Atmosfera është një nga komponentët më të rëndësishëm të planetit tonë. Është ajo që "strehon" njerëzit nga kushtet e vështira të hapësirës së jashtme, si rrezatimi diellor dhe mbeturinat hapësinore. Megjithatë, shumë fakte rreth atmosferës janë të panjohura për shumicën e njerëzve.

1. Ngjyra e vërtetë e qiellit

Edhe pse është e vështirë të besohet, qielli është në të vërtetë vjollcë. Kur drita hyn në atmosferë, grimcat e ajrit dhe të ujit thithin dritën, duke e shpërndarë atë. Në të njëjtën kohë, ngjyra vjollce shpërndahet më së shumti, kjo është arsyeja pse njerëzit shohin qiellin blu.

2. Një element ekskluziv në atmosferën e Tokës

Siç kujtojnë shumë nga shkolla, atmosfera e Tokës përbëhet nga afërsisht 78% azot, 21% oksigjen dhe papastërti të vogla argon, dioksid karboni dhe gazra të tjerë. Por pak njerëz e dinë se atmosfera jonë është e vetmja e zbuluar deri më tani nga shkencëtarët (përveç kometës 67P) që ka oksigjen të lirë. Për shkak se oksigjeni është një gaz shumë reaktiv, ai shpesh reagon me kimikate të tjera në hapësirë. Forma e tij e pastër në Tokë e bën planetin të banueshëm.

3. Shirit i bardhë në qiell

Sigurisht, disa ndonjëherë pyesnin veten pse një shirit i bardhë mbetet në qiell pas një aeroplani reaktiv. Këto shtigje të bardha, të njohura si kontrails, formohen kur gazrat e shkarkimit të nxehtë dhe të lagësht nga një motor avioni përzihen me ajrin e jashtëm më të ftohtë. Avulli i ujit nga gazrat e shkarkimit ngrin dhe bëhet i dukshëm.

4. Shtresat kryesore të atmosferës

Atmosfera e Tokës përbëhet nga pesë shtresa kryesore, të cilat bëjnë të mundur jetën në planet. E para prej tyre, troposfera, shtrihet nga niveli i detit në një lartësi prej rreth 17 km deri në ekuator. Shumica e ngjarjeve të motit ndodhin në të.

5. Shtresa e ozonit

Shtresa tjetër e atmosferës, stratosfera, arrin një lartësi prej rreth 50 km në ekuator. Ai përmban shtresën e ozonit, e cila mbron njerëzit nga rrezet e rrezikshme ultravjollcë. Edhe pse kjo shtresë është mbi troposferë, në fakt mund të jetë më e ngrohtë për shkak të energjisë që thith nga rrezet e diellit. Shumica e avionëve reaktivë dhe balonave të motit fluturojnë në stratosferë. Avionët mund të fluturojnë më shpejt në të, sepse ata janë më pak të prekur nga graviteti dhe fërkimi. Balonat e motit mund të kenë një ide më të mirë të stuhive, shumica e të cilave ndodhin më poshtë në troposferë.

6. Mesosferë

Mesosfera është shtresa e mesme, që shtrihet në një lartësi prej 85 km mbi sipërfaqen e planetit. Temperatura e saj luhatet rreth -120°C. Shumica e meteorëve që hyjnë në atmosferën e Tokës digjen në mesosferë. Dy shtresat e fundit që kalojnë në hapësirë ​​janë termosfera dhe ekzosfera.

7. Zhdukja e atmosferës

Toka ka shumë të ngjarë të ketë humbur atmosferën e saj disa herë. Kur planeti u mbulua nga oqeanet e magmës, objekte masive ndëryjore u përplasën me të. Këto ndikime, të cilat formuan edhe Hënën, mund të kenë formuar atmosferën e planetit për herë të parë.

