогоор 2+ hv® O + O ба атом ба хүчилтөрөгчийн молекул гуравдахь М молекултай гурвалсан мөргөлдөөний дараагийн урвал.

O + O 2 + M ® O 3 + M

Озон нь 2000-аас 3000Å ​​хүртэлх бүс нутагт хэт ягаан туяаг шуналтайгаар шингээж авдаг бөгөөд энэ цацраг нь агаар мандлыг халаадаг. Агаар мандлын дээд давхаргад байрлах озон нь биднийг нарны хэт ягаан туяаны нөлөөнөөс хамгаалдаг нэг төрлийн бамбай болдог. Энэхүү бамбай байхгүй бол дэлхий дээрх амьдралын хөгжил түүний дотор орчин үеийн хэлбэрүүдбараг боломжгүй байх.

Ерөнхийдөө мезосферийн туршид агаар мандлын температур хамгийн багадаа 180 К хүртэл буурдаг (мезопауз гэж нэрлэдэг, өндөр нь 80 км). Мезопаузын ойролцоо 70-90 км-ийн өндөрт маш нимгэн мөсөн талст давхарга, галт уулын болон солирын тоосны тоосонцор гарч ирэх нь шөнийн үүлсийн үзэсгэлэнт үзэгдэл хэлбэрээр ажиглагддаг. нар жаргасны дараахан.

Мезосферийн дийлэнх хэсэгт дэлхий дээр унасан жижиг хатуу солирын хэсгүүд шатаж, солирын үзэгдлийг үүсгэдэг.

Солир, солир, галт бөмбөлөг.

Дэлхийн агаар мандлын дээд давхаргад 11 км/с ба түүнээс дээш хурдтай сансар огторгуйн хатуу тоосонцор эсвэл биетүүд нэвтрэн орсны улмаас үүссэн гал ба бусад үзэгдлийг солир гэж нэрлэдэг. Ажиглагдсан тод солирын мөр байна; ихэвчлэн солирын уналт дагалддаг хамгийн хүчтэй үзэгдлүүдийг нэрлэдэг галт бөмбөг; солир нь солирын бороотой холбоотой.

солирын бороо:

1) олон солирын үзэгдэл нь нэг цацрагаас хэдэн цаг эсвэл өдрийн турш унах.

2) Нарыг тойрон нэг тойрог замд хөдөлж буй солирын бөөгнөрөл.

Тэнгэрийн тодорхой бүс нутаг, жилийн тодорхой өдрүүдэд солируудын системтэй харагдах байдал нь дэлхийн тойрог замтай олон солирын биетүүдийн нийтлэг тойрог замтай огтлолцож, ойролцоогоор ижил, ижил чиглэлтэй хурдтайгаар хөдөлж байгаатай холбоотой юм. Тэнгэрийн замууд нэг нийтлэг цэгээс (цацрагт) гарч ирдэг мэт санагддаг. Тэдгээрийг цацрагийн байрлаж буй одны ордны нэрээр нэрлэсэн.

Солирын бороо нь гэрэлтүүлгийн нөлөөгөөр гүн сэтгэгдэл төрүүлдэг ч тус тусдаа солир ховор харагддаг. Илүү олон тооны үл үзэгдэх солирууд нь агаар мандалд залгигдсан үед харагдахааргүй жижиг солирууд юм. Хамгийн жижиг солируудын зарим нь огт халдаггүй, гэхдээ зөвхөн агаар мандалд баригддаг. Хэдхэн миллиметрээс миллиметрийн арван мянга хүртэлх хэмжээтэй эдгээр жижиг хэсгүүдийг микро солир гэж нэрлэдэг. Өдөр бүр агаар мандалд орж буй солирын бодисын хэмжээ 100-10000 тонн байдаг бөгөөд энэ бодисын ихэнх нь микро солирууд байдаг.

Солирын бодис агаар мандалд хэсэгчлэн шатдаг тул түүний хийн найрлага нь янз бүрийн химийн элементүүдийн ул мөрөөр дүүрдэг. Жишээлбэл, чулуун солирууд литийг агаар мандалд авчирдаг. Металл солируудын шаталт нь жижиг бөмбөрцөг хэлбэртэй төмөр, төмөр-никель болон бусад дуслууд үүсэхэд хүргэдэг бөгөөд тэдгээр нь агаар мандлыг дайран өнгөрч, дэлхийн гадаргуу дээр хуримтлагддаг. Тэдгээрийг Гренланд, Антарктидад олж болно, мөсөн бүрхүүл олон жилийн турш бараг өөрчлөгдөөгүй хэвээр байна. Далай судлаачид тэдгээрийг далайн ёроолын хурдасаас олдог.

Агаар мандалд орж буй солирын бөөмсийн ихэнх нь ойролцоогоор 30 хоногийн дотор хуримтлагддаг. Энэхүү сансрын тоос нь усны уурын конденсацийн цөм болж ажилладаг тул бороо зэрэг агаар мандлын үзэгдлүүдийг бий болгоход чухал үүрэг гүйцэтгэдэг гэж зарим эрдэмтэд үздэг. Тиймээс хур тунадас нь их хэмжээний солирын бороотой холбоотой гэж статистикийн дагуу үздэг. Гэсэн хэдий ч зарим шинжээчид солирын бодисын нийт орц нь хамгийн том солирын бороотой харьцуулахад олон арван дахин их байдаг тул нэг борооны үр дүнд үүсэх энэ материалын нийт хэмжээний өөрчлөлтийг үл тоомсорлож болно гэж зарим шинжээчид үзэж байна.

Гэсэн хэдий ч хамгийн том микро солирууд болон харагдахуйц солирууд нь агаар мандлын өндөр давхаргад, ялангуяа ионосферт иончлолын урт ул мөр үлдээдэг нь эргэлзээгүй. Ийм ул мөр нь өндөр давтамжийн радио долгионыг тусгадаг тул холын зайн радио холбоонд ашиглаж болно.

Агаар мандалд орж буй солируудын энергийг голчлон, магадгүй бүрэн халаахад зарцуулдаг. Энэ бол хоёрдогч зүйлийн нэг юм дулааны тэнцвэруур амьсгал.

Солир бол сансраас дэлхийн гадаргуу дээр унасан байгалийн гаралтай хатуу биет юм. Ихэвчлэн чулуу, төмөр чулуу, төмөр солирыг ялгадаг. Сүүлийнх нь голчлон төмөр, никельээс бүрддэг. Олдсон солируудын ихэнх нь хэдэн граммаас хэдэн килограмм жинтэй байдаг. Олдсон хамгийн том нь болох Гоба төмөр солир нь 60 орчим тонн жинтэй бөгөөд одоо ч олдсон газартаа оршдог. Өмнөд Африк. Ихэнх солирууд нь астероидын хэлтэрхий боловч зарим солирууд сарнаас, тэр байтугай Ангараг гарагаас дэлхийд ирсэн байж магадгүй юм.

Галт бөмбөлөг бол маш тод солир бөгөөд заримдаа өдрийн цагаар ч ажиглагддаг, ихэвчлэн утаатай ул мөр үлдээж, дуу авианы үзэгдлүүд дагалддаг; ихэвчлэн солирын уналтаар төгсдөг.

Термосфер.

Мезопаузын хамгийн бага температураас дээш бол термосфер эхэлдэг. Энэ үед температур эхлээд аажмаар, дараа нь хурдан өсч эхэлдэг. Үүний шалтгаан нь хэт ягаан туяа, нарны цацрагийг 150-300 км-ийн өндөрт шингээж, атомын хүчилтөрөгчийн иончлолын улмаас: O + hv® O + + д.

Дулаан мандалд нарны идэвхжилийн эрин үед өдрийн цагаар температур 400 орчим км-ийн өндөрт тасралтгүй өсдөг бөгөөд хамгийн бага эрин үед энэ хязгаарлагдмал температур 1000 К-ээс бага, 400-аас дээш хэмд хүрч болно. км, агаар мандал изотерм экзосфер руу шилждэг. Чухал түвшин (экзосферийн суурь) нь ойролцоогоор 500 км-ийн өндөрт байрладаг.

Аврора ба хиймэл дагуулын олон тойрог зам, мөн шөнийн гэрэлтдэг үүл - эдгээр бүх үзэгдлүүд мезосфер ба термосферт тохиолддог.

Туйлын гэрэл.

Өндөр өргөрөгт соронзон орны эвдрэлийн үед аврора ажиглагддаг. Тэд хэдэн минут үргэлжилж болох ч ихэнхдээ хэдэн цагийн турш харагдана. Аврора нь хэлбэр, өнгө, эрч хүчээрээ ихээхэн ялгаатай байдаг бөгөөд эдгээр нь бүгд заримдаа цаг хугацааны явцад маш хурдан өөрчлөгддөг. Аврорагийн спектр нь ялгаруулах шугам ба зурвасуудаас бүрдэнэ. Шөнийн тэнгэрээс ялгарах зарим ялгаруулалтыг аврора спектрт, ялангуяа ногоон, улаан шугамаар 5577 Å, l 6300 Å хүчилтөрөгчөөр ялгаруулдаг. Эдгээр шугамуудын нэг нь нөгөөгөөсөө хэд дахин илүү хүчтэй байдаг бөгөөд энэ нь цацрагийн харагдах өнгийг тодорхойлдог: ногоон эсвэл улаан. Соронзон орны эвдрэл нь туйлын бүс нутагт радио холбооны тасалдал дагалддаг. Энэ тасалдал нь ионосферийн өөрчлөлтөөс үүдэлтэй бөгөөд энэ нь соронзон шуурганы үед иончлолын хүчирхэг эх үүсвэр ажилладаг гэсэн үг юм. Нарны дискний төвийн ойролцоо том бүлэг толбо үүсэх үед хүчтэй соронзон шуурга үүсдэг нь тогтоогдсон. Ажиглалтаас харахад шуурга нь толботой холбоотой биш, харин бүлэг толбо үүсэх явцад гарч ирдэг нарны туяатай холбоотой байдаг.

Аврора нь дэлхийн өндөр өргөргийн бүс нутагт ажиглагддаг хурдацтай хөдөлгөөнтэй, янз бүрийн эрчимтэй гэрлийн хүрээ юм. Харааны аврора нь ногоон (5577Å) ба улаан (6300/6364Å) атомын хүчилтөрөгч ялгаруулах шугам, нарны болон соронзон мандлын энергийн бөөмсөөр өдөөгддөг N 2 молекулын зурвасыг агуулдаг. Эдгээр ялгаруулалтыг ихэвчлэн 100 км ба түүнээс дээш өндөрт харуулдаг. Оптик аврора гэдэг нэр томьёо нь харааны туяа болон тэдгээрийн хэт улаан туяанаас хэт ягаан туяаны цацрагийн спектрийг илэрхийлэхэд хэрэглэгддэг. Спектрийн хэт улаан туяаны хэсэг дэх цацрагийн энерги нь харагдахуйц бүсийн энергиээс ихээхэн давж гардаг. Аврора гарч ирэх үед ялгаруулалт ULF мужид ажиглагдсан (

Аврорагийн бодит хэлбэрийг ангилахад хэцүү байдаг; Дараахь нэр томъёог ихэвчлэн ашигладаг.

