АТМОСФЕРА ЗЕМЛИ

Атмосфера Земли -газовая оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с нею как единое целое. Она обеспечивает возможность жизни на Земле и оказывает большое влияние на разные стороны жизни человечества. Такие параметры атмосферы как давление, плотность, температура воздуха, скорость и направление ветра непосредственно влияют на военную деятельность.

Физические характеристики атмосферы более или менее закономерно изменяются по вертикали, поэтому ее принято делить на несколько слоев. По характеру распространения температуры по высоте атмосфера делится на: тропосферу (от 0 до 10 - 18 км), стратосферу (от 18 - 20 до 50 - 55 км), мезосферу (от 50 - 55 до 80 - 85 км), термосферу (от 80 - 85 до 1000 км) и экзосферу (от 1000 км и выше) (рис. 1). По составу воздуха делится на гомосферу (от 0 до 90 - 100 км) и гетеросферу (свыше 100 км).

Тропосфера -нижний слой атмосферы, прилегающий к Земле. Толщина его невелика и неодинакова на различных широтах. На экваторе он утолщается до высоты 16 - 18 км, в средних широтах достигает 10 - 12 км, а на полюсах составляет всего 7 - 8 км. В тропосфере содержится 3/4 всей массы воздуха и почти весь водяной пар атмосферы. В этом слое развиваются все метеорологические явления - образование облаков, выпадение осадков и др. Особенностью тропосферы является понижение температуры, давления и плотности воздуха по мере увеличения высоты. Так, температура понижается примерно на 6°С на каждый километр высоты и у верхней границы она бывает порядка - 50, - 60°С. На высоте 5,5 км плотность воздуха и атмосферное давление в 2 раза меньше, чем у Земли, а на высоте 22 км составляет всего 4% от их величины над уровнем моря. Поэтому уже на высоте 15 км невозможно дыхание человека, а на высоте 20 км и более закипает жидкость внутри организмов, находящихся в открытой среде.

Тропосфера по температуре неоднородна и по горизонтали: массы холодного воздуха сменяются более теплыми, а между ними формируются отчетливые переходные зоны - атмосферные фронты, на которых возникает мощная облачность, грозы, шквалы, метели и туманы.

Над тропосферой расположен слой тропопаузы мощностью от нескольких сот метров до 2 км и характеризующийся постоянством температуры или даже ее повышением на 10 - 15°.

Стратосфера -слой, в котором температура с высотой остается постоянной (около - 55° С), так как здесь приток тепла равен его оттоку. В пределах стратосферы находится слой повышенной концентрации озона. Этот слой, сильно поглощая ультрафиолетовое излучение, защищает Землю от его биологически вредного воздействия на дыхательные органы человека. Поэтому на высотных самолетах оборудуются приборы, изменяющие состав воздуха, взятого за бортом и предназначенного для дыхания летчика.

Мезосфера -слой, который можно разделить на два подслоя. Нижний, более теплый, отличается постоянством или даже инверсией температуры. Его высота от 40 до 60 км. В этом подслое (с высоты 35 км) температура начинает повышаться и на высоте 60 км достигает +67,+70°С. При этой высоте находится слой, отражающий звуковые волны, идущие от земной поверхности. Верхний подслой, более холодный, высотой от 60 до 80 км. Здесь температура воздуха вновь быстро понижается с высотой до - 70, - 80°С.

Термосфера (или ионосфера) -слой, отличающийся большими колебаниями температуры и особыми электрическими свойствами. На высотах более 80 км воздух под действием свободно проникающей солнечной радиации становится сильно ионизированным, образуются отрицательно заряженные частицы - электроны и положительно заряженные - ионы, существенно влияющие на распространение радиоволн различной длины. Воздух в термосфере очень разрежен, плотность его чрезвычайно мала, а поэтому здесь необходима серьезная защита экипажей от радиационной опасности.

Экзосфера -слой, где атмосферные газы рассеиваются в мировое пространство и где происходит постепенный переход от атмосферы к межпланетному пространству.

С точки зрения полетов летательных аппаратов атмосфера делится на: область, в которой по условиям плотности воздуха возможен полет аэродинамических летательных аппаратов, начинающуюся у поверхности Земли и простирающуюся до высоты 65 км; приземное космическое пространство (65 - 150 км), где возможны полеты авиационно-космических летательных аппаратов; ближний космос (150 - 1000 км) и дальний космос (свыше 1000 км) - область полетов космических летательных аппаратов.

Рис.1. Схема атмосферы Земли

Пояснения к рис.1: 1 - уровень моря; 2 - высшая точка Земли - Джомолунгма (Эверест, 8848 м); 3 - кучевые облака хорошей погоды; 4 - мощно - кучевые облака; 5 - ливневые (грозовые) облака; 6 - слоисто - дождевые облака; 7 - перистые облака; 8 - самолет; 9 - слой максимальной концентрации озона; 10 - перламутровые облака; 11 - стратостат; 12 - радиозонд; 13 - метеоры; 14 - серебристые облака; 15 - полярные сияния; 16 - самолет - ракета; 17, 18, 19 - радиоволны, отражающиеся от ионизированных слоев и возвращающиеся на Землю; 20 - звуковая волна, отражающаяся от теплого слоя и возвращающаяся на Землю; 21 - первый ИСЗ; 22 - межконтинентальная баллистическая ракета; 23 - геофизические исследовательские ракеты; 24 - метеорологические спутники; 25 - космические корабли «Союз - 4» и «Союз - 5»; 26 - космические корабли; 27,28 - ускальзывание атомов Н и Не; 29 - траектория солнечных протонов Р; 30 - проникновение ультрафиолетовых лучей.