8. Nëse nuk do të kishte gazra atmosferikë...

Pa gazra të ndryshëm në atmosferë, Toka do të ishte shumë e ftohtë për ekzistencën njerëzore. Avujt e ujit, dioksidi i karbonit dhe gazrat e tjerë atmosferikë thithin nxehtësinë nga dielli dhe e "shpërndajnë" atë mbi sipërfaqen e planetit, duke ndihmuar në krijimin e një klime të banueshme.

9. Formimi i shtresës së ozonit

Shtresa famëkeqe (dhe më e rëndësishmja e nevojshme) e ozonit u krijua kur atomet e oksigjenit reaguan me dritën ultravjollcë nga dielli për të formuar ozonin. Është ozoni që thith shumicën e rrezatimit të dëmshëm nga dielli. Pavarësisht nga rëndësia e saj, shtresa e ozonit u formua relativisht kohët e fundit pasi u krijua mjaft jetë në oqeane për të lëshuar në atmosferë sasinë e oksigjenit të nevojshëm për të krijuar një përqendrim minimal të ozonit.

10. Jonosfera

Jonosfera është quajtur kështu sepse grimcat me energji të lartë nga hapësira dhe nga dielli ndihmojnë në formimin e joneve, duke krijuar një "shtresë elektrike" rreth planetit. Kur nuk kishte satelitë, kjo shtresë ndihmonte në reflektimin e valëve të radios.

11. Shiu acid

Shiu acid, i cili shkatërron pyje të tëra dhe shkatërron ekosistemet ujore, formohet në atmosferë kur dioksidi i squfurit ose grimcat e oksidit të azotit përzihen me avujt e ujit dhe bien në tokë si shi. Këto komponime kimike gjenden gjithashtu në natyrë: dioksidi i squfurit prodhohet gjatë shpërthimeve vullkanike dhe oksidi nitrik prodhohet gjatë goditjeve të rrufesë.

12. Fuqia e Rrufesë

Rrufeja është aq e fuqishme sa vetëm një shkarkim i vetëm mund të ngrohë ajrin përreth deri në 30,000 °C. Ngrohja e shpejtë shkakton një zgjerim shpërthyes të ajrit aty pranë, i cili dëgjohet në formën e një valë zanore të quajtur bubullimë.

Aurora Borealis dhe Aurora Australis (Aurora Veriore dhe Jugore) shkaktohen nga reaksionet jonike që ndodhin në nivelin e katërt të atmosferës, termosferën. Kur grimcat e erës diellore shumë të ngarkuara përplasen me molekulat e ajrit mbi polet magnetike të planetit, ato shkëlqejnë dhe krijojnë shfaqje të mrekullueshme drite.

14. Perendimet e diellit

Perëndimet e diellit shpesh duken si një qiell që digjet pasi grimcat e vogla atmosferike shpërndajnë dritën, duke e reflektuar atë në nuanca portokalli dhe të verdhë. I njëjti parim qëndron në themel të formimit të ylberit.

Në vitin 2013, shkencëtarët zbuluan se mikrobet e vogla mund të mbijetojnë shumë kilometra mbi sipërfaqen e Tokës. Në një lartësi prej 8-15 km mbi planetin, u gjetën mikrobe që shkatërrojnë kimikatet organike që notojnë në atmosferë, duke "ushqyer" me to.

Adhuruesit e teorisë së apokalipsit dhe historive të tjera të ndryshme horror do të jenë të interesuar të mësojnë rreth.

Ajri atmosferik përbëhet nga azoti (77,99%), oksigjeni (21%), gazet inerte (1%) dhe dioksidi i karbonit (0,01%). Përqindja e dioksidit të karbonit rritet me kalimin e kohës për shkak të faktit se produktet e djegies së karburantit lëshohen në atmosferë, dhe, përveç kësaj, zona e pyjeve që thithin dioksidin e karbonit dhe lëshojnë oksigjen zvogëlohet.

Atmosfera përmban gjithashtu një sasi të vogël ozoni, i cili është i përqendruar në një lartësi prej rreth 25-30 km dhe formon të ashtuquajturën shtresë të ozonit. Kjo shtresë krijon një pengesë ndaj rrezatimit diellor ultravjollcë, i cili është i rrezikshëm për organizmat e gjallë të Tokës.