1. Нэг төрлийн нуман эсвэл зураасыг тайвшруулна. Нуман нь ихэвчлэн геомагнитын параллель чиглэлд (туйлын бүс нутагт нар руу чиглэн) ~1000 км үргэлжилдэг ба өргөн нь нэгээс хэдэн арван километр хүртэл байдаг. Туузан нь нумын тухай ойлголтын ерөнхий ойлголт бөгөөд энэ нь ихэвчлэн ердийн нуман хэлбэртэй байдаггүй, харин S хэлбэртэй эсвэл спираль хэлбэрээр нугалж байдаг. Нуман ба туузууд нь 100-150 км-ийн өндөрт байрладаг.

2. Аврорагийн туяа . Энэ нэр томъёо нь соронзон дагуу сунгасан auroral бүтцийг хэлнэ хүчний шугамууд, хэдэн арваас хэдэн зуун километр хүртэл босоо урттай. Хэвтээ дагуух цацрагийн урт нь бага, хэдэн арван метрээс хэдэн километр хүртэл байдаг. Цацраг нь ихэвчлэн нуман хэлбэрээр эсвэл тусдаа бүтэц хэлбэрээр ажиглагддаг.

3. Толбо буюу гадаргуу . Эдгээр нь тодорхой хэлбэр дүрсгүй тусгаарлагдсан гэрэлтдэг хэсэг юм. Бие даасан толбо нь холбоотой байж болно.

4. Хөшиг. ер бусын хэлбэрАврора, энэ нь тэнгэрийн томоохон хэсгийг хамарсан нэгэн жигд туяа юм.

Бүтцийн дагуу аврора нь нэгэн төрлийн, өнгөлөг, гэрэлтдэг гэж хуваагддаг. Төрөл бүрийн нэр томъёог ашигладаг; лугшилттай нум, лугшилттай гадаргуу, сарнисан гадаргуу, цацраг туяа, драпер гэх мэт. Аврора нарыг өнгөөр ​​нь ангилдаг. Энэ ангиллын дагуу аврора төрлийн ГЭХДЭЭ. Дээд хэсэг нь улаан өнгөтэй (6300–6364 Å). Тэд ихэвчлэн геомагнитын өндөр идэвхжилийн үед 300-400 км-ийн өндөрт гарч ирдэг.

Аврора төрөл ATдоод хэсэгт улаан өнгөтэй бөгөөд эхний эерэг N 2 систем ба эхний сөрөг O 2 системийн зурвасын гэрэлтэлттэй холбоотой. Аврорагийн ийм хэлбэрүүд нь аврорагийн хамгийн идэвхтэй үе шатанд гарч ирдэг.

Бүсүүд аврора – Эдгээр нь дэлхийн гадаргуу дээр тогтсон цэг дээр байгаа ажиглагчдын үзэж байгаагаар шөнийн цагаар туяа үүсэх хамгийн их давтамжийн бүс юм. Бүсүүд нь хойд ба өмнөд өргөргийн 67°-д байрладаг бөгөөд өргөн нь 6° орчим байна. Орон нутгийн геосоронзон цагийн өгөгдсөн агшинд тохирох аврора хамгийн их тохиолдох нь хойд болон өмнөд геомагнитын туйлуудын эргэн тойронд тэгш хэмтэй бус байрладаг зууван хэлбэртэй бүс (аврора зууван) -д тохиолддог. Аврора зууван нь өргөргийн-цаг хугацааны координатаар тогтоогдсон бөгөөд авроралын бүс нь өргөргийн уртрагийн координат дахь зуувангийн шөнө дундын бүсийн цэгүүдийн байрлал юм. Зууван бүс нь шөнийн секторт геомагнитын туйлаас ойролцоогоор 23°, өдрийн секторт 15°-т байрладаг.

Auroral зууван ба аврора бүсүүд.Аврора зуувангийн байршил нь геомагнитын идэвхжилээс хамаарна. Өндөр геомагнит идэвхжилтэй үед зууван нь илүү өргөн болдог. Аврора бүс буюу аврора зууван хилийг диполийн координатаас илүү L 6.4-ээр илүү сайн төлөөлдөг. Аврора зууван өдрийн өдрийн секторын хил дээрх геомагнитын талбайн шугамууд нь соронзон пауз.Геомагнит тэнхлэг ба Дэлхий-Нарны чиглэлийн хоорондох өнцөгөөс хамааран аврора зуувангийн байрлал өөрчлөгддөг. Auroral зууван нь мөн тодорхой энергийн бөөмс (электрон ба протон) хур тунадасны мэдээлэлд үндэслэн тодорхойлогддог. Түүний байр суурийг өгөгдлөөс бие даан тодорхойлж болно каспакөдөртөө болон соронзлолд.

Аврорагийн бүсэд аврора үүсэх давтамжийн өдөр тутмын хэлбэлзэл нь геомагнитийн шөнө дунд хамгийн ихдээ, геомагнитын үд дунд хамгийн бага байдаг. Зуувангийн экваторын ойролцоох тал дээр аврора үүсэх давтамж огцом буурч, харин өдрийн өөрчлөлтийн хэлбэр хадгалагдан үлддэг. Зуувангийн туйл тал дээр аврора үүсэх давтамж аажмаар буурч, өдрийн нарийн төвөгтэй өөрчлөлтүүдээр тодорхойлогддог.

Аврорагийн эрч хүч.

Аврорагийн эрч хүч илэрхий гэрэлтүүлгийн гадаргууг хэмжих замаар тодорхойлно. Гэрэлтэх гадаргуу Iтодорхой чиглэлийн аврора нь нийт ялгаруулалт 4p-ээр тодорхойлогддог Iфотон/(см 2 с). Энэ утга нь гадаргуугийн жинхэнэ гэрэлтэлт биш, харин баганаас ялгарах ялгаруулалтыг илэрхийлдэг тул гэрэлт туяаг судлахад фотон/(см 2 багана s) нэгжийг ихэвчлэн ашигладаг. Нийт ялгаруулалтыг хэмжих ердийн нэгж нь Рэйли (Rl) нь 10 6 фотон / (см 2 багана с) -тэй тэнцүү байна. Аврорагийн эрчмийн илүү бодит нэгжийг ялгаруулалтаас тодорхойлдог тусдаа шугамэсвэл судлууд. Жишээлбэл, туяаны эрчмийг олон улсын гэрэлтүүлгийн коэффициентүүд (ICF) тодорхойлдог. ногоон шугамын эрчмийн өгөгдлийн дагуу (5577 Å); 1 kRl = I MKH, 10 kRl = II MKH, 100 kRl = III MKH, 1000 kRl = IV MKH (aurora хамгийн их эрчим). Энэ ангиллыг улаан туяанд ашиглах боломжгүй. Эрин үеийн нээлтүүдийн нэг нь (1957-1958) нь соронзон туйлтай харьцуулахад зууван хэлбэртэй нүүлгэн шилжүүлсэн аврорагийн орон зайн болон цаг хугацааны тархалтыг тогтоох явдал байв. Соронзон туйлтай харьцуулахад аврорагийн тархалтын дугуй хэлбэрийн талаархи энгийн санаанаас. соронзон мандлын орчин үеийн физикт шилжих ажил дууссан. Нээлтийн хүндэтгэл нь О.Хорошева, Г.Старков, Ж.Фельдштейн, С-И. Аврора зууван бол дэлхийн агаар мандлын дээд давхаргад нарны салхины хамгийн хүчтэй нөлөөллийн бүс юм. Аврорагийн эрч хүч зууван хэсэгт хамгийн их байдаг бөгөөд түүний динамикийг хиймэл дагуулууд тасралтгүй хянаж байдаг.

Тогтвортой auroral улаан нумууд.

Тогтвортой аврорал улаан нум, өөрөөр хэлбэл дунд өргөргийн улаан нум гэж нэрлэдэг эсвэл М-нуман, нь зүүнээс баруун тийш хэдэн мянган километрийн зайд сунаж тогтсон, магадгүй дэлхийг бүхэлд нь тойрон хүрээлэгдсэн дэд (нүдний мэдрэмжийн хязгаараас доогуур) өргөн нум юм. Нумын өргөрөгийн хэмжээ 600 км. Тогтвортой auroral улаан нумын ялгаралт нь l 6300 Å ба l 6364 Å улаан шугамд бараг монохромат байна. Сүүлийн үед l 5577 Å (OI) ба l 4278 Å (N + 2) ялгаруулалтын сул шугамууд бас бүртгэгдсэн. Байнгын улаан нумыг аврора гэж ангилдаг ч хамаагүй өндөрт гарч ирдэг. Доод хязгаар нь 300 км-ийн өндөрт, дээд хязгаар нь 700 км орчим байдаг. l 6300 Å ялгаруулалт дахь чимээгүй улаан нумын эрчим нь 1-ээс 10 кРл (ердийн утга нь 6 кРл) хооронд хэлбэлздэг. Энэ долгионы уртад нүдний мэдрэхүйн босго нь ойролцоогоор 10 кР байдаг тул нумыг нүдээр харах нь ховор байдаг. Гэсэн хэдий ч ажиглалтаас харахад шөнийн 10% -д тэдний тод байдал >50 кР байдаг. Нумануудын ердийн ашиглалтын хугацаа нь ойролцоогоор нэг өдөр бөгөөд дараагийн өдрүүдэд ховор тохиолддог. Тогтвортой туяаны улаан нумыг дайран өнгөрдөг хиймэл дагуул эсвэл радио эх үүсвэрийн радио долгион нь цацрагт өртдөг бөгөөд энэ нь электрон нягтралын нэг төрлийн бус байдал байгааг харуулж байна. Улаан нумын онолын тайлбар нь бүс нутгийн халсан электронууд юм Фионосфер нь хүчилтөрөгчийн атомыг нэмэгдүүлэхэд хүргэдэг. Хиймэл дагуулын ажиглалт нь тогтвор суурьшилтай улаан нумыг огтолж буй геомагнитын талбайн шугамын дагуу электроны температурын өсөлтийг харуулж байна. Эдгээр нумын эрч хүч нь геомагнитын идэвхжилтэй (шуурга) эерэг хамааралтай бөгөөд нумын үүсэх давтамж нь нарны толбоны идэвхжилтэй эерэг хамааралтай байдаг.

Аврора солих.

Аврорагийн зарим хэлбэр нь цаг хугацааны эрчимжилтийн хагас үечилсэн, уялдаатай өөрчлөлтийг мэдэрдэг. Ойролцоогоор хөдөлгөөнгүй геометр, үе шатанд хурдан үечилсэн өөрчлөлтүүдтэй эдгээр туяаг хувирч буй туяа гэж нэрлэдэг. Тэдгээрийг аврора гэж ангилдаг хэлбэрүүд РАврорагийн олон улсын атласын дагуу Өөрчлөгдөж буй аврорагийн илүү нарийвчилсан хэсэг:

Р 1 (цагаан туяа) нь аврорагийн бүх хэсэгт жигд фазын өөрчлөлттэй туяа юм. Тодорхойлолтоор, хамгийн тохиромжтой лугшилттай аврорагийн хувьд импульсийн орон зайн болон түр зуурын хэсгүүдийг салгаж болно, i.e. тод байдал I(r,t)= би(r)· Би Т(т). Ердийн аврора дээр Р 1, лугшилт нь бага эрчимтэй (1-2 кР) 0.01-10 Гц давтамжтай тохиолддог. Ихэнх аврора Р 1 нь хэдэн секундын хугацаанд лугших цэг эсвэл нумууд юм.

