a légkör réteges, annak megfelelően, hogy a légkör hőmérséklete hogyan változik a magassággal. Ha megértjük, hogyan változik a hőmérséklet a magassággal, sokat tanulhatunk arról, hogyan működik a légkör. Míg az időjárás az alsó légkörben zajlik, érdekes dolgok, például a gyönyörű aurora, magasabbak a légkörben.Miért emelkedik a meleg levegő?, A gázmolekulák szabadon mozoghatnak, és ha a légkörben vannak, akkor többé-kevésbé helyet foglalhatnak el.
- ha a gázmolekulák hűvösek, lassúak, és nem foglalnak el annyi helyet. Ugyanolyan számú molekulák kevesebb térben, mind a levegő sűrűsége, mind a Légnyomás magasabb.
- amikor a gázmolekulák melegek, erőteljesen mozognak, és több helyet foglalnak el. A légsűrűség és a Légnyomás alacsonyabb.
melegebb, könnyebb levegő több felhajtóerő, mint a hűvösebb levegő fölötte, így emelkedik., A hűvösebb levegő ezután leereszkedik, mert sűrűbb, mint az alatta lévő levegő. Ez a konvekció, amelyet a lemeztektonika fejezet ír le.
az a tulajdonság, amely a tengerszint feletti magassággal leginkább változik, a levegő hőmérséklete. Ellentétben a nyomás és a sűrűség változásával, amely a magassággal csökken, a levegő hőmérsékletének változása nem szabályos. A hőmérséklet távolságváltozását hőmérsékleti gradiensnek nevezik.
a légkör rétegekre oszlik annak alapján, hogy az adott réteg hőmérséklete hogyan változik a magassággal, a réteg hőmérsékleti gradiensével., Az egyes rétegek hőmérsékleti gradiense eltérő. Egyes rétegekben a hőmérséklet emelkedik a magassággal, másokban csökken. Az egyes rétegek hőmérsékleti gradiensét a réteg hőforrása határozza meg. A légkör legfontosabb folyamatai a legalacsonyabb két rétegben zajlanak: a troposzférában és a sztratoszférában.
Troposphere
a troposzféra hőmérséklete a Föld felszíne közelében a legmagasabb, és a tengerszint feletti magasság csökken. A troposzféra hőmérsékleti gradiense átlagosan 6,5 O ºC / 1000 m (3.,6 ° C / 1000 láb.) magassági. Mi a hőforrás a troposzféra számára?
A Föld felszíne a troposzféra fő hőforrása, bár szinte az összes hő a napból származik. A kő, a talaj és a víz a Földön elnyeli a Nap fényét, és hő hatására visszavezeti a légkörbe. A hőmérséklet is magasabb a felszín közelében, mert a nagyobb sűrűségű gázok. A nagyobb gravitáció a hőmérséklet emelkedését okozza.
vegye figyelembe, hogy a troposzférában a melegebb levegő hűvösebb levegő alatt van. Mit gondol, mi ennek a következménye? Ez az állapot instabil., A felszín közelében lévő meleg levegő felemelkedik, a troposzférában pedig a hideg levegő magasabbra süllyed. Tehát a troposzférában a levegő sok keverést végez. Ez a keverés hatására a hőmérséklet gradiens változik az idő és a hely. A levegő felemelkedése és süllyedése a troposzférában azt jelenti, hogy a bolygó összes időjárása a troposzférában zajlik.
néha van egy hőmérséklet-inverzió, a levegő hőmérséklete a troposzférában növekszik a magassággal, a meleg levegő pedig hideg levegőn ül. Az inverziók nagyon stabilak, több napig vagy akár hetekig is eltarthatnak., Ezek a következők:
- szárazföldön éjszaka vagy télen, amikor a talaj hideg. A hideg talaj lehűti a fölötte ülő levegőt, így ez az alacsony légréteg sűrűbb, mint a fölötte lévő levegő.
- a part közelében, ahol a hideg tengervíz lehűti a levegőt. Amikor ez a sűrűbb levegő a szárazföldön mozog, a melegebb levegő alatt csúszik a föld felett.
mivel a hőmérséklet-inverziók stabilak, gyakran csapdába ejtik a szennyező anyagokat, és egészségtelen légállapotokat idéznek elő a városokban. A troposzféra tetején egy vékony réteg, amelyben a hőmérséklet nem változik a magassággal., Ez azt jelenti, hogy a troposzféra hűvösebb, sűrűbb levegője csapdába esik a sztratoszféra melegebb, kevésbé sűrű levegője alatt. A troposzféra és a sztratoszféra levegője ritkán keveredik.