Përveç kësaj, atmosfera përmban avuj uji dhe papastërti të ndryshme - grimca pluhuri, hiri vullkanik, bloza, etj. Përqendrimi i papastërtive është më i lartë pranë sipërfaqes së tokës dhe në zona të caktuara: mbi qytetet e mëdha, shkretëtira.

Troposfera- më e ulët, përmban pjesën më të madhe të ajrit dhe. Lartësia e kësaj shtrese nuk është e njëjtë: nga 8-10 km pranë tropikëve në 16-18 km pranë ekuatorit. në troposferë zvogëlohet me lartësinë: me 6°C për kilometër. Moti formohet në troposferë, formohen erërat, reshjet, retë, ciklonet dhe anticiklonet.

Shtresa tjetër e atmosferës është stratosferë. Ajri në të është shumë më i rrallë, ka shumë më pak avuj uji. Temperatura në pjesën e poshtme të stratosferës është -60 - -80°C dhe bie me rritjen e lartësisë. Shtresa e ozonit është në stratosferë. Stratosfera karakterizohet nga shpejtësi të lartë të erës (deri në 80-100 m/s).

Mesosferë- shtresa e mesme e atmosferës që shtrihet mbi stratosferë në lartësi nga 50 në S0-S5 km. Mesosfera karakterizohet nga një ulje e temperaturës mesatare me lartësi nga 0°C në kufirin e poshtëm në -90°C në kufirin e sipërm. Pranë kufirit të sipërm të mezosferës, vërehen retë noktile, të ndriçuara nga dielli gjatë natës. Presioni i ajrit në kufirin e sipërm të mezosferës është 200 herë më i vogël se në sipërfaqen e tokës.

Termosferë- ndodhet mbi mesosferë, në lartësi nga SO deri në 400-500 km, në të temperatura në fillim ngadalë, dhe më pas shpejt fillon të rritet përsëri. Arsyeja është thithja e rrezatimit ultravjollcë nga Dielli në lartësitë 150-300 km. Në termosferë, temperatura rritet vazhdimisht deri në lartësinë rreth 400 km, ku arrin 700-1500°C (në varësi të aktivitetit diellor). Nën veprimin e rrezatimit ultravjollcë dhe rreze X dhe kozmik, ndodh edhe jonizimi i ajrit ("dritat polare"). Rajonet kryesore të jonosferës shtrihen brenda termosferës.

Ekzosfera- shtresa e jashtme, më e rrallë e atmosferës, ajo fillon në lartësitë 450-000 km, dhe kufiri i sipërm i saj ndodhet në një distancë prej disa mijëra km nga sipërfaqja e tokës, ku përqendrimi i grimcave bëhet i njëjtë me atë ndërplanetar. hapësirë. Eksosfera përbëhet nga gazi i jonizuar (plazma); pjesët e poshtme dhe të mesme të ekzosferës përbëhen kryesisht nga oksigjeni dhe azoti; me një rritje në lartësi, përqendrimi relativ i gazeve të lehta, veçanërisht hidrogjenit të jonizuar, rritet me shpejtësi. Temperatura në ekzosferë është 1300-3000°C; rritet ngadalë me lartësinë. Eksosfera përmban rripat e rrezatimit të Tokës.

Shtresat e atmosferës në rend nga sipërfaqja e Tokës

Roli i atmosferës në jetën e Tokës

Atmosfera është burimi i oksigjenit që njerëzit marrin frymë. Megjithatë, ndërsa ngjiteni në lartësi, presioni total atmosferik bie, duke rezultuar në një ulje të presionit të pjesshëm të oksigjenit.