Р 2 (галт аврора). Энэ нэр томъёо нь ихэвчлэн тэнгэрийг дүүргэх дөл гэх мэт хөдөлгөөнийг илэрхийлэхэд хэрэглэгддэг бөгөөд нэг хэлбэрийг дүрслэхийн тулд биш юм. Аврора нь нуман хэлбэртэй бөгөөд ихэвчлэн 100 км-ийн өндрөөс дээшээ хөдөлдөг. Эдгээр туяа нь харьцангуй ховор бөгөөд ихэвчлэн туяанаас гадуур тохиолддог.

Р 3 (анивчиж буй аврора). Эдгээр нь тод, жигд бус эсвэл тогтмол өөрчлөлттэй, тэнгэрт анивчсан дөл мэт сэтгэгдэл төрүүлдэг аврора юм. Тэд аврора нурахаас өмнөхөн гарч ирдэг. Түгээмэл ажиглагддаг хэлбэлзлийн давтамж Р 3 нь 10 ± 3 Гц-тэй тэнцүү байна.

Цусны цацрагийн өөр ангиллын хувьд хэрэглэгддэг урсгалын аврора гэдэг нэр томъёо нь аврорагийн нуман болон зурваст хэвтээ чиглэлд хурдацтай хөдөлж буй гэрэлтүүлгийн жигд бус өөрчлөлтийг хэлдэг.

Өөрчлөгдөж буй аврора нь нарны болон соронзон мандлын бөөмсийн хур тунадаснаас үүдэлтэй геомагнит талбайн импульс ба авроралын рентген цацрагийг дагалддаг нарны хуурай газрын үзэгдлүүдийн нэг юм.

Туйлын тагны гэрэл нь эхний сөрөг N + 2 системийн зурвасын өндөр эрчимтэй (λ 3914 Å) тодорхойлогддог. Ихэвчлэн эдгээр N + 2 зурвасууд нь OI l 5577 Å ногоон шугамаас тав дахин илүү хүчтэй байдаг; туйлын тагны гэрэлтэх үнэмлэхүй эрчим нь 0.1-10 кРл (ихэвчлэн 1-3 кРл) байдаг. ПЦА-ийн үед гарч ирдэг эдгээр аврорагаар 30-80 км-ийн өндөрт геомагнитийн өргөргийн 60° хүртэлх туйлын таг бүхэлдээ жигд гэрэлтдэг. Энэ нь ихэвчлэн нарны протонууд болон 10-100 МэВ энергитэй d-бөөмүүдээр үүсгэгддэг бөгөөд эдгээр өндөрт иончлолын дээд хэмжээг бий болгодог. Аврорагийн бүсэд мантийн аврора гэж нэрлэгддэг өөр төрлийн гэрэлтдэг. Энэ төрлийн туяаны гэрлийн хувьд өглөөний өдрийн хамгийн их эрчим нь 1-10 кР, хамгийн бага эрчим нь тав дахин сул байдаг. Мантийн аврорагийн ажиглалт цөөхөн бөгөөд тэдгээрийн эрчим нь геомагнит болон нарны идэвхжилээс хамаардаг.

Агаар мандлын туяагэдэг нь гаригийн агаар мандлаас үүссэн цацраг гэж тодорхойлогддог. Энэ бол аврора, аянгын ялгаралт, солирын ул мөр ялгаруулалтыг эс тооцвол агаар мандлын дулааны бус цацраг юм. Энэ нэр томъёог дэлхийн агаар мандалд (шөнийн гэрэлтэх, бүрэнхий гэрэлтэх, өдрийн гэрэлтэх) хамааруулан ашигладаг. Агаар мандлын гэрэл нь агаар мандалд байгаа гэрлийн зөвхөн багахан хэсэг юм. Бусад эх үүсвэрүүд нь одны гэрэл, зурхайн гэрэл, нарны өдрийн сарнисан гэрэл юм. Заримдаа агаар мандлын гэрэл 40% хүртэл байдаг. нийтСвета. Агаарын туяа нь янз бүрийн өндөр, зузаантай агаар мандлын давхаргад тохиолддог. Агаар мандлын гэрлийн спектр нь 1000 Å-аас 22.5 μм хүртэлх долгионы уртыг хамардаг. Агаарын туяанд ялгарах гол шугам нь l 5577 Å бөгөөд 90-100 км-ийн өндөрт 30-40 км зузаан давхаргад гарч ирдэг. Гялалзсан дүр төрх нь хүчилтөрөгчийн атомуудын дахин нэгдэл дээр суурилсан Champen механизмтай холбоотой юм. Бусад ялгаралтын шугамууд нь l 6300 Å бөгөөд диссоциатив O + 2 рекомбинац болон ялгаралтын NI l 5198/5201 Å ба NI l 5890/5896 Å тохиолдолд гарч ирдэг.

Агаар мандлын гэрлийн эрчмийг Рэйлид хэмждэг. Гэрэлтүүлэг (Рэйлэйс) нь 4 rb-тэй тэнцүү бөгөөд c нь 10 6 фотон/(см 2 sr с) нэгжээр ялгаруулах давхаргын гэрэлтүүлгийн өнцгийн гадаргуу юм. Гэрэлтүүлгийн эрч хүч нь өргөрөгөөс хамаардаг (янз бүрийн ялгаруулалтын хувьд өөр өөр), мөн өдрийн цагаар хамгийн ихдээ шөнө дунд хүртэл өөрчлөгддөг. l 5577 Å ялгаруулалт дахь агаарын туяа нь нарны толбоны тоо болон 10.7 см долгионы урттай нарны цацрагийн урсгалтай эерэг хамааралтай болохыг тэмдэглэв.Агаарын туяаг хиймэл дагуулын туршилтын үеэр ажигласан. Сансар огторгуйгаас харахад энэ нь дэлхийг тойрсон гэрлийн цагираг шиг харагддаг бөгөөд ногоон өнгөтэй байдаг.

Озонофер.

20-25 км-ийн өндөрт нарны хэт ягаан туяаны нөлөөн дор 10-50 орчим өндөрт үүсдэг озоны бага хэмжээний O 3 (хүчилтөрөгчийн агууламжаас 2 × 10-7 хүртэл!) -ийн хамгийн их концентраци. км хүрч, гарагийг нарны ионжуулагч цацрагаас хамгаалж байна. Хэт цөөн тооны озоны молекулуудаас үл хамааран тэдгээр нь дэлхий дээрх бүх амьдралыг нарны богино долгионы (хэт ягаан туяа, рентген) цацрагийн хортой нөлөөллөөс хамгаалдаг. Хэрэв та бүх молекулуудыг агаар мандлын суурь руу тунадас оруулбал 3-4 мм-ээс ихгүй зузаантай давхарга авна! 100 км-ээс дээш өндөрт хөнгөн хийн эзлэх хувь нэмэгдэж, маш өндөрт гелий, устөрөгч давамгайлдаг; олон молекулууд салангид атомуудад хуваагддаг бөгөөд тэдгээр нь нарны хатуу цацрагийн нөлөөн дор ионжиж, ионосферийг бүрдүүлдэг. Дэлхийн агаар мандал дахь агаарын даралт, нягт нь өндрөөс хамааран буурдаг. Температурын тархалтаас хамааран дэлхийн агаар мандал нь тропосфер, стратосфер, мезосфер, термосфер, экзосфер гэж хуваагддаг. .

20-25 км-ийн өндөрт байрладаг озоны давхарга. Озон нь 0.1-0.2 микроноос богино долгионы урттай нарны хэт ягаан туяаг шингээх явцад хүчилтөрөгчийн молекулуудын задралын улмаас үүсдэг. Чөлөөт хүчилтөрөгч нь O 2 молекулуудтай нэгдэж, O 3 озон үүсгэдэг бөгөөд энэ нь 0.29 микроноос богино хэт ягаан туяаг шунагтайгаар шингээдэг. Богино долгионы цацрагаар озоны молекулууд O 3 амархан устдаг. Тиймээс озоны давхарга нь ховордсон хэдий ч илүү өндөр, ил тод агаар мандлын давхаргуудаар дамжсан нарны хэт ягаан туяаг үр дүнтэй шингээдэг. Үүний ачаар дэлхий дээрх амьд организм нарны хэт ягаан туяаны хортой нөлөөллөөс хамгаалагдсан байдаг.

Ионосфер.

Нарны цацраг нь агаар мандлын атом, молекулуудыг ионжуулдаг. Ионжилтын зэрэг нь 60 км-ийн өндөрт аль хэдийн мэдэгдэхүйц болж, дэлхийгээс холдох тусам тогтмол нэмэгддэг. Агаар мандалд янз бүрийн өндөрт янз бүрийн молекулуудын хуваагдал, дараа нь янз бүрийн атом, ионуудын иончлолын дараалсан үйл явц явагддаг. Үндсэндээ эдгээр нь хүчилтөрөгчийн молекулууд O 2, азот N 2 ба тэдгээрийн атомууд юм. Эдгээр үйл явцын эрчмээс хамааран 60 километрээс дээш өндөрт орших агаар мандлын янз бүрийн давхаргыг ионосферийн давхарга гэж нэрлэдэг. , ба тэдгээрийн нэгдэл нь ионосфер юм . Ионжилт нь ач холбогдол багатай доод давхаргыг нейтрофер гэж нэрлэдэг.

Ионосфер дахь цэнэгтэй хэсгүүдийн хамгийн их концентраци нь 300-400 км-ийн өндөрт хүрдэг.

Ионосферийн судалгааны түүх.

Агаар мандлын дээд давхаргад дамжуулагч давхарга байдаг гэсэн таамаглалыг 1878 онд Английн эрдэмтэн Стюарт геомагнитын талбайн онцлогийг тайлбарлах зорилгоор дэвшүүлсэн. Дараа нь 1902 онд бие биенээсээ хамааралгүйгээр АНУ-ын Кеннеди, Английн Хэвсайд нар радио долгионы хол зайд тархалтыг тайлбарлахын тулд цацрагийн өндөр давхрагад өндөр дамжуулалттай бүс нутгууд байдаг гэж үзэх шаардлагатайг онцолсон. уур амьсгал. 1923 онд академич М.В.Шулейкин янз бүрийн давтамжийн радио долгионы тархалтын онцлогийг харгалзан үзээд ионосферт дор хаяж хоёр цацруулагч давхарга байдаг гэсэн дүгнэлтэд хүрчээ. Дараа нь 1925 онд Английн судлаач Апплтон, Барнет, Брейт, Туве нар анх удаа радио долгионыг тусгадаг бүс нутаг байдгийг туршилтаар баталж, тэдгээрийг системтэй судлах үндэс суурийг тавьжээ. Тэр цагаас хойш радио долгионы тусгал, шингээлтийг тодорхойлдог геофизикийн хэд хэдэн үзэгдлүүдэд чухал үүрэг гүйцэтгэж, ерөнхийдөө ионосфер гэж нэрлэгддэг эдгээр давхаргын шинж чанарыг системтэй судалж ирсэн бөгөөд энэ нь практикт маш чухал юм. ялангуяа найдвартай радио холбоог хангах зорилготой.

1930-аад онд ионосферийн төлөв байдлын системчилсэн ажиглалт эхэлсэн. Манай улсад М.А.Бонч-Бруевичийн санаачилгаар түүний импульсийн дуугаралтад зориулсан суурилуулалтыг бий болгосон. Олон зүйлийг судалж үзсэн ерөнхий шинж чанаруудионосфер, түүний үндсэн давхаргуудын өндөр ба электрон концентраци.

