2. Атмосферата. Зависимости в атмосферния слой

...

Модератор: Killerbeast

Потребителски аватар
Killerbeast
Мнения: 12546
Регистриран: чет яну 04, 2007 12:29 am
Местоположение: Norman (Oklahoma) / Burgas

2. Атмосферата. Зависимости в атмосфер

Мнение от Killerbeast » съб мар 13, 2010 12:13 pm

Малко за метеоролията, като за начало на новия ни урок:
Още от значението на самата дума метеорология, става ясно, че ще се занимаваме с науката за небесните явления - времето. Древногръцкият учен Аристотел е дал името и в един от своите трудове, занимаващи се с явленията над земната повърхност.
Изображение

Газовата обвивка на Земята се нарича атмосфера /от Aтмос - пара и Cфера - кълбо/. Състои се от механична смес от газове, водни пари и миниатюрни твърди или течни примеси - аерозоли. Химическият и състав е от 78,09% азот, 20,95% (21%) кислород, 0,93% аргон и 0,03% инертни газове.
В атмосферата се съдържат още и въглероден двуокис, озон, хелий, неон, криптон, ксеон, водород и др. Във височина плътността и е разпределена неравномерно, като до 5,5 км се намира повече от половината от нейният състав.
С увеличаване на височината тя се разрежда още повече и на 36 км достига 99% от масата си. За физическа граница е приета 1000 - 1200 км., но метеорологични спътници са засекли следи от земни газове на 20 000 км. от нейната повърхност.

Според отделните си признаци за изменение на температурата във височина, състава на атмосферният въздух и наличието на заредени частички се дели на пет основни слоя :
Тропосфера със средна горна граница 11 км.
Стратосфера от 11 км. до 50 км.
Мезосфера от 50 км. до 90 км.
Термосфера от 90 км. до 800 км.
Екзосфера над 800 км.
Между всеки от тях има преходни слоеве с малка дебелина наречени паузи.
Имената им зависят от местонахождението им, например над тропосферата се намира тропопаузата и т.н.

От своя страна тропосферата се дели на три основни слоя, а именно ниска, средна и висока:

1)Границата на ниската тропосфера започва от земната повърхност и достигат до 1000 - 1500 метра. Там най-силно се изразява механичното и топлинното влияние на повърхността, което от своя страна дава влияние на метеорологичните процеси, протичащи през цялото денонощие. С увеличение на височината нараства и скоростта на вятъра.

2)В средния тропосферен слой се наблюдава и най-честото образуване на облаци и изваляване на валежите. Простира се от 1000 - 1500 метра и достига до 6000 - 7000 метра.

3)Във високата тропосфера температурата е винаги отрицателна и ветровете са по-силни в сравнение с по-ниските слоеве.

!!!За горна граница на тропосферата се приема височината, на която температурата престава да се понижава.

В границата на тропопаузата температурата не се изменя и за нейна горен край се приема началото на повишаването на въздушната температура. Обикновено това е слой с дебелина от неколкостотин метра до 1 - 2 км. На нивото на тропопаузата се наблюдават и тъй наречените струйни течения - въздушни потоци със скорости от 150 до 300 км/ч.

Дебелината на тропосферата е различна за отделните географски ширини, като на Екватора тя е най-голяма. В зависимост от сезонните промени и атмосферни циркулации се променя и нейната температура и височина. През лятото горната граница се издига, а обратно през зимата височината и намалява. В умерените ширини тя достига до 9 - 12 км, към полюсите намалява на 8 - 10 км, а на Екватора се увеличава до 16 - 18 км.

Средната годишна температура в горната граница на тропосферата на Екватора е -65°С, в умерените географски ширини -75°С, а на Северният полюс - -47°С. Както се вижда до тук, тропосферата е в непрекъснато движение във вертикална и хоризонтална посока. Главна причина за това движение има енергията, получавана от Слънцето. Тя достига до нас под формата на лъчи, част от който са видими за човешкото око, както и невидими - рентгенови, ултравиолетови и инфрачервени. Самата видима светлина е сложна и съставена от голям спектър - червен, оранжев, зелен, светлосин, тъмносин и виолетов. Всички те са с различна дължина на вълната, като е прието, че Слънцето, при температура на повърхността над 6000°С, излъчва във видимия спектър късовълнова радиация.
Изображение

До Земята достига една нищожна част от неговата енергия, като това зависи от сезонния наклон на земната орбита, разстоянието между Земята и Слънцето при движението и по елиптична орбита, силата на излъчването на Слънцето в зависимост от неговата активност, петна, протуберанси и др. и състоянието на земната атмосфера, нейното абсорбиращо и рефлектно свойство.
Изображение