Mushkëritë e njeriut përmbajnë afërsisht tre litra ajër alveolar. Nëse presioni atmosferik është normal, atëherë presioni i pjesshëm i oksigjenit në ajrin alveolar do të jetë 11 mm Hg. Art., Presioni i dioksidit të karbonit - 40 mm Hg. Art., dhe avujt e ujit - 47 mm Hg. Art. Me një rritje në lartësi, presioni i oksigjenit zvogëlohet, dhe presioni i avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit në mushkëri në total do të mbetet konstant - afërsisht 87 mm Hg. Art. Kur presioni i ajrit është i barabartë me këtë vlerë, oksigjeni do të ndalojë të rrjedhë në mushkëri.

Për shkak të uljes së presionit atmosferik në një lartësi prej 20 km, uji dhe lëngu trupor intersticial në trupin e njeriut do të vlojnë këtu. Nëse nuk përdorni një kabinë nën presion, në një lartësi të tillë një person do të vdesë pothuajse menjëherë. Prandaj, nga pikëpamja e karakteristikave fiziologjike të trupit të njeriut, "hapësira" e ka origjinën nga një lartësi prej 20 km mbi nivelin e detit.

Roli i atmosferës në jetën e Tokës është shumë i madh. Kështu, për shembull, falë shtresave të dendura të ajrit - troposferës dhe stratosferës, njerëzit mbrohen nga ekspozimi ndaj rrezatimit. Në hapësirë, në ajër të rrallë, në një lartësi mbi 36 km, vepron rrezatimi jonizues. Në një lartësi mbi 40 km - ultravjollcë.

Kur ngrihet mbi sipërfaqen e Tokës në një lartësi mbi 90-100 km, do të ketë një dobësim gradual dhe më pas zhdukje të plotë të fenomeneve të njohura për njerëzit, të vërejtura në shtresën e poshtme atmosferike:

Tingulli nuk përhapet.

Nuk ka forcë aerodinamike dhe zvarritje.

Nxehtësia nuk bartet me konvekcion, etj.

Shtresa atmosferike mbron Tokën dhe të gjithë organizmat e gjallë nga rrezatimi kozmik, nga meteoritët, është përgjegjëse për rregullimin e luhatjeve sezonale të temperaturës, balancimin dhe barazimin e atyre të përditshme. Në mungesë të një atmosfere në Tokë, temperatura ditore do të luhatet brenda +/-200С. Shtresa atmosferike është një "tampon" jetëdhënës midis sipërfaqes së tokës dhe hapësirës së jashtme, një bartës i lagështisë dhe nxehtësisë; proceset e fotosintezës dhe shkëmbimit të energjisë ndodhin në atmosferë - proceset më të rëndësishme biosferike.

Shtresat e atmosferës në rend nga sipërfaqja e Tokës

Atmosfera është një strukturë me shtresa, e cila është shtresat e mëposhtme të atmosferës në rend nga sipërfaqja e Tokës:

Troposfera.

Stratosfera.

Mesosferë.

Termosferë.

Ekzosfera

Çdo shtresë nuk ka kufij të mprehtë midis tyre dhe lartësia e tyre ndikohet nga gjerësia gjeografike dhe stinët. Kjo strukturë me shtresa u formua si rezultat i ndryshimeve të temperaturës në lartësi të ndryshme. Është falë atmosferës që ne shohim yje vezullues.

Struktura e atmosferës së Tokës sipas shtresave:

Nga se përbëhet atmosfera e tokës?

Çdo shtresë atmosferike ndryshon në temperaturë, densitet dhe përbërje. Trashësia totale e atmosferës është 1.5-2.0 mijë km. Nga se përbëhet atmosfera e tokës? Aktualisht, është një përzierje e gazrave me papastërti të ndryshme.

Troposfera

Struktura e atmosferës së Tokës fillon me troposferën, e cila është pjesa e poshtme e atmosferës rreth 10-15 km e lartë. Këtu është përqendruar pjesa më e madhe e ajrit atmosferik. Një tipar karakteristik i troposferës është rënia e temperaturës prej 0,6 ˚C ndërsa ngriheni për çdo 100 metra. Troposfera ka përqendruar në vetvete pothuajse të gjithë avujt e ujit atmosferik dhe këtu formohen edhe retë.