60-70 км-ийн өндөрт D давхарга, 100-120 км-ийн өндөрт ажиглагддаг. Э, өндөрт, 180–300 км-ийн өндөрт давхар давхарга Ф 1 ба Ф 2. Эдгээр давхаргын үндсэн параметрүүдийг 4-р хүснэгтэд үзүүлэв.

Хүснэгт 4

Хүснэгт 4
Ионосферийн бүс	Хамгийн их өндөр, км	Т и , К	Өдөр		Шөнө үгүй , см -3	a΄, ρм 3 сек – 1
			мин үгүй , см -3	Макс үгүй , см -3
Д	70	20	100	200	10	10 –6
Э	110	270	1.5 10 5	3 10 5	3000	10 –7
Ф 1	180	800–1500	3 10 5	5 10 5	–	3 10 -8
Ф 2 (өвөл)	220–280	1000–2000	6 10 5	25 10 5	~10 5	2 10-10
Ф 2 (зун)	250–320	1000–2000	2 10 5	8 10 5	~3 10 5	10 –10
үгүйэлектроны концентраци, e нь электрон цэнэг, Т иионы температур, a΄ нь рекомбинацын коэффициент (энэ нь ионы температурыг тодорхойлдог үгүйба цаг хугацааны явцад өөрчлөгддөг)

Янз бүрийн өргөрөг, өдрийн цаг, улирлын хувьд өөр өөр байдаг тул дундажийг өгсөн болно. Ийм өгөгдөл нь холын зайн радио холбоог хангахад зайлшгүй шаардлагатай. Тэдгээрийг янз бүрийн богино долгионы радио холболтын давтамжийг сонгоход ашигладаг. Ионосферийн төлөв байдлаас хамааран тэдгээрийн өөрчлөлтийн талаархи мэдлэг өөр цагөдөр, янз бүрийн улиралд радио холбооны найдвартай байдлыг хангахад маш чухал юм. Ионосфер нь дэлхийн агаар мандлын ионжсон давхаргын цуглуулга бөгөөд ойролцоогоор 60 км-ийн өндрөөс эхлээд хэдэн арван мянган км өндөрт үргэлжилдэг. Дэлхийн агаар мандлын иончлолын гол эх үүсвэр нь нарны хромосфер, титэм давхаргад голчлон тохиолддог нарны хэт ягаан туяа, рентген туяа юм. Үүнээс гадна агаар мандлын дээд давхаргын иончлолын зэрэгт нарны гал асаах үед үүсдэг нарны корпускулын урсгал, түүнчлэн сансрын туяа, солирын тоосонцор нөлөөлдөг.

Ионосферийн давхаргууд

Агаар мандалд чөлөөт электронуудын концентрацийн хамгийн их утгыг (жишээ нь нэгж эзэлхүүн дэх тэдгээрийн тоо) хүрдэг газар нутаг юм. Агаар мандлын хийн атомын иончлолын үр дүнд үүссэн цахилгаан цэнэгтэй чөлөөт электронууд ба (бага хэмжээгээр хөдөлгөөн багатай ионууд) нь радио долгионтой (жишээлбэл цахилгаан соронзон хэлбэлзэл) харилцан үйлчилж, чиглэлээ өөрчилж, тусгаж, хугалж, энергийг шингээж чаддаг. Үүний үр дүнд алс холын радио станцуудыг хүлээн авах үед янз бүрийн нөлөөлөл үүсч болно, жишээлбэл, радио бүдгэрч, алс холын станцуудын сонсгол нэмэгдэх, цахилгаан тасрахгэх мэт. үзэгдэл.

Судалгааны аргууд.

Дэлхийгээс ионосферийг судлах сонгодог аргуудыг импульсийн дуу чимээ болгон бууруулсан - радио импульс илгээх, ионосферийн янз бүрийн давхаргаас тусгалыг ажиглах, саатлын хугацааг хэмжих, туссан дохионы эрч хүч, хэлбэрийг судлах. Янз бүрийн давтамж дахь радио импульсийн тусгалын өндрийг хэмжиж, янз бүрийн бүсийн чухал давтамжийг тодорхойлох замаар (нэн чухал нь радио импульсийн дамжуулагч давтамж юм. өгөгдсөн талбайионосфер тунгалаг болдог), давхаргууд дахь электрон нягтын утга ба өгөгдсөн давтамжийн үр дүнтэй өндрийг тодорхойлж, өгөгдсөн радио замуудын оновчтой давтамжийг сонгох боломжтой. Пуужингийн технологи хөгжиж, дэлхийн хиймэл дагуул (AES) болон бусад сансрын хөлгүүдийн сансрын эрин үе бий болсноор дэлхийн ойролцоох сансрын плазмын параметрүүдийг шууд хэмжих боломжтой болсон. доодЭнэ нь ионосфер юм.

Тусгайлан хөөргөсөн пуужин болон хиймэл дагуулын нислэгийн зам дагуу хийсэн электрон нягтын хэмжилтүүд нь ионосферийн бүтэц, дэлхийн янз бүрийн бүс нутгуудад өндөртэй электрон нягтын тархалтын талаар газар дээр суурилсан аргаар олж авсан өгөгдлийг баталж, боловсронгуй болгож, боломжтой болгосон. электрон нягтын утгыг үндсэн дээд хэмжээнээс дээш авах - давхарга Ф. Өмнө нь туссан богино долгионы радио импульсийн ажиглалт дээр үндэслэн дуугаралтын аргаар үүнийг хийх боломжгүй байсан. Дэлхийн зарим бүс нутагт электрон нягтрал багатай, тогтмол “ионосферийн салхи” тогтворжсон нэлээд тогтвортой бүс нутгууд байдгийг тогтоожээ. илүү их. Ялангуяа өндөр мэдрэмтгий хүлээн авагч төхөөрөмжийг бий болгосноор ионосферийн импульсийн дуут дохиоллын станцуудад ионосферийн хамгийн доод хэсгүүдээс (хэсэгчилсэн тусгалын станц) хэсэгчлэн тусгагдсан импульсийн дохиог хүлээн авах боломжтой болсон. Цацрагийн энергийн өндөр концентрацийг явуулах боломжийг олгодог антеннуудын тусламжтайгаар тоолуур ба дециметрийн долгионы зурваст хүчирхэг импульсийн суурилуулалтыг ашиглах нь ионосферээр янз бүрийн өндөрт тархсан дохиог ажиглах боломжийг олгосон. Ионосферийн плазмын электрон ба ионуудаар харилцан уялдаагүй тархсан эдгээр дохионы спектрийн онцлогийг судлах нь (үүнд радио долгионы уялдаа холбоогүй тархалтын станцуудыг ашигласан) электрон ба ионы концентраци, тэдгээрийн эквивалентийг тодорхойлох боломжтой болсон. янз бүрийн өндөрт хэдэн мянган километрийн өндөрт температур. Ионосфер нь ашигласан давтамжийн хувьд хангалттай тунгалаг болох нь тогтоогдсон.

300 км-ийн өндөрт дэлхийн ионосфер дахь цахилгаан цэнэгийн концентраци (электрон нягт нь ионтой тэнцүү) өдрийн цагаар ойролцоогоор 106 см-3 байна. Ийм нягтралтай плазм нь 20 м-ээс урт радио долгионыг тусгаж, богино долгионыг дамжуулдаг.

Өдөр ба шөнийн нөхцөлд ионосфер дахь электрон нягтын ердийн босоо тархалт.

Ионосфер дахь радио долгионы тархалт.

Алсын зайн өргөн нэвтрүүлгийн станцуудын тогтвортой хүлээн авалт нь ашигласан давтамж, мөн өдрийн цаг, улирал, мөн нарны идэвхжил зэргээс хамаарна. Нарны идэвхжил нь ионосферийн төлөв байдалд ихээхэн нөлөөлдөг. Газрын станцаас ялгарах радио долгион нь бүх төрлийн цахилгаан соронзон долгионтой адил шулуун шугамаар тархдаг. Гэсэн хэдий ч дэлхийн гадаргуу болон түүний агаар мандлын ионжсон давхаргууд нь гэрэл дээрх толин тусгалын үйлчлэлтэй адил асар том конденсаторын ялтсууд болж үйлчилдэг гэдгийг анхаарах хэрэгтэй. Тэдгээрээс тусгагдсан радио долгион нь олон мянган км замыг туулж, ионжсон хийн давхарга болон дэлхийн гадаргаас эсвэл усны гадаргуугаас ээлжлэн тусч, зуу, мянган километрийн асар том үсрэлтээр дэлхийг тойрон нугалж чаддаг.

1920-иод онд 200 м-ээс богино радио долгион нь хүчтэй шингээлтийн улмаас холын зайн харилцаанд тохиромжгүй гэж үздэг. Европ, Америкийн хооронд Атлантын далайг дамнан богино долгионыг холын зайд хүлээн авах анхны туршилтыг Английн физикч Оливер Хевисайд, Америкийн цахилгааны инженер Артур Кеннелли нар хийжээ. Тэд бие биенээсээ үл хамааран дэлхийн хаа нэгтээ радио долгионыг тусгах чадвартай агаар мандлын ионжсон давхарга байдаг гэж санал болгов. Үүнийг Heaviside давхарга гэж нэрлэдэг байсан - Кеннелли, дараа нь - ионосфер.

дагуу орчин үеийн санаануудионосфер нь сөрөг цэнэгтэй чөлөөт электронууд ба эерэг цэнэгтэй ионуудаас бүрддэг ба голчлон молекулын хүчилтөрөгч O+, азотын исэл NO+. Нарны рентген болон хэт ягаан туяаны нөлөөгөөр молекулуудын задрал, төвийг сахисан хийн атомуудын иончлолын үр дүнд ион ба электронууд үүсдэг. Атомыг ионжуулахын тулд түүнд иончлолын энергийн талаар мэдээлэх шаардлагатай бөгөөд ионосферийн гол эх үүсвэр нь хэт ягаан туяа, рентген болон туяа юм. корпускуляр цацрагНар.

