atmosfera este stratificat, corespunzătoare cu cât atmosfera schimbarea temperaturii cu altitudinea. Înțelegând modul în care temperatura se schimbă cu altitudinea, putem învăța multe despre modul în care funcționează atmosfera. În timp ce vremea are loc în atmosfera inferioară, lucruri interesante, cum ar fi frumoasa aurora, se întâmplă mai sus în atmosferă.De ce crește aerul cald?, Moleculele de gaz sunt capabile să se miște liber și dacă nu sunt menținute, deoarece sunt în atmosferă, pot ocupa mai mult sau mai puțin spațiu.când moleculele de gaz sunt reci, ele sunt lente și nu ocupă atât de mult spațiu. Cu același număr de molecule în mai puțin spațiu, atât densitatea aerului, cât și presiunea aerului sunt mai mari.
aerul mai cald, mai ușor este mai plutitor decât aerul mai rece de deasupra acestuia, deci se ridică., Aerul mai rece se scufundă, deoarece este mai dens decât aerul de sub el. Aceasta este convecția, care a fost descrisă în capitolul tectonică a plăcilor.proprietatea care se schimbă cel mai izbitor cu altitudinea este temperatura aerului. Spre deosebire de schimbarea presiunii și densității, care scad odată cu altitudinea, modificările temperaturii aerului nu sunt regulate. O schimbare a temperaturii cu distanța se numește gradient de temperatură.
atmosfera este împărțită în straturi în funcție de modul în care temperatura din acel strat se schimbă cu altitudinea, gradientul de temperatură al stratului., Gradientul de temperatură al fiecărui strat este diferit. În unele straturi, temperatura crește odată cu altitudinea, iar în altele scade. Gradientul de temperatură din fiecare strat este determinat de sursa de căldură a stratului. Majoritatea proceselor importante ale atmosferei au loc în cele mai joase două straturi: troposfera și stratosfera.
troposferă
temperatura troposferei este cea mai mare lângă suprafața Pământului și scade odată cu altitudinea. În medie, gradientul de temperatură al troposferei este de 6,5 o ºC la 1.000 m (3.,6o ºF pe 1,000 ft.) de altitudine. Care este sursa de căldură pentru troposferă?
suprafața Pământului este o sursă majoră de căldură pentru troposferă, deși aproape toată această căldură provine de la soare. Roca, solul și apa de pe Pământ absorb lumina soarelui și o radiază înapoi în atmosferă sub formă de căldură. Temperatura este, de asemenea, mai mare în apropierea suprafeței datorită densității mai mari a gazelor. Gravitatea mai mare determină creșterea temperaturii.observați că în troposferă aerul mai cald este sub aerul mai rece. Care crezi că este consecința acestui lucru? Această condiție este instabilă., Aerul cald din apropierea suprafeței se ridică și aerul rece se scufundă mai sus în troposferă. Deci aerul din troposferă se amestecă foarte mult. Această amestecare face ca gradientul de temperatură să varieze în funcție de timp și loc. Creșterea și scufundarea aerului în troposferă înseamnă că toată vremea planetei are loc în troposferă.uneori există o inversare a temperaturii, temperatura aerului în troposferă crește odată cu altitudinea și aerul cald stă peste aerul rece. Inversiunile sunt foarte stabile și pot dura câteva zile sau chiar săptămâni., Ele formează:
- peste pământ noaptea sau iarna când solul este rece. Pământul rece răcește aerul care se află deasupra acestuia, făcând acest strat scăzut de aer mai dens decât aerul de deasupra acestuia.
- în apropierea coastei, unde apa de mare rece răcește aerul de deasupra ei. Când acel aer mai dens se deplasează spre interior, alunecă sub aerul mai cald deasupra pământului.deoarece inversiunile de temperatură sunt stabile, adesea captează poluanții și produc condiții de aer nesănătoase în orașe. În partea de sus a troposferei este un strat subțire în care temperatura nu se schimbă cu înălțimea., Aceasta înseamnă că aerul mai rece și mai dens al troposferei este prins sub aerul mai cald și mai puțin dens al stratosferei. Aerul din troposferă și stratosferă se amestecă rar.