sztratoszféra
A nagy vulkánkitörésből származó hamu és gáz a sztratoszférába, a troposzféra feletti rétegbe kerülhet. Egyszer a sztratoszférában, sok éven át felfüggesztve marad, mert annyira kevés keverés van a két réteg között. A pilóták szeretnek repülni a sztratoszféra alsó részén, mert kevés levegő turbulencia van.,
a sztratoszférában a hőmérséklet emelkedik a magassággal. Mi a sztratoszféra hőforrása? A sztratoszféra közvetlen hőforrása a nap. A sztratoszférában a levegő stabil, mert melegebb, kevésbé sűrű levegő ül a hűvösebb, sűrűbb levegő felett. Ennek eredményeként kevés levegő keveredik a rétegen belül.
az ózonréteg a sztratoszférában található 15-30 km (9-19 mérföld) magasság között. Az ózonréteg vastagsága évszakonként, valamint szélességi fokonként változik., Az ózonréteg rendkívül fontos, mivel a sztratoszférában lévő ózongáz elnyeli a nap káros ultraibolya (UV) sugárzásának nagy részét. Emiatt az ózonréteg védi az életet a Földön. A nagy energiájú UV-fény behatol a sejtekbe és károsítja a DNS-t, ami sejthalálhoz vezet (amit rossz napégésnek ismerünk). A Földön élő szervezetek nem alkalmazkodnak a nehéz UV-expozícióhoz, ami megöli vagy károsítja őket. Anélkül, hogy az ózonréteg tükrözné az UVC és UVB sugárzást, a legösszetettebb élet a Földön nem maradna sokáig.
Mesosphere
a mezoszféra hőmérséklete a magassággal csökken., Mivel a mezoszférában kevés gázmolekulák vannak, amelyek elnyelik a nap sugárzását, a hőforrás az alábbi sztratoszféra. A mezoszféra rendkívül hideg, különösen a tetején, körülbelül -90 fok C (-130 fok F).
a mezoszféra levegője rendkívül alacsony sűrűségű: a légkör tömegének 99, 9% – a a mezoszféra alatt van. Ennek eredményeként a Légnyomás nagyon alacsony. A mezoszférán áthaladó személy súlyos égési sérüléseket tapasztalna az ultraibolya fénytől, mivel az UV-védelmet nyújtó ózonréteg az alábbi sztratoszférában található., A légzéshez szinte nincs oxigén. Idegen még, egy védtelen utazó vére normál testhőmérsékleten forrna, mert a nyomás olyan alacsony.
Thermosphere
a molekulák sűrűsége olyan alacsony a termoszférában, hogy egy gázmolekula körülbelül 1 km-re megy, mielőtt összeütközik egy másik molekulával. Mivel olyan kevés energia kerül átadásra, a levegő nagyon hidegnek érzi magát. A termoszférán belül az ionoszféra., Az ionoszféra nevét a napsugárzásból kapja, amely ionizálja a gázmolekulákat, hogy pozitív töltésű iont és egy vagy több negatív töltésű elektronot hozzon létre. A felszabadult elektronok elektromos áramként mozognak az ionoszférában. A szabad ionok miatt az ionoszféra számos érdekes tulajdonsággal rendelkezik. Éjszaka a rádióhullámok visszapattannak az ionoszféráról és vissza a földre. Ez az oka annak, hogy éjszaka gyakran felvehet egy AM rádióállomást a forrásától távol.,
A Van Allen sugárzási öv a magnetoszférában a légkörön túl elhelyezkedő, erősen töltött részecskék két zónája. A részecskék napkitörésekből származnak, és a napszél hatására repülnek a földre. Miután a Föld mágneses mezője csapdába esett, követik a mező mágneses erővonalait. Ezek a vonalak az egyenlítőtől az Északi-sarkig, valamint a déli-sarkig terjednek, majd visszatérnek az egyenlítőhöz.,
amikor a hatalmas napviharok miatt a Van Allen övek túlterheltek a részecskékkel, az eredmény az ionoszféra leglátványosabb jellemzője—az éjszakai aurora. A részecskék spirál mentén mágneses mező vonalak felé a pólusok. A töltött részecskék oxigén-és nitrogéngázmolekulákat táplálnak, amelyek hatására felgyulladnak. Minden gáz egy adott fényszínt bocsát ki.
az exoszférának, a légkör legkülső rétegének nincs valódi külső határa; a gázmolekulák végül annyira szűkösek lesznek, hogy egy bizonyos ponton nincs több. A légkörön túl a napszél., A napszél nagy sebességű részecskékből, többnyire protonokból és elektronokból áll, amelyek gyorsan kifelé haladnak a naptól.
az exoszférának, a légkör legkülső rétegének nincs valódi külső határa; a gázmolekulák végül annyira szűkösek lesznek, hogy egy bizonyos ponton nincs több. A légkörön túl a napszél. A napszél nagy sebességű részecskékből, többnyire protonokból és elektronokból áll, amelyek gyorsan kifelé haladnak a naptól.