Дэлхийн хийн бүрхүүлийг нараар гэрэлтүүлэх тусам дотор нь улам олон электронууд тасралтгүй үүсдэг боловч үүнтэй зэрэгцэн зарим электронууд ионуудтай мөргөлдөж, дахин нэгдэж, төвийг сахисан хэсгүүдийг үүсгэдэг. Нар жаргасны дараа шинэ электронуудын үйлдвэрлэл бараг зогсч, чөлөөт электронуудын тоо буурч эхэлдэг. Ионосфер дахь чөлөөт электронууд хэдий чинээ их байх тусам түүнээс сайн өндөр давтамжийн долгион тусдаг. Электрон концентрацийн бууралтаар радио долгион дамжих нь зөвхөн бага давтамжийн мужид боломжтой байдаг. Тийм ч учраас шөнийн цагаар, дүрмээр бол зөвхөн 75, 49, 41, 31 м-ийн зайд алслагдсан станцуудыг хүлээн авах боломжтой.Ионосферт электронууд жигд бус тархсан байдаг. 50-400 км-ийн өндөрт электрон нягтрал ихэссэн хэд хэдэн давхарга эсвэл бүс нутаг байдаг. Эдгээр хэсгүүд нь хоорондоо жигд шилжиж, HF радио долгионы тархалтад янз бүрээр нөлөөлдөг. Ионосферийн дээд давхаргыг үсгээр тэмдэглэв Ф. Энд иончлолын хамгийн дээд зэрэг (цэнэглэгдсэн бөөмсийн хэсэг нь 10-4 орчим байдаг). Энэ нь дэлхийн гадаргуугаас 150 км-ээс дээш өндөрт байрладаг бөгөөд өндөр давтамжийн HF зурвасын радио долгионыг холын зайд түгээхэд гол тусгах үүрэг гүйцэтгэдэг. Зуны саруудад F бүс нь хоёр давхаргад хуваагддаг - Ф 1 ба Ф 2. F1 давхарга нь 200-аас 250 км-ийн өндөрт, давхаргыг эзэлдэг Ф 2 нь 300-400 км-ийн өндөрт "хөвдөг" юм шиг санагддаг. Ихэвчлэн давхарга Ф 2 нь давхаргаас хамаагүй хүчтэй ионжсон байна Фнэг . шөнийн давхарга Ф 1 алга болж, давхарга Ф 2 үлдэж, иончлолын зэрэгийнхээ 60% хүртэл аажмаар алддаг. F давхаргын доор 90-150 км-ийн өндөрт давхарга бий Э, ионжилт нь нарны зөөлөн рентген цацрагийн нөлөөн дор явагддаг. Е давхаргын иончлолын зэрэг нь түүнийхээс бага байна Ф, өдрийн цагаар 31 ба 25 м-ийн бага давтамжийн HF зурвасын станцуудыг хүлээн авах нь давхаргаас дохио тусах үед тохиолддог. Э. Ихэвчлэн эдгээр нь 1000-1500 км-ийн зайд байрладаг станцууд юм. Шөнөдөө давхаргад Эиончлол эрс буурч байгаа боловч энэ үед ч гэсэн 41, 49, 75 м-ийн зурвасын станцуудын дохиог хүлээн авахад чухал үүрэг гүйцэтгэсээр байна.

16, 13, 11 м-ийн өндөр давтамжийн HF зурвасын дохиог хүлээн авах нь тухайн бүс нутагт үүссэн дохиог ихээхэн сонирхож байна. Эхүчтэй нэмэгдсэн иончлолын завсрын давхарга (үүл). Эдгээр үүлний талбай нь хэдэн зуун хавтгай дөрвөлжин километрээс өөр байж болно. Ионжилт ихэссэн энэ давхаргыг спорадик давхарга гэж нэрлэдэг. Эболон тэмдэглэсэн Эс. Эс үүл нь салхины нөлөөгөөр ионосферт хөдөлж, 250 км/цаг хүртэл хурдалж чаддаг. Зуны улиралд дунд өргөрөгт өдрийн цагаар Es үүлнээс үүдэлтэй радио долгионы гарал үүсэл нь сард 15-20 өдөр тохиолддог. Экваторын ойролцоо энэ нь бараг үргэлж байдаг бөгөөд өндөр өргөрөгт ихэвчлэн шөнийн цагаар илэрдэг. Заримдаа нарны идэвхжил багатай жилүүдэд өндөр давтамжийн HF зурваст нэвтрэх боломжгүй үед 16, 13, 11 м-ийн зурвасууд дээр алс холын станцууд гэнэт гарч ирдэг бөгөөд дохио нь Es-ээс олон удаа тусдаг байв. .

Ионосферийн хамгийн доод хэсэг нь бүс нутаг юм Д 50-90 км-ийн өндөрт байрладаг. Энд харьцангуй цөөн тооны чөлөөт электронууд байдаг. Бүс нутгаас Дурт ба дунд долгион сайн тусдаг ба нам давтамжийн ЭМС станцын дохионууд хүчтэй шингэдэг. Нар жаргасны дараа иончлол маш хурдан алга болж, 41, 49, 75 м-ийн зайд алслагдсан станцуудыг хүлээн авах боломжтой болж, тэдгээрийн дохио нь давхаргаас тусдаг. Ф 2 ба Э. Ионосферийн салангид давхарга нь HF радио дохионы тархалтад чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Радио долгионы нөлөөлөл нь ионосфер дахь чөлөөт электронууд байдагтай холбоотой боловч радио долгионы тархалтын механизм нь том ионуудтай холбоотой байдаг. Сүүлийнх нь судалгаанд бас сонирхолтой байдаг химийн шинж чанарагаар мандал, учир нь тэдгээр нь төвийг сахисан атом ба молекулуудаас илүү идэвхтэй байдаг. Ионосферт тохиолддог химийн урвалууд нь түүний энерги, цахилгаан тэнцвэрт байдалд чухал үүрэг гүйцэтгэдэг.

хэвийн ионосфер. Геофизикийн пуужин, хиймэл дагуулын тусламжтайгаар хийсэн ажиглалтууд нь агаар мандлын иончлолын нөлөөн дор явагддаг болохыг харуулсан олон шинэ мэдээллийг өгсөн. нарны цацрагөргөн хүрээтэй. Үүний гол хэсэг (90% -иас дээш) нь спектрийн харагдах хэсэгт төвлөрдөг. Нил ягаан туяанаас богино долгионы урттай, илүү их энергитэй хэт ягаан туяаг нарны агаар мандлын дотоод хэсгийн устөрөгч (хромосфер) ялгаруулж, түүнээс ч өндөр энергитэй рентген цацрагийг нарны хийнүүд ялгаруулдаг. гадна бүрхүүл (корона).

Ионосферийн хэвийн (дундаж) төлөв байдал нь байнгын хүчтэй цацраг туяанаас үүдэлтэй. Дэлхийн өдөр тутмын эргэлт, нарны туяа тусах өнцгийн улирлын ялгаатай байдлын нөлөөгөөр ердийн ионосферт тогтмол өөрчлөлтүүд гардаг боловч ионосферийн төлөв байдалд урьдчилан таамаглах боломжгүй, огцом өөрчлөлтүүд бас тохиолддог.

Ионосфер дахь зөрчил.

Мэдэгдэж байгаагаар, 11 жил тутамд хамгийн ихдээ хүрдэг үйл ажиллагааны мөчлөгийн давтагдах хүчтэй илрэлүүд наранд тохиолддог. Олон улсын геофизикийн жилийн (IGY) хөтөлбөрийн дагуу хийсэн ажиглалт нь цаг уурын системчилсэн ажиглалтын бүх хугацаанд нарны хамгийн их идэвхжилтэй үетэй давхцаж байв. 18-р зууны эхэн үеэс. Өндөр идэвхжилтэй үед нарны зарим хэсгийн гэрэлтэлт хэд дахин нэмэгдэж, хэт ягаан туяа, рентген цацрагийн хүч эрс нэмэгддэг. Ийм үзэгдлийг нарны туяа гэж нэрлэдэг. Тэд хэдэн минутаас нэг эсвэл хоёр цаг хүртэл үргэлжилдэг. Гал асаах үед нарны плазм (голчлон протон ба электронууд) дэлбэрч, энгийн хэсгүүд сансар огторгуй руу гүйдэг. Ийм гал асаах мөчид нарны цахилгаан соронзон ба корпускуляр цацраг нь дэлхийн агаар мандалд хүчтэй нөлөө үзүүлдэг.

Анхны урвал нь гялалзсанаас хойш 8 минутын дараа, хэт ягаан туяа, рентген туяа дэлхий дээр хүрэх үед ажиглагддаг. Үүний үр дүнд ионжуулалт огцом нэмэгддэг; рентген туяа нь ионосферийн доод хил хүртэл агаар мандалд нэвтэрдэг; Эдгээр давхаргууд дахь электронуудын тоо маш их нэмэгдэж, радио дохиог бараг бүрэн шингээдэг ("унтраасан"). Цацрагийн нэмэлт шингээлт нь хийн халалтыг үүсгэдэг бөгөөд энэ нь салхины хөгжилд хувь нэмэр оруулдаг. Ионжуулсан хий нь цахилгаан дамжуулагч бөгөөд дэлхийн соронзон орон дотор хөдлөхөд динамо эффект гарч ирдэг. цахилгаан. Ийм гүйдэл нь эргээд соронзон орны мэдэгдэхүйц цочролыг үүсгэж, соронзон шуурга хэлбэрээр илэрдэг.

Агаар мандлын дээд давхаргын бүтэц, динамик нь үндсэндээ нарны цацраг, химийн процесс, молекул, атомын өдөөлт, тэдгээрийн идэвхгүй байдал, мөргөлдөөн болон бусад энгийн процессуудын иончлол, диссоциацитай холбоотой термодинамикийн тэнцвэргүй үйл явцаар тодорхойлогддог. Энэ тохиолдолд нягтрал буурах тусам тэнцвэргүй байдлын зэрэг нь өндрөөр нэмэгддэг. 500-1000 км-ийн өндөрт, ихэвчлэн түүнээс дээш өндөрт агаар мандлын дээд давхаргын олон шинж чанаруудын тэнцвэргүй байдлын зэрэг нь маш бага байдаг бөгөөд энэ нь химийн урвалыг тодорхойлохын тулд сонгодог болон гидросоронзон гидродинамикийг ашиглах боломжийг олгодог.

Экзосфер - гадна давхаргаДэлхийн агаар мандал нь хэдэн зуун километрийн өндөрт эхэлдэг бөгөөд үүнээс хөнгөн, хурдан хөдөлж буй устөрөгчийн атомууд сансар огторгуй руу зугтаж чаддаг.

Эдвард Кононович

Уран зохиол:

Пудовкин М.И. Нарны физикийн үндэс. Санкт-Петербург, 2001 он
Эрис Чейсон, Стив Макмиллан Өнөөдөр одон орон судлал. Prentice Hall Inc. Дээд эмээлийн гол, 2002 он
Онлайн материал: http://ciencia.nasa.gov/



Агаар мандал бол дэлхий дээрх амьдралыг бий болгодог зүйл юм. Бид бага сургуульд уур амьсгалын талаархи анхны мэдээлэл, баримтуудыг олж авдаг. Ахлах сургуульд байхдаа бид газарзүйн хичээл дээр энэ ойлголтыг аль хэдийн мэддэг болсон.

Дэлхийн агаар мандлын тухай ойлголт

Агаар мандал нь зөвхөн дэлхий дээр төдийгүй бусад дээр ч байдаг селестиел биетүүд. Энэ бол гарагуудыг тойрсон хийн бүрхүүлийн нэр юм. Янз бүрийн гаригуудын энэхүү хийн давхаргын найрлага нь ихээхэн ялгаатай байдаг. Өөрөөр нэрлэгддэг агаарын тухай үндсэн мэдээлэл, баримтуудыг харцгаая.

Түүний хамгийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг нь хүчилтөрөгч юм. Зарим хүмүүс дэлхийн агаар мандал бүхэлдээ хүчилтөрөгчөөс бүрддэг гэж андуурдаг ч агаар нь үнэндээ хийн хольц юм. Энэ нь 78% азот, 21% хүчилтөрөгч агуулдаг. Үлдсэн нэг хувь нь озон, аргон, нүүрстөрөгчийн давхар исэл, усны уур юм. Эдгээр хийн хувь хэмжээ бага байх ёстой, гэхдээ тэдгээр нь чухал үүрэг гүйцэтгэдэг - нарны цацрагийн энергийн ихээхэн хэсгийг шингээж, улмаар гэрэлтүүлэгчийг манай гараг дээрх бүх амьдралыг үнс болгон хувиргахаас сэргийлдэг. Агаар мандлын шинж чанар нь өндрөөс хамааран өөрчлөгддөг. Тухайлбал, 65 км-ийн өндөрт азот 86%, хүчилтөрөгч 19% байна.