stratosfera
cenușa și gazul dintr-o erupție vulcanică mare pot izbucni în stratosferă, stratul de deasupra troposferei. Odată ajuns în stratosferă, rămâne suspendat acolo mulți ani, deoarece există atât de puțină amestecare între cele două straturi. Piloților le place să zboare în porțiunile inferioare ale stratosferei, deoarece există puține turbulențe de aer.,în stratosferă, temperatura crește odată cu altitudinea. Care este sursa de căldură pentru stratosferă? Sursa directă de căldură pentru stratosferă este Soarele. Aerul din stratosferă este stabil, deoarece aerul mai cald, mai puțin dens se află peste aerul mai rece și mai dens. Ca urmare, există puțină amestecare a aerului în strat.stratul de ozon se găsește în stratosferă între 15 și 30 km (9 până la 19 mile) altitudine. Grosimea stratului de ozon variază în funcție de sezon și de latitudine., Stratul de ozon este extrem de important, deoarece gazul de ozon din stratosferă absoarbe cea mai mare parte a radiațiilor ultraviolete (UV) dăunătoare soarelui. Din acest motiv, stratul de ozon protejează viața pe Pământ. Lumina UV de mare energie pătrunde în celule și dăunează ADN-ului, ducând la moartea celulelor (pe care o cunoaștem ca o arsură proastă). Organismele de pe Pământ nu sunt adaptate la expunerea puternică la UV, ceea ce le ucide sau le dăunează. Fără ca stratul de ozon să reflecte radiațiile UVC și UVB, cea mai complexă viață de pe Pământ nu ar supraviețui mult timp.Temperaturile din mezosferă scad odată cu altitudinea., Deoarece există puține molecule de gaz în mezosferă pentru a absorbi radiația soarelui, sursa de căldură este stratosfera de dedesubt. Mezosfera este extrem de rece, mai ales la vârf, aproximativ -90 grade C (-130 grade F).aerul din mezosferă are o densitate extrem de scăzută: 99,9% din masa atmosferei este sub mezosferă. Ca urmare, presiunea aerului este foarte scăzută. O persoană care călătorește prin mezosferă ar experimenta arsuri grave de la lumina ultravioletă, deoarece stratul de ozon care asigură protecție UV se află în stratosfera de mai jos., Nu ar exista aproape nici un oxigen pentru respirație. Mai ciudat, sângele unui călător neprotejat ar fierbe la temperatura normală a corpului, deoarece presiunea este atât de scăzută.Termosferă
densitatea de molecule este atât de scăzut în termosferă că o moleculă de gaz poate merge aproximativ 1 km înainte de a se ciocnește cu o altă moleculă. Deoarece atât de puțină energie este transferată, aerul se simte foarte rece. În termosferă se află ionosfera., Ionosfera își ia numele de la radiația solară care ionizează moleculele de gaz pentru a crea un ion încărcat pozitiv și unul sau mai mulți electroni încărcați negativ. Electronii eliberați călătoresc în ionosferă sub formă de curenți electrici. Datorită ionilor liberi, ionosfera are multe caracteristici interesante. Noaptea, undele radio sar din ionosferă și se întorc pe Pământ. Acesta este motivul pentru care puteți ridica adesea un post de radio AM departe de sursa sa noaptea.,centurile de radiații Van Allen sunt două zone în formă de gogoașă de particule foarte încărcate care sunt situate dincolo de atmosfera din magnetosferă. Particulele provin din rachete solare și zboară spre Pământ pe vântul solar. Odată prinși de câmpul magnetic al Pământului, ei urmează de-a lungul liniilor magnetice de forță ale câmpului. Aceste linii se extind de la ecuator la Polul Nord și, de asemenea, la Polul Sud, apoi se întorc la ecuator.,când furtunile solare masive fac ca centurile Van Allen să fie supraîncărcate cu particule, rezultatul este cea mai spectaculoasă caracteristică a ionosferei—aurora de noapte. Particulele spiralează de-a lungul liniilor câmpului magnetic spre poli. Particulele încărcate energizează moleculele de oxigen și azot, determinându-le să se aprindă. Fiecare gaz emite o anumită culoare a luminii.nu există o limită exterioară reală a exosferei, stratul exterior al atmosferei; moleculele de gaz devin în cele din urmă atât de rare încât la un moment dat nu mai există. Dincolo de atmosferă este vântul solar., Vântul solar este format din particule de mare viteză, mai ales protoni și electroni, care călătoresc rapid spre exterior de la soare.nu există o limită exterioară reală a exosferei, stratul exterior al atmosferei; moleculele de gaz devin în cele din urmă atât de rare încât la un moment dat nu mai există. Dincolo de atmosferă este vântul solar. Vântul solar este format din particule de mare viteză, mai ales protoni și electroni, care călătoresc rapid spre exterior de la soare.