atmosfæren er lagdelt, der svarer til, hvordan atmosfærens temperatur ændringer med højden. Ved at forstå, hvordan temperaturændringer med højden, kan vi lære meget om, hvordan atmosfæren fungerer. Mens vejret finder sted i den nedre atmosfære, sker interessante ting, såsom den smukke aurora, højere i atmosfæren.Hvorfor stiger varm luft?, Gasmolekyler er i stand til at bevæge sig frit, og hvis de ikke er opretholdt, som de er i atmosfæren, kan de tage mere eller mindre plads.
- når gasmolekylerne er kølige, er de trægte og tager ikke så meget plads. Med det samme antal molekyler på mindre plads er både lufttæthed og lufttryk højere.
- når gasmolekyler er varme, bevæger de sig kraftigt og optager mere plads. Lufttætheden og lufttrykket er lavere.
varmere, lettere luft er mere flydende end den køligere luft over den, så den stiger., Den køligere luft synker derefter ned, fordi den er tættere end luften under den. Dette er konvektion, som blev beskrevet i pladetektonik-kapitlet.
den egenskab, der ændrer sig mest slående med højden, er lufttemperatur. I modsætning til ændringen i tryk og densitet, som falder med højden, er ændringer i lufttemperaturen ikke regelmæssige. En ændring i temperatur med afstand kaldes en temperaturgradient.
atmosfæren er opdelt i lag baseret på, hvordan temperaturen i dette lag ændres med højden, lagets temperaturgradient., Temperaturgradienten for hvert lag er anderledes. I nogle lag stiger temperaturen med højden, og i andre falder den. Temperaturgradienten i hvert lag bestemmes af lagets varmekilde. De fleste af de vigtige processer i atmosfæren finder sted i De laveste to lag: troposfæren og stratosfæren.
troposfæren
troposfærens temperatur er højest nær jordens overflade og falder med højden. I gennemsnit er temperaturgradienten af troposfæren 6,5 o perc per 1.000 m (3.,6off pr.1.000 ft.) af højde. Hvad er varmekilden til troposfæren?jordens overflade er en vigtig varmekilde for troposfæren, selvom næsten al den varme kommer fra solen. Sten, jord og vand på jorden absorberer solens lys og udstråler det tilbage i atmosfæren som varme. Temperaturen er også højere nær overfladen på grund af den større tæthed af gasser. Den højere tyngdekraft får temperaturen til at stige.
Bemærk, at i troposfæren varmere luft er under køligere luft. Hvad tror du konsekvensen af dette er? Denne tilstand er ustabil., Den varme luft nær overfladen stiger og kølig luft højere i troposfæren synker. Så luft i troposfæren gør meget blanding. Denne blanding får temperaturgradienten til at variere med tid og sted. Den stigende og forlis af luft i troposfæren betyder, at alle planetens vejr finder sted i troposfæren.
Nogle gange er der en temperaturinversion, lufttemperaturen i troposfæren stiger med højden, og varm luft sidder over kold luft. Inversioner er meget stabile og kan vare i flere dage eller endda uger., De danner:
- Over land om natten eller om vinteren, når jorden er kold. Den kolde jord afkøler luften, der sidder over den, hvilket gør dette lave luftlag tættere end luften over det.
- nær kysten, hvor koldt havvand køler luften over det. Når den tættere luft bevæger sig ind i landet, glider den under den varmere luft over landet.da temperaturinversioner er stabile, fælder de ofte forurenende stoffer og producerer usunde luftforhold i byer. På toppen af troposfæren er et tyndt lag, hvor temperaturen ikke ændres med højden., Dette betyder, at den køligere, tættere luft i troposfæren er fanget under den varmere, mindre tætte luft i stratosfæren. Luft fra troposfæren og stratosfæren blander sjældent.
stratosfæren
aske og gas fra et stort vulkanudbrud kan sprænge ind i stratosfæren, laget over troposfæren. En gang i stratosfæren forbliver den suspenderet der i mange år, fordi der er så lidt blanding mellem de to lag. Piloter kan lide at flyve i de nedre dele af stratosfæren, fordi der er lidt luftturbulens.,i stratosfæren stiger temperaturen med højden. Hvad er varmekilden til stratosfæren? Den direkte varmekilde til stratosfæren er solen. Luft i stratosfæren er stabil, fordi varmere, mindre tæt luft sidder over køligere, tættere luft. Som et resultat er der lidt Blanding af luft i laget.