Дэлхийн агаар мандлын бүтэц

• Нүүрстөрөгчийн давхар исэлургамлын тэжээлд зайлшгүй шаардлагатай. Агаар мандалд амьд организмын амьсгалах, ялзрах, шатаах үйл явцын үр дүнд гарч ирдэг. Агаар мандлын найрлагад энэ нь байхгүй бол ямар ч ургамал оршин тогтнох боломжгүй болно.
• Хүчилтөрөгчхүний ​​хувьд агаар мандлын амин чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Түүний оршихуй нь бүх амьд организмын оршин тогтнох нөхцөл юм. Энэ нь агаар мандлын хийн нийт эзэлхүүний 20 орчим хувийг эзэлдэг.
• ОзонЭнэ нь амьд организмд сөргөөр нөлөөлдөг нарны хэт ягаан туяаг байгалийн шингээгч юм. Үүний ихэнх хэсэг нь агаар мандлын тусдаа давхарга - озоны дэлгэцийг бүрдүүлдэг. Сүүлийн үед хүний ​​үйл ажиллагаа аажмаар сүйрч эхлэхэд хүргэдэг боловч энэ нь маш чухал ач холбогдолтой тул түүнийг хадгалах, сэргээх идэвхтэй ажил хийгдэж байна.
• усны уурагаарын чийгшлийг тодорхойлдог. Түүний агуулга нь үүнээс хамаарч өөр өөр байж болно янз бүрийн хүчин зүйлүүд: агаарын температур, нутаг дэвсгэрийн байршил, улирал. Бага температурт агаарт усны уур маш бага, магадгүй нэг хувиас бага, өндөр температурт түүний хэмжээ 4% хүрдэг.
• Дээр дурдсан бүхнээс гадна дэлхийн агаар мандлын найрлагад үргэлж тодорхой хувь байдаг хатуу ба шингэн хольц. Энэ бол тортог, үнс далайн давс, тоос шороо, усны дусал, бичил биетэн. Тэд байгалийн болон антропоген аргаар агаарт нэвтэрч болно.

Агаар мандлын давхаргууд

Агаарын температур, нягтрал, чанарын найрлага нь өөр өөр өндөрт ижил байдаггүй. Үүнээс болж агаар мандлын янз бүрийн давхаргыг ялгах нь заншилтай байдаг. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн онцлог шинж чанартай байдаг. Агаар мандлын аль давхаргыг ялгаж байгааг олж мэдье.

• Тропосфер бол дэлхийн гадаргуутай хамгийн ойр орших агаар мандлын давхарга юм. Өндөр нь туйлаас дээш 8-10 км, халуун оронд 16-18 км. Агаар мандалд байдаг бүх усны уурын 90% нь энд байдаг тул идэвхтэй үүл үүсдэг. Мөн энэ давхаргад агаарын хөдөлгөөн (салхи), турбулент, конвекц зэрэг үйл явц байдаг. Халуун оронд дулааны улиралд үд дунд +45 хэмээс туйлд -65 хэм хүртэл байдаг.
• Стратосфер нь агаар мандлаас хамгийн алслагдсан хоёр дахь давхарга юм. Энэ нь 11-ээс 50 км-ийн өндөрт байрладаг. Стратосферийн доод давхаргад температур ойролцоогоор -55, дэлхийгээс хол зайд +1˚С хүртэл нэмэгддэг. Энэ бүсийг урвуу гэж нэрлэдэг бөгөөд стратосфер ба мезосферийн хоорондох хил юм.
• Мезосфер нь 50-90 км-ийн өндөрт байрладаг. Түүний доод хязгаарт температур 0 орчим, дээд хэсэгт -80...-90 ˚С хүрдэг. Дэлхийн агаар мандалд орж буй солирууд нь мезосферд бүрэн шатдаг бөгөөд энэ нь энд агаарын туяа үүсэх шалтгаан болдог.
• Термосфер нь ойролцоогоор 700 км зузаантай. Хойд гэрэл нь агаар мандлын энэ давхаргад гарч ирдэг. Тэд сансар огторгуйн цацраг, нарнаас ялгарах цацрагийн үйл ажиллагааны улмаас гарч ирдэг.
• Экзосфер бол агаарын тархалтын бүс юм. Энд хийн концентраци бага бөгөөд гариг ​​хоорондын орон зайд аажмаар зугтдаг.

Дэлхийн агаар мандал, сансар огторгуйн хоорондох хилийг 100 км-ийн шугам гэж үздэг. Энэ шугамыг Карманы шугам гэж нэрлэдэг.

агаарын даралт

Цаг агаарын урьдчилсан мэдээг сонсохдоо бид барометрийн даралтын уншилтыг ихэвчлэн сонсдог. Гэхдээ атмосферийн даралт гэж юу гэсэн үг вэ, энэ нь бидэнд хэрхэн нөлөөлж болох вэ?

Агаар нь хий, хольцоос бүрддэг болохыг бид олж мэдсэн. Эдгээр бүрэлдэхүүн хэсэг бүр өөрийн гэсэн жинтэй байдаг бөгөөд энэ нь 17-р зууныг хүртэл агаар мандал жингүй биш гэсэн үг юм. Агаар мандлын даралт гэдэг нь агаар мандлын бүх давхарга дэлхийн гадаргуу болон бүх объект дээр дарах хүч юм.

Эрдэмтэд нарийн төвөгтэй тооцоолол хийж, агаар мандал нэг метр квадрат талбайд 10,333 кг хүчээр дарагддаг болохыг баталжээ. гэсэн үг, Хүний биежин нь 12-15 тонн жинтэй агаарын даралтанд өртдөг. Бид яагаад үүнийг мэдрэхгүй байна вэ? Энэ нь бидний дотоод дарамтыг хэмнэж, гаднах дарамтыг тэнцвэржүүлдэг. Өндөрт атмосферийн даралт хамаагүй бага байдаг тул та онгоцонд эсвэл өндөр ууланд байхдаа агаар мандлын даралтыг мэдэрч чадна. Энэ тохиолдолд бие махбодийн таагүй байдал, чихний бөглөрөл, толгой эргэх боломжтой.

Эргэн тойрон дахь уур амьсгалын талаар маш их зүйлийг хэлж болно. Бид түүний тухай олон сонирхолтой баримтуудыг мэддэг бөгөөд зарим нь гайхмаар санагдаж магадгүй юм.

• Дэлхийн агаар мандлын жин 5,300,000,000,000,000 тонн.
• Энэ нь дуу чимээг дамжуулахад хувь нэмэр оруулдаг. 100 гаруй км-ийн өндөрт энэ шинж чанар нь агаар мандлын бүтэц өөрчлөгдсөний улмаас алга болдог.
• Агаар мандлын хөдөлгөөн нь дэлхийн гадаргуугийн жигд бус халалтын улмаас өдөөгддөг.
• Агаарын температурыг хэмжихэд термометр, атмосферийн даралтыг хэмжихэд барометрийг ашигладаг.
• Агаар мандал байгаа нь манай гарагийг өдөр бүр 100 тонн солир унахаас авардаг.
• Агаарын найрлага хэдэн зуун сая жилийн турш тогтсон боловч үйлдвэрлэлийн хурдацтай үйл ажиллагаа эхэлснээр өөрчлөгдөж эхлэв.
• Агаар мандал нь 3000 км-ийн өндөрт хүрдэг гэж үздэг.

Хүний хувьд агаар мандлын үнэ цэнэ

Агаар мандлын физиологийн бүс нь 5 км. Далайн түвшнээс дээш 5000 м-ийн өндөрт хүн хүчилтөрөгчийн өлсгөлөнд нэрвэгдэж эхэлдэг бөгөөд энэ нь түүний ажиллах чадвар буурч, сайн сайхан байдал муудаж байгаагаар илэрхийлэгддэг. Энэ нь хийн гайхалтай хольц байхгүй орон зайд хүн оршин тогтнох боломжгүй гэдгийг харуулж байна.

Агаар мандлын талаархи бүх мэдээлэл, баримтууд нь зөвхөн хүмүүст чухал ач холбогдолтой болохыг баталж байна. Түүний оршихуйн ачаар дэлхий дээр амьдрал үүсэх боломж гарч ирэв. Өнөөдрийг хүртэл хүн төрөлхтөн амьдрал өгөгч агаарт үзүүлж буй хор хөнөөлийн цар хүрээг үнэлсний дараа бид агаар мандлыг хадгалах, сэргээх цаашдын арга хэмжээний талаар бодох хэрэгтэй.

Нэвтэрхий толь бичиг YouTube

1 / 5

✪ Дэлхий сансрын хөлөг(Анги 14) - Агаар мандал

✪ Агаар мандал яагаад орон зайн вакуум руу татагдахгүй байсан бэ?

✪ "Союз ТМА-8" сансрын хөлөг дэлхийн агаар мандалд нэвтэрсэн.

✪ Агаар мандлын бүтэц, утга, судалгаа

✪ O. S. Ugolnikov "Дээд агаар мандал. Дэлхий ба сансар огторгуйн уулзалт"

Хадмал орчуулга

Агаар мандлын хил хязгаар

Агаар мандал нь дэлхийн эргэн тойронд хийн орчин бүхэлдээ дэлхийтэй хамт эргэлддэг хэсэг гэж тооцогддог. Агаар мандал нь дэлхийн гадаргуугаас 500-1000 км-ийн өндөрт эхэлж, экзосферт аажмаар гариг ​​хоорондын орон зайд шилждэг.

Олон улсын нисэхийн холбооноос санал болгож буй тодорхойлолтын дагуу агаар мандал, сансар огторгуйн хоорондох хилийг 100 км-ийн өндөрт байрлах Кармана шугамын дагуу зурдаг бөгөөд түүнээс дээш агаарын нислэг хийх боломжгүй болдог. НАСА нь 122 километрийн (400,000 фут) тэмдгийг агаар мандлын хил хязгаар болгон ашигладаг бөгөөд тэнд шаттлууд хөдөлгөгч маневраас аэродинамик маневр руу шилждэг.

Физик шинж чанарууд

Хүснэгтэд заасан хийнээс гадна агаар мандалд Cl 2, SO 2, NH 3, CO, O 3, NO 2, нүүрсустөрөгч, HCl,, HBr, уур, I 2, Br 2, түүнчлэн бусад олон бодис агуулагддаг. бага хэмжээгээр хий. Тропосферт их хэмжээний түдгэлзүүлсэн хатуу ба шингэн хэсгүүд (аэрозол) байнга байдаг. Радон (Rn) нь дэлхийн агаар мандлын хамгийн ховор хий юм.

Агаар мандлын бүтэц

агаар мандлын хилийн давхарга

Дэлхийн гадаргуугийн төлөв байдал, шинж чанар нь агаар мандлын динамик байдалд шууд нөлөөлдөг тропосферийн доод давхарга (1-2 км зузаантай).

Тропосфер

Түүний дээд хязгаар нь туйлын 8-10 км, сэрүүн бүсэд 10-12 км, халуун орны өргөрөгт 16-18 км өндөрт; өвлийн улиралд зуныхаас бага. Агаар мандлын доод, үндсэн давхарга нь нийт массын 80 гаруй хувийг эзэлдэг атмосферийн агаармөн агаар мандалд байгаа бүх усны уурын 90 орчим хувийг эзэлдэг. Тропосферт үймээн самуун, конвекц хүчтэй хөгжиж, үүл үүсч, циклон, антициклон үүсдэг. 0.65°/100 м-ийн дундаж босоо налуутай өндөрт температур буурдаг.