Lartësia e troposferës ndryshon çdo ditë. Për më tepër, vlera mesatare e tij ndryshon në varësi të gjerësisë gjeografike dhe stinës së vitit. Lartësia mesatare e troposferës mbi pole është 9 km, mbi ekuator - rreth 17 km. Temperatura mesatare vjetore e ajrit mbi ekuator është afër +26 ˚C, dhe mbi Polin e Veriut -23 ˚C. Vija e sipërme e kufirit të troposferës mbi ekuator është temperatura mesatare vjetore prej rreth -70 ˚C, dhe mbi polin verior në verë -45 ˚C dhe në dimër -65 ˚C. Kështu, sa më e lartë të jetë lartësia, aq më e ulët është temperatura. Rrezet e diellit kalojnë lirshëm nëpër troposferë, duke ngrohur sipërfaqen e Tokës. Nxehtësia e rrezatuar nga dielli mbahet nga dioksidi i karbonit, metani dhe avujt e ujit.

Stratosfera

Mbi shtresën e troposferës ndodhet stratosfera, e cila është 50-55 km e lartë. E veçanta e kësaj shtrese është rritja e temperaturës me lartësinë. Midis troposferës dhe stratosferës shtrihet një shtresë kalimtare e quajtur tropopauzë.

Përafërsisht nga një lartësi prej 25 kilometrash, temperatura e shtresës stratosferike fillon të rritet dhe me arritjen e një lartësie maksimale prej 50 km, ajo merr vlera nga +10 në +30 ˚C.

Ka shumë pak avuj uji në stratosferë. Ndonjëherë në një lartësi prej rreth 25 km mund të gjeni re mjaft të holla, të cilat quhen "nënë e perlës". Gjatë ditës, ato nuk janë të dukshme, por natën shkëlqejnë për shkak të ndriçimit të diellit, i cili është nën horizont. Përbërja e reve të perlës është pika uji e tejftohur. Stratosfera përbëhet kryesisht nga ozoni.

Mesosferë

Lartësia e shtresës së mezosferës është afërsisht 80 km. Këtu, ndërsa rritet lart, temperatura ulet dhe në kufirin më të lartë arrin vlerat disa dhjetëra C˚ nën zero. Në mesosferë, mund të vërehen edhe retë, të cilat supozohet se janë formuar nga kristalet e akullit. Këto re quhen "të argjendta". Mesosfera karakterizohet nga temperatura më e ftohtë në atmosferë: nga -2 në -138 ˚C.

Termosferë

Kjo shtresë atmosferike mori emrin e saj për shkak të temperaturave të larta. Termosfera përbëhet nga:

Jonosfera.

ekzosferat.

Jonosfera karakterizohet nga ajri i rrallë, çdo centimetër i të cilit në një lartësi prej 300 km përbëhet nga 1 miliard atome dhe molekula, dhe në një lartësi prej 600 km - më shumë se 100 milion.

Jonosfera karakterizohet gjithashtu nga jonizimi i lartë i ajrit. Këto jone përbëhen nga atome oksigjeni të ngarkuar, molekula të ngarkuara të atomeve të azotit dhe elektrone të lira.

Ekzosfera

Nga një lartësi prej 800-1000 km, fillon shtresa ekzosferike. Grimcat e gazit, veçanërisht ato të lehta, lëvizin këtu me shpejtësi të madhe, duke kapërcyer forcën e gravitetit. Grimca të tilla, për shkak të lëvizjes së tyre të shpejtë, fluturojnë jashtë atmosferës në hapësirën e jashtme dhe shpërndahen. Prandaj, ekzosfera quhet sfera e dispersionit. Janë kryesisht atomet e hidrogjenit që fluturojnë në hapësirë, të cilat përbëjnë shtresat më të larta të ekzosferës. Falë grimcave në pjesën e sipërme të atmosferës dhe grimcave të erës diellore, ne mund të vëzhgojmë dritat veriore.

Satelitët dhe raketat gjeofizike bënë të mundur vendosjen e pranisë në atmosferën e sipërme të rripit të rrezatimit të planetit, i cili përbëhet nga grimca të ngarkuara elektrike - elektrone dhe protone.

- guaska ajrore e globit që rrotullohet me Tokën. Kufiri i sipërm i atmosferës kryhet në mënyrë konvencionale në lartësitë 150-200 km. Kufiri i poshtëm është sipërfaqja e Tokës.

Ajri atmosferik është një përzierje e gazrave. Pjesa më e madhe e vëllimit të tij në shtresën e ajrit sipërfaqësor është azoti (78%) dhe oksigjeni (21%). Përveç kësaj, ajri përmban gazra inerte (argon, helium, neon, etj.), Dioksid karboni (0.03), avull uji dhe grimca të ndryshme të ngurta (pluhur, blozë, kristale kripe).

Ajri është i pangjyrë dhe ngjyra e qiellit shpjegohet me veçoritë e shpërndarjes së valëve të dritës.

Atmosfera përbëhet nga disa shtresa: troposfera, stratosfera, mesosfera dhe termosfera.

Shtresa e poshtme e ajrit quhet troposferë. Në gjerësi të ndryshme, fuqia e tij nuk është e njëjtë. Troposfera përsërit formën e planetit dhe merr pjesë së bashku me Tokën në rrotullimin boshtor. Në ekuator, trashësia e atmosferës varion nga 10 në 20 km. Në ekuator është më i madh, dhe në pole është më i vogël. Troposfera karakterizohet nga dendësia maksimale e ajrit, 4/5 e masës së të gjithë atmosferës është e përqendruar në të. Troposfera përcakton kushtet e motit: këtu formohen masa të ndryshme ajrore, formohen retë dhe reshjet, dhe ndodh lëvizje intensive horizontale dhe vertikale e ajrit.

Mbi troposferë, deri në një lartësi prej 50 km, ndodhet stratosferë. Karakterizohet nga një densitet më i ulët ajri, nuk ka avull uji në të. Në pjesën e poshtme të stratosferës në lartësi rreth 25 km. ekziston një "ekran ozoni" - një shtresë e atmosferës me një përqendrim të lartë të ozonit, e cila thith rrezatimin ultravjollcë, i cili është fatal për organizmat.

Në një lartësi prej 50 deri në 80-90 km shtrihet mezosferë. Me rritjen e lartësisë, temperatura zvogëlohet me një gradient mesatar vertikal prej (0,25-0,3)° / 100 m, dhe dendësia e ajrit zvogëlohet. Procesi kryesor i energjisë është transferimi i nxehtësisë rrezatuese. Shkëlqimi i atmosferës është për shkak të proceseve komplekse fotokimike që përfshijnë radikale, molekula të ngacmuara në mënyrë vibruese.

Termosferë ndodhet në lartësinë 80-90 deri në 800 km. Dendësia e ajrit këtu është minimale, shkalla e jonizimit të ajrit është shumë e lartë. Temperatura ndryshon në varësi të aktivitetit të Diellit. Për shkak të numrit të madh të grimcave të ngarkuara, këtu vërehen aurora dhe stuhi magnetike.

Atmosfera ka një rëndësi të madhe për natyrën e Tokës. Pa oksigjen, organizmat e gjallë nuk mund të marrin frymë. Shtresa e saj e ozonit mbron të gjitha gjallesat nga rrezet e dëmshme ultravjollcë. Atmosfera zbut luhatjet e temperaturës: sipërfaqja e Tokës nuk ftohet shumë gjatë natës dhe nuk mbinxehet gjatë ditës. Në shtresat e dendura të ajrit atmosferik, duke mos arritur në sipërfaqen e planetit, meteoritët digjen nga gjembat.