Средно около 45% от общото слънчево греене достига до повърхността, 35% се отразяват веднага в Космоса и 20% се поглъщат от атмосферата. Преминавайки през нея, слънчевата радиация отслабва, защото се поглъща, разсейва и отразява от молекулите на въздуха, облаците и примесите съдържащи се в атмосферата. Най-напред се поглъщат рентгеновите и ултравиолетови лъчи, който взаимодействат с газовете във високите слоеве на атмосферата, йонизират ги и образуват озонения слой.
Погълнатата радиация при този процес е сравнително малка част от общия поток, който достига почти без загуби до най-ниския плътен слой на атмосферата - тропосферата. Тук водната пара, облаците, въглеродния двуокис и аерозолите поглъщат около 20% от слънчевата радиация. Така около 1/5 от слънчевата радиация се изразходва за директно нагряване на атмосферата. Останалата част, главно във видимият спектър, достига и използва енергията си за нагряването на земната повърхност.
Най-голяма част от тази енергия се изразходва за изпарение на водата от сушата и океаните, образувайки облаците - валежите. Част от останалата енергия се изразходва за директното нагряване на прилежащия на земната повърхност въздушен слой, и остатъка се излъчва обратно в Космоса под формата на инфрачервена земна радиация.
На свой ред атмосферата също се нагрява и започва да излъчва радиация в инфрачервения спектър, като по-голямата част от нея е насочена в открития космос. Не малка част обаче се насочва обратно към повърхността, създавайки така наречения парников ефект.
Изображение
!!!Изчислено е че при тези сложни физически и химически процеси, Земята губи в Космоса толкова енергия, колкото и получава, тоест тя се намира в лъчисто и от там в топлинно равновесие с космическото пространство.
Изображение
Изображение
Последна промяна от Killerbeast на чет апр 08, 2010 12:59 am, променено общо 7 пъти.

Потребителски аватар
Killerbeast
Мнения: 12546
Регистриран: чет яну 04, 2007 12:29 am
Местоположение: Norman (Oklahoma) / Burgas

Мнение от Killerbeast » ср мар 17, 2010 12:45 pm

Дискусията все пак е отворена, така че аз чакам вашите въпроси, за да може да затвърди материала по-лесно...

Потребителски аватар
blue
Мнения: 9249
Регистриран: чет авг 27, 2009 5:59 pm
Местоположение: Бургас

Мнение от blue » пон апр 05, 2010 1:01 pm

Каква е причината в стратосферата температурата на въздуха да е по-висока от тропосферата и мезосферата?
Единственият начин да поддържаш разговор с глупака е да го игнорираш!
Стивън Кинг

Потребителски аватар
Radoslav Petkov
Мнения: 42099
Регистриран: пон дек 17, 2007 1:46 am
Местоположение: ДУПНИЦА 551 м.н.в. // София "Толстой" 532 м.н.в.

Мнение от Radoslav Petkov » пон апр 05, 2010 6:43 pm

Само препдолагам,че в различните слоеве, различната плътност в състава на газовете и разликата в степента на осъществяване на реакции предизвикани от слънчевата радиация могат да допринесат за такива разлики.

Или малко по философски погледнато, Тропосферата е най-близка до земната повърхност. Тя най-добре изпитва влиянието на земята излъчваща топлинна радиация. Тоест, колкото по на високо, толкова по-студено, толковапо-далеч от източника на излъчване.

В Стратосферата се образува озона (поглъщайки радиация от слънчевото лъчене) и може би тези реакции отделят голямо количество топлина или нещо от сорта.

В Мезосферата пък гъстотата на газовете силно намалява, там реакциите отслабват (ако ги има) и съответно градусите отново се понижават.

Термосферата май първа опитва голямо количество пряка слънчева светлина (ултра виолетова, или инфрачервена радиация) и там градусите отново са високи.

Екзосферата пък е просто прехода към космическото пространство така че...

...аз за друго логично обяснение не се сещам....
Метеорологична станция "Дупница" в югоизточната част на града, онлайн :
http://www.stringmeteo.com/stations/dupnitsa/
http://www.stringmeteo.com/stations/aut ... ?gen=t#sel

Потребителски аватар
Killerbeast
Мнения: 12546
Регистриран: чет яну 04, 2007 12:29 am
Местоположение: Norman (Oklahoma) / Burgas

Мнение от Killerbeast » чет апр 08, 2010 12:11 am

Общо взето има много причини, температурата като понятие е скоростта на движение на елентарните частички и броят сблъсъци, но протичат доста реакции, които са определящи за повишаването на температурата в отделните слоеве. Те са доста сложни и не съм ги предвидил в изучаването на атмосферата. Само като разпределение на температурата е много важно да знаете какво става. :)

Потребителски аватар
ehh
Мнения: 3515
Регистриран: нед окт 21, 2007 2:42 am
Местоположение: Русе
Контакти:

Мнение от ehh » съб апр 10, 2010 11:16 am

Килър, обясни за слънчевата радиация, какви са тези 67в/м2 и какви са тези 168в/м2. В смисъл, къде се получава това разделяна на слънчевата радиация и защо цялото количество не достига до земята?

Отговори

Върни се в “НФМ (уроци)”