тропопауза

Тропосферээс стратосфер руу шилжих шилжилтийн давхарга, өндрөөр температурын бууралт зогсдог агаар мандлын давхарга.

Стратосфер

Агаар мандлын давхарга нь 11-50 км-ийн өндөрт байрладаг. 11-25 км-ийн давхаргад температурын бага зэрэг өөрчлөлт (стратосферийн доод давхарга) ба 25-40 км-ийн давхаргад -56.5-аас 0.8 хэм хүртэл нэмэгдэх нь ердийн үзэгдэл юм. Ойролцоогоор 40 км-ийн өндөрт ойролцоогоор 273 К (бараг 0 ° C) хэмд хүрч, 55 км-ийн өндөрт температур тогтмол хэвээр байна. Тогтмол температуртай энэ бүсийг стратопауз гэж нэрлэдэг бөгөөд стратосфер ба мезосферийн хоорондох хил юм.

Стратопауза

Стратосфер ба мезосферийн хоорондох агаар мандлын хилийн давхарга. Температурын босоо хуваарилалтад хамгийн их (ойролцоогоор 0 ° C) байдаг.

Мезосфер

Термосфер

Дээд хязгаар нь 800 орчим км. Температур нь 200-300 км-ийн өндөрт нэмэгдэж, 1500 К-ийн утгад хүрч, дараа нь өндөрт бараг тогтмол хэвээр байна. Нарны болон сансрын цацрагийн нөлөөн дор агаар ионждог ("туйлт гэрэл") - ионосферийн гол бүсүүд термосфер дотор оршдог. 300 км-ээс дээш өндөрт атомын хүчилтөрөгч давамгайлдаг. Термосферийн дээд хязгаар нь нарны одоогийн идэвхжилээр тодорхойлогддог. Үйл ажиллагаа багатай үед - жишээлбэл, 2008-2009 онд энэ давхаргын хэмжээ мэдэгдэхүйц буурч байна.

Термопауз

Термосферээс дээш агаар мандлын бүс нутаг. Энэ бүс нутагт нарны цацрагийн шингээлт нь ач холбогдолгүй бөгөөд температур нь өндрөөс хамааран өөрчлөгддөггүй.

Экзосфер (тарсан бөмбөрцөг)

100 км-ийн өндөрт агаар мандал нь нэг төрлийн, сайн холилдсон хийн хольц юм. Өндөр давхаргад хийнүүдийн өндөрт хуваарилалт нь тэдгээрийн хэмжээнээс хамаарна молекулын жин, хүнд хийн агууламж дэлхийн гадаргуугаас холдох тусам хурдан буурдаг. Хийн нягтын бууралтаас болж температур стратосфер дэх 0 ° C-аас мезосфер дэх -110 ° C хүртэл буурдаг. Гэсэн хэдий ч 200-250 км-ийн өндөрт байгаа бие даасан хэсгүүдийн кинетик энерги нь ~150 ° C температуртай тохирч байна. 200 км-ээс дээш зайд цаг хугацаа, орон зайд температур, хийн нягтын мэдэгдэхүйц хэлбэлзэл ажиглагдаж байна.

Ойролцоогоор 2000-3500 км-ийн өндөрт экзосфер нь аажмаар гэж нэрлэгддэг хэсэгт шилждэг. сансрын вакуумын ойролцоогариг ​​хоорондын хийн ховор тоосонцор, гол төлөв устөрөгчийн атомуудаар дүүрсэн . Гэхдээ энэ хий бол гараг хоорондын бодисын зөвхөн нэг хэсэг юм. Нөгөө хэсэг нь сүүлт од, солирын гаралтай тоос мэт хэсгүүдээс тогтдог. Энэ орон зайд маш ховордсон тоос мэт хэсгүүдээс гадна нарны болон галактикийн гаралтай цахилгаан соронзон болон корпускуляр цацраг нэвтэрдэг.

Хяналт

Тропосфер нь агаар мандлын массын 80 орчим хувийг, стратосфер нь 20 орчим хувийг эзэлдэг; мезосферийн масс 0.3% -иас ихгүй, термосфер нь агаар мандлын нийт массын 0.05% -иас бага байна.

Үндэслэсэн цахилгаан шинж чанарагаар мандалд ялгардаг нейтроферболон ионосфер .

Агаар мандалд байгаа хийн найрлагаас хамааран тэд ялгаруулдаг гомосферболон гетеросфер. гетеросфер- ийм өндөрт холилдох нь бага байдаг тул таталцал нь хий ялгахад нөлөөлдөг газар юм. Тиймээс гетеросферийн хувьсах бүрэлдэхүүнийг дагаж мөрддөг. Түүний доор агаар мандлын сайн холилдсон нэгэн төрлийн хэсэг оршдог бөгөөд үүнийг гомосфер гэж нэрлэдэг. Эдгээр давхаргын хоорондох хилийг турбопауз гэж нэрлэдэг бөгөөд энэ нь 120 км-ийн өндөрт оршдог.

Агаар мандлын бусад шинж чанар, хүний ​​биед үзүүлэх нөлөө

Далайн түвшнээс дээш 5 км-ийн өндөрт аль хэдийн бэлтгэгдээгүй хүн хүчилтөрөгчийн өлсгөлөнг бий болгож, дасан зохицох чадваргүй бол хүний ​​гүйцэтгэл мэдэгдэхүйц буурдаг. Энд агаар мандлын физиологийн бүс дуусдаг. 115 км хүртэл агаар мандалд хүчилтөрөгч агуулагддаг ч 9 км-ийн өндөрт хүний ​​амьсгалах боломжгүй болдог.

Агаар мандал нь биднийг амьсгалахад шаардлагатай хүчилтөрөгчөөр хангадаг. Гэсэн хэдий ч өндөрт гарахад агаар мандлын нийт даралт буурдаг тул хүчилтөрөгчийн хэсэгчилсэн даралт ч мөн адил буурдаг.

Агаарын ховор давхаргад дуу чимээ тархах боломжгүй юм. 60-90 км-ийн өндөрт агаарын эсэргүүцэл ба өргөлтийг удирдлагатай аэродинамик нислэгт ашиглах боломжтой хэвээр байна. Гэхдээ 100-130 км-ийн өндрөөс эхлэн нисгэгч бүрт танил болсон M тоо ба дууны хаалт гэсэн ойлголтууд утгаа алддаг: нөхцөлт Карманы шугам байдаг бөгөөд үүнээс цааш цэвэр баллистик нислэгийн талбай эхэлдэг. , үүнийг зөвхөн реактив хүчийг ашиглан хянах боломжтой.

100 км-ээс дээш өндөрт агаар мандал нь бас нэг гайхамшигтай шинж чанараас алдагддаг - дулааны энергийг конвекцоор (өөрөөр хэлбэл агаар холих замаар) шингээх, дамжуулах, дамжуулах чадвар. Энэ нь тоног төхөөрөмжийн янз бүрийн элементүүд, тойрог замын тоног төхөөрөмж гэсэн үг юм сансрын станцТэдгээрийг ихэвчлэн онгоцонд хийдэг шиг гаднаас нь хөргөх боломжгүй - агаарын тийрэлтэт болон агаарын радиаторын тусламжтайгаар. Ер нь сансар огторгуйн нэгэн адил ийм өндөрт дулаан дамжуулах цорын ганц арга бол дулааны цацраг юм.

Агаар мандал үүссэн түүх

Хамгийн түгээмэл онолын дагуу дэлхийн агаар мандал сүүлийн үеийн түүхэнд гурван удаа байжээ янз бүрийн найрлага. Эхэндээ энэ нь гариг ​​хоорондын сансар огторгуйгаас авсан хөнгөн хий (устөрөгч ба гелий) -ээс бүрддэг байв. Энэ гэж нэрлэгддэг анхдагч уур амьсгал. Дараагийн шатанд галт уулын идэвхтэй үйл ажиллагаа нь агаар мандлыг устөрөгчөөс бусад хий (нүүрстөрөгчийн давхар исэл, аммиак, усны уур) -аар дүүргэхэд хүргэсэн. Ийм л байна хоёрдогч уур амьсгал. Энэ уур амьсгалыг сэргээж өгсөн. Цаашилбал, агаар мандал үүсэх үйл явцыг дараахь хүчин зүйлүүдээр тодорхойлно.

• гариг ​​хоорондын орон зайд хөнгөн хий (устөрөгч ба гелий) нэвчих;
• хэт ягаан туяа, аянгын ялгадас болон бусад хүчин зүйлийн нөлөөн дор агаар мандалд тохиолддог химийн урвалууд.

Аажмаар эдгээр хүчин зүйлүүд үүсэхэд хүргэсэн гуравдагч уур амьсгал, устөрөгчийн агууламж хамаагүй бага, азот, нүүрстөрөгчийн давхар ислийн илүү их агууламжтай (аммиак ба нүүрсустөрөгчийн химийн урвалын үр дүнд үүссэн) тодорхойлогддог.

Азотын

Боловсрол их тооазот N 2 нь 3 тэрбум жилийн өмнөөс эхлэн фотосинтезийн үр дүнд гаригийн гадаргуугаас гарч эхэлсэн молекул хүчилтөрөгч O 2-ээр аммиак-устөрөгчийн агаар мандлын исэлдэлтээс үүдэлтэй юм. Азот N 2 нь нитрат болон бусад азот агуулсан нэгдлүүдийг денитрифийн үр дүнд агаар мандалд мөн ялгардаг. Азот нь агаар мандлын дээд давхаргад озоноор исэлдэж NO-д ордог.

Азот N 2 нь зөвхөн тодорхой нөхцөлд (жишээлбэл, аянга буух үед) урвалд ордог. Цахилгаан цэнэгийн үед молекул азотыг озоноор исэлдүүлэх нь үйлдвэрлэлийн үйлдвэрлэлд бага хэмжээгээр ашиглагддаг. азотын бордоо. Энэ нь буурцагт ургамалтай үндэслэг биет симбиоз үүсгэдэг цианобактер (цэнхэр-ногоон замаг) болон зангилааны нянгийн нөлөөгөөр эрчим хүч бага зарцуулж исэлдэж, биологийн идэвхит хэлбэрт хувиргаж, шавхагдахгүй, харин хөрсийг баяжуулдаг үр дүнтэй ногоон бууц болно. байгалийн бордоо.

Хүчилтөрөгч

Дэлхий дээр амьд организм бий болсноор фотосинтезийн үр дүнд хүчилтөрөгч ялгарч, нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж авснаар агаар мандлын найрлага эрс өөрчлөгдөж эхэлсэн. Эхлээд хүчилтөрөгчийг бууруулсан нэгдлүүдийг исэлдүүлэхэд зарцуулсан - аммиак, нүүрсустөрөгчид, далайд агуулагдах төмрийн төмрийн хэлбэр гэх мэт. Энэ үе шатны төгсгөлд агаар мандалд хүчилтөрөгчийн агууламж нэмэгдэж эхлэв. Аажмаар исэлдүүлэх шинж чанартай орчин үеийн уур амьсгал бий болсон. Энэ нь агаар мандал, литосфер, шим мандал дахь олон үйл явцын ноцтой, огцом өөрчлөлтийг үүсгэсэн тул энэ үйл явдлыг Хүчилтөрөгчийн сүйрэл гэж нэрлэв.

үнэт хийнүүд

Агаарын бохирдол

Сүүлийн үед хүн агаар мандлын хувьсалд нөлөөлж эхэлсэн. Хүний үйл ажиллагааны үр дүн нь өмнөх геологийн эрин үед хуримтлагдсан нүүрсустөрөгчийн түлшний шаталтаас болж агаар мандалд нүүрстөрөгчийн давхар ислийн агууламж байнга нэмэгдэж байсан. Асар их хэмжээний CO 2 нь фотосинтезийн явцад зарцуулагдаж, дэлхийн далайд шингэдэг. Энэхүү хий нь карбонат чулуулаг, ургамал, амьтны гаралтай органик бодисын задрал, галт уулын болон хүний ​​үйлдвэрлэлийн үйл ажиллагааны улмаас агаар мандалд ордог. Сүүлийн 100 жилийн хугацаанд агаар мандалд CO 2-ын агууламж 10%-иар нэмэгдсэн бөгөөд гол хэсэг нь (360 тэрбум тонн) түлшний шаталтаас үүдэлтэй. Хэрэв түлшний шаталтын өсөлт үргэлжилбэл ойрын 200-300 жилд агаар мандалд байгаа CO 2-ын хэмжээ хоёр дахин нэмэгдэж, дэлхийн цаг уурын өөрчлөлтөд хүргэж болзошгүй юм.

Түлшний шаталт нь бохирдуулагч хийн (СО,, SO 2) гол эх үүсвэр юм. Хүхрийн давхар ислийг агаар мандлын хүчилтөрөгчөөр исэлдүүлэн SO 3, азотын ислийг NO 2 болгож, улмаар усны ууртай харилцан үйлчилж, үүссэн хүхрийн хүчил H 2 SO 4, азотын хүчил HNO 3 нь дэлхийн гадаргуу дээр унадаг. хэлбэр гэж нэрлэгддэг. хүчиллэг бороо. Хэрэглээ

- Дэлхийтэй хамт эргэдэг бөмбөрцгийн агаарын бүрхүүл. Агаар мандлын дээд хилийг 150-200 км-ийн өндөрт хийдэг. Доод хил нь дэлхийн гадаргуу юм.

Агаар мандлын агаар нь хийн хольц юм. Гадаргуугийн агаарын давхарга дахь түүний эзлэхүүний ихэнх хэсэг нь азот (78%) ба хүчилтөрөгч (21%) юм. Үүнээс гадна агаар нь инертийн хий (аргон, гелий, неон гэх мэт), нүүрстөрөгчийн давхар исэл (0.03), усны уур, янз бүрийн хатуу хэсгүүд (тоос, хөө тортог, давсны талст) агуулдаг.

Агаар нь өнгөгүй, тэнгэрийн өнгө нь гэрлийн долгионы тархалтын онцлогтой холбоотой юм.

Агаар мандал нь тропосфер, стратосфер, мезосфер, термосфер гэсэн хэд хэдэн давхаргаас бүрдэнэ.

Агаарын доод давхарга гэж нэрлэдэг тропосфер.Өөр өөр өргөрөгт түүний хүч ижил биш байна. Тропосфер нь гаригийн хэлбэрийг давтаж, тэнхлэгийн эргэлтэнд Дэлхийтэй хамт оролцдог. Экватор дээр агаар мандлын зузаан 10-20 км-ийн хооронд хэлбэлздэг. Экваторт энэ нь их, туйлд бага байдаг. Тропосфер нь агаарын хамгийн их нягтралаар тодорхойлогддог бөгөөд бүх агаар мандлын массын 4/5 нь түүнд төвлөрдөг. Тропосфер нь тодорхойлдог цаг агаар: энд янз бүрийн агаарын масс үүсч, үүл, хур тунадас үүсэж, агаарын хэвтээ болон босоо чиглэлд эрчимтэй хөдөлгөөн үүсдэг.

Тропосферийн дээгүүр 50 км хүртэл өндөрт байрладаг стратосфер.Энэ нь агаарын бага нягтралаар тодорхойлогддог, дотор нь усны уур байдаггүй. Стратосферийн доод хэсэгт 25 км орчим өндөрт. "озоны дэлгэц" байдаг - организмд үхэлд хүргэдэг хэт ягаан туяаг шингээдэг озоны өндөр агууламжтай агаар мандлын давхарга.

50-аас 80-90 км өндөрт сунадаг мезосфер.Өндөр өсөх тусам температур (0.25-0.3) ° / 100 м-ийн дундаж босоо градиентаар буурч, агаарын нягт буурдаг. Эрчим хүчний гол процесс нь цацрагийн дулаан дамжуулалт юм. Агаар мандлын гэрэлтэх нь радикалууд, чичиргээнээр өдөөгдсөн молекулуудтай холбоотой нарийн төвөгтэй фотохимийн процессуудаас үүдэлтэй юм.

Термосфер 80-90-аас 800 км-ийн өндөрт байрладаг. Энд агаарын нягтрал хамгийн бага, агаарын иончлолын түвшин маш өндөр байна. Нарны идэвхжилээс хамаарч температур өөрчлөгддөг. Цэнэглэсэн бөөмс ихтэй учир энд аврора, соронзон шуурга ажиглагддаг.

Агаар мандал нь дэлхийн байгальд чухал ач холбогдолтой юм.Хүчилтөрөгчгүй бол амьд организм амьсгалж чадахгүй. Түүний озоны давхарга нь бүх амьд биетийг хортой хэт ягаан туяанаас хамгаалдаг. Агаар мандал нь температурын хэлбэлзлийг жигд болгодог: дэлхийн гадаргуу шөнийн цагаар хэт хөрдөггүй, өдрийн цагаар хэт халдаггүй. Агаар мандлын агаарын нягт давхаргад гаригийн гадаргуу дээр хүрэхгүй байх үед солирууд өргөснөөс шатдаг.

Агаар мандал нь дэлхийн бүх бүрхүүлтэй харилцан үйлчилдэг. Түүний тусламжтайгаар далай ба хуурай газрын хоорондох дулаан, чийгийн солилцоо. Агаар мандалгүйгээр үүл, хур тунадас, салхи байхгүй болно.

Агаар мандалд ихээхэн сөрөг нөлөө үзүүлдэг эдийн засгийн үйл ажиллагаахүн. Агаарын бохирдол үүсдэг бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгчийн дутуу ислийн (CO 2) агууламж нэмэгдэхэд хүргэдэг. Мөн энэ нь дэлхийн дулааралд хувь нэмрээ оруулж, "хүлэмжийн нөлөө" -ийг нэмэгдүүлдэг. Аж үйлдвэрийн хог хаягдал, тээврийн улмаас дэлхийн озоны давхарга устаж байна.

Агаар мандлыг хамгаалах шаардлагатай. Өндөр хөгжилтэй орнуудад агаар мандлын агаарыг бохирдлоос хамгаалах цогц арга хэмжээ авч байна.

Танд асуух зүйл байна уу? Уур амьсгалын талаар илүү ихийг мэдмээр байна уу?
Багшаас тусламж авахын тулд бүртгүүлнэ үү.

материалыг бүрэн буюу хэсэгчлэн хуулбарласан сайтын эх сурвалжийн холбоос шаардлагатай.

Агаар мандлын агаар нь азот (77.99%), хүчилтөрөгч (21%), идэвхгүй хий (1%), нүүрстөрөгчийн давхар исэл (0.01%) зэргээс бүрдэнэ. Түлшний шаталтын бүтээгдэхүүн агаар мандалд ордог тул нүүрстөрөгчийн давхар ислийн эзлэх хувь цаг хугацаа өнгөрөх тусам нэмэгдэж, үүнээс гадна нүүрстөрөгчийн давхар ислийг шингээж, хүчилтөрөгч ялгаруулдаг ойн талбай багасдаг.

Агаар мандалд мөн бага хэмжээний озон агуулагддаг бөгөөд энэ нь ойролцоогоор 25-30 км-ийн өндөрт төвлөрч, озоны давхарга гэж нэрлэгддэг давхарга үүсгэдэг. Энэ давхарга нь нарны хэт ягаан туяанд саад учруулж, дэлхийн амьд организмд аюултай.

Үүнээс гадна агаар мандалд усны уур, янз бүрийн хольц байдаг - тоосны тоосонцор, галт уулын үнс, хөө тортог гэх мэт. Хольцын концентраци нь дэлхийн гадаргын ойролцоо болон зарим хэсэгт илүү өндөр байдаг: дээш том хотууд, цөл.

Тропосфер- бага, энэ нь агаарын ихэнх хэсгийг агуулдаг ба. Энэ давхаргын өндөр нь ижил биш: халуун орны ойролцоо 8-10 км-ээс экваторын ойролцоо 16-18 км хүртэл. тропосферийн хувьд энэ нь өндрөөр буурдаг: километр тутамд 6 хэмээр буурдаг. Тропосферт цаг агаар үүсч, салхи, хур тунадас, үүл, циклон, антициклон үүсдэг.

Агаар мандлын дараагийн давхарга нь стратосфер. Түүний доторх агаар нь илүү ховор, усны уур багатай байдаг. Стратосферийн доод хэсэгт температур -60 - -80 ° C байдаг бөгөөд өндөр өсөх тусам буурдаг. Озоны давхарга нь стратосферд байдаг. Стратосфер нь салхины өндөр хурдтай (80-100 м/с хүртэл) онцлогтой.

Мезосфер- 50-аас S0-S5 км-ийн өндөрт стратосферийн дээгүүр орших агаар мандлын дунд давхарга. Мезосфер нь доод хил дээр 0 ° C-аас дээд хил дээр -90 ° C хүртэл өндөртэй дундаж температур буурч байгаагаараа онцлог юм. Мезосферийн дээд хилийн ойролцоо шөнийн цагаар нарны туяагаар гэрэлтдэг шөнийн үүл ажиглагддаг. Мезосферийн дээд хил дэх агаарын даралт дэлхийн гадаргуугаас 200 дахин бага байна.

Термосфер- мезосферийн дээгүүр, SO-аас 400-500 км-ийн өндөрт байрладаг бөгөөд температур нь эхлээд аажмаар, дараа нь дахин хурдан өсч эхэлдэг. Шалтгаан нь 150-300 км-ийн өндөрт нарны хэт ягаан туяаг шингээж авдаг. Термосферт температур тасралтгүй 400 км-ийн өндөрт нэмэгдэж, 700-1500 ° C хүрдэг (нарны идэвхжилээс хамаарч). Хэт ягаан туяа, рентген туяа, сансрын цацрагийн нөлөөн дор агаарын ионжуулалт ("туйлт гэрэл") үүсдэг. Ионосферийн гол бүсүүд нь термосфер дотор оршдог.

Экзосфер- агаар мандлын гаднах, хамгийн ховор давхарга нь 450-000 км-ийн өндөрт эхэлдэг бөгөөд дээд хил нь дэлхийн гадаргуугаас хэдэн мянган км-ийн зайд байрладаг бөгөөд бөөмсийн концентраци нь гариг ​​хоорондынхтай ижил болдог. зай. Экзосфер нь ионжуулсан хий (плазм) -аас бүрдэнэ; экзосферийн доод ба дунд хэсэг нь ихэвчлэн хүчилтөрөгч, азотоос бүрддэг; өндөрт нэмэгдэх тусам хөнгөн хий, ялангуяа ионжуулсан устөрөгчийн харьцангуй концентраци хурдан нэмэгддэг. Экзосфер дахь температур 1300-3000 ° C; энэ нь өндрөөрөө аажмаар ургадаг. Экзосфер нь дэлхийн цацрагийн бүсүүдийг агуулдаг.