СЛОИ ВОЗДУШНОГО ОКЕАНА

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 
17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 
34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 
51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 
68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 
85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 
102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 
119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 
136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 
153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 
170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 
187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 
204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 
221 222 223 224 

Долгое время люди могли судить о свойствах воздушного океана только по наблюдениям с зем­ли. По-настоящему проникать в его тайны наука стала, когда изобрели средства для подъема измерительных приборов в верхние слои атмо­сферы.

Из опыта горных восхождений и первых подъемов воздушных шаров стало известно, что температура воздуха понижается с высотой. Именно поэтому даже в разгар лета в жарких тропических странах вершины высоких гор одеты сверкающими вечными снегами. Было уста­новлено, что температура воздуха понижается на каждый километр подъема в среднем на 5—6°. В отдельных слоях атмосферы и в отдельные дни это понижение температуры может быть больше или меньше. Иногда даже встречаются слои, в которых температура повышается с вы­сотой: такое явление назвали инверсией или поворотом хода температуры. Заметили также, что очень редко температура понижается до 10° на 1 км подъема и никогда не превышает этой величины:

Но вот исследователи стали проникать все выше, запуская воздушные шары — зонды, к которым прикреплялись самопишущие приборы. На некоторой высоте шары лопались, и прибо­ры с записями опускались на парашютах. Шары-зонды стали проникать на высоты более 10— 11 км, и тут обнаружилось, что выше этого уров­ня температура с высотой перестает падать. Вна­чале не поверили приборам: решили, что они нагреваются солнцем. Однако потом пришлось признать, что выше 10—11 км действительно начинается совершенно иной слой атмосферы, в котором с высотой температура не понижается, а остается постоянной.

Этот слой ученые назвали стратосферой, в отличие от нижнего слоя — тропосферы.

До высоты 11 км, т. е. в тропосфере, содер­жится 3/4 всей массы атмосферы. Здесь образуют­ся также почти все облака, отсюда выпадают дожди и снег.

Явления, которые мы называем погодой, раз­виваются именно в тропосфере.

Со временем совершенствовались старые и появлялись новые приборы для изучения атмо­сферы. Вместо шаров-зондов стали применять радиозонды — поднимающиеся на шарах авто­матические радиостанции, которые передают по­казания измерительных приборов на землю. Вы­яснилось, что толщина тропосферы все время изменяется и неодинакова в разных местах зем­ного шара. Чем меньше приходит тепла от солн­ца, чем холоднее тропосфера, тем она тоньше. В наших умеренных широтах толщина тропосфе­ры колеблется от 8 до 13 км, иногда уменьшаясь до 6 км или увеличиваясь до 15 км.

Над Южным и Северным полюсами толщина в среднем равна 8 км, а над экватором достигает 17 км.

Чем толще тропосфера, тем холоднее страто­сфера: ведь в тропосфере температура с высотой понижается. Поэтому средняя температура в стратосфере над Арктикой равна -45°, над на­шими широтами -55°, над экватором -80°. Таким образом, оказывается, что над более теплой толстой тропосферой лежит более холодная стра­тосфера, и, наоборот, над холодной тонкой тро­посферой — теплая стратосфера.

Вначале, после открытия стратосферы, предпо­лагали, что она простирается до верхней гра­ницы атмосферы и постепенно переходит в кос­мическое безвоздушное пространство. Затем по­явилось новое средство метеорологических наб­людений — ракета, которая стала достигать высот в сотни километров.

Очень интересные данные удалось получить с помощью искусственных спутников. Все эти наблюдения показали, что в стратосфере темпе­ратура с высотой остается постоянной только до 40 км. Здесь стратосфера кончается. Выше до уровня 80 км простирается мезосфера, где температура падает, и на верхней границе мезосферы понижается до -90°. Выше 80 км располагается ионосфера.

Температура ионосферы возрастает с высо­той и достигает на некоторых уровнях очень больших величин, порядка сотен градусов. Но это не значит, что попавший туда человек за­живо зажарится: плотность воздуха там так мала, что невозможно ощутить разницу с без­воздушным космическим пространством, имею­щим температуру абсолютного нуля (-273°). Температуру мы ощущаем по той интенсивно­сти, с какой молекулы вещества бомбардируют поверхность нашего тела. Скорость движения молекул и представляет физическую сущность температуры вещества; вот эта скорость и воз­растает в ионосфере до весьма больших преде­лов, которые могли бы соответствовать очень высокой температуре воздуха в обычном пони­мании этого слова.

Выше 800 км над Землей кончается ионосфе­ра и начинается зона рассеяния. Отсюда частицы воздуха ускользают в мировое пространство, покидая навсегда нашу планету. В этой зоне воздух настолько разрежен, что его частица может пролететь сотни километров, не столкнувшись с другой.

Чтобы представить себе это, достаточно сказать, что на высоте 100 км от одного столкнове­ния до другого частица воздуха может пролететь расстояние в 1—2 см, тогда как у поверхности Земли — не более одной стотысячной доли сан­тиметра!

По некоторым признакам частицы газов, составляющих воздух, встречаются до высот 1500—2000 км.

Этот уровень можно считать верхней границей атмосферы.