o .onlaget findes i stratosfæren mellem 15 til 30 km (9 til 19 miles) højde. Tykkelsen af O .onlaget varierer afhængigt af sæsonen og også efter breddegrad., Ozonlaget er meget vigtigt, fordi ozon gas i stratosfæren, absorberer det meste af Solens skadelige ultraviolette (UV) stråling. På grund af dette beskytter o .onlaget livet på jorden. UV-lys med høj energi trænger ind i celler og beskadiger DNA, hvilket fører til celledød (som vi kender som en dårlig solskoldning). Organismer på jorden er ikke tilpasset kraftig UV-eksponering, som dræber eller beskadiger dem. Uden o .onlaget for at afspejle UVC-og UVB-stråling ville det mest komplekse liv på jorden ikke overleve længe.
mesosfæren
temperaturer i mesosfæren falder med højden., Fordi der er få gasmolekyler i mesosfæren for at absorbere solens stråling, er varmekilden stratosfæren nedenfor. Mesosfæren er ekstremt kold, især på toppen, omkring -90 grader c (-130 grader F).
luften i mesosfæren har ekstremt lav densitet: 99,9 procent af atmosfærens masse er under mesosfæren. Som følge heraf er lufttrykket meget lavt. En person, der rejser gennem mesosfæren, vil opleve alvorlige forbrændinger fra ultraviolet lys, da o .onlaget, der giver UV-beskyttelse, er i stratosfæren nedenfor., Der ville være næsten ingen ilt til vejrtrækning. Fremmed endnu, en ubeskyttet rejsendes blod ville koge ved normal kropstemperatur, fordi trykket er så lavt.
Thermosfæren
tætheden af molekyler, der er så lav i thermosfæren, at en gas molekyle kan gå omkring 1 km før det kolliderer med et andet molekyle. Da så lidt energi overføres, føles luften meget kold. Inden for termosfæren er ionosfæren., Ionosfæren får sit navn fra solstrålingen, der ioniserer gasmolekyler for at skabe en positivt ladet ion og en eller flere negativt ladede elektroner. De frigjorte elektroner rejser inden for ionosfæren som elektriske strømme. På grund af de frie ioner har ionosfæren mange interessante egenskaber. Om natten springer radiobølger ud af ionosfæren og tilbage til jorden. Derfor kan du ofte hente en AM-radiostation langt fra dens kilde om natten.,Van Allen – strålebælterne er to donutformede zonesoner med stærkt ladede partikler, der er placeret uden for atmosfæren i magnetosfæren. Partiklerne stammer fra soludbrud og flyver til jorden på solvinden. Når de er fanget af Jordens magnetfelt, følger de langs feltets magnetiske kraftlinjer. Disse linjer strækker sig fra oven ækvator til Nordpolen og også til Sydpolen derefter vende tilbage til ækvator.,når massive solstorme får Van Allen—bælterne til at blive overbelastet med partikler, er resultatet det mest spektakulære træk ved ionosfæren-natlig aurora. Partiklerne spiral langs magnetfeltlinjer mod polerne. De ladede partikler aktiverer ilt-og nitrogengasmolekyler, hvilket får dem til at lyse op. Hver gas udsender en bestemt lysfarve.
Der er ingen reel ydre grænse for eksosfæren, det yderste lag af atmosfæren; gasmolekylerne bliver endelig så knappe, at der på et tidspunkt ikke er mere. Ud over atmosfæren er solvinden., Solvinden er lavet af højhastighedspartikler, for det meste protoner og elektroner, der rejser hurtigt udad fra solen.
Der er ingen reel ydre grænse for eksosfæren, det yderste lag af atmosfæren; gasmolekylerne bliver endelig så knappe, at der på et tidspunkt ikke er mere. Ud over atmosfæren er solvinden. Solvinden er lavet af højhastighedspartikler, for det meste protoner og elektroner, der rejser hurtigt udad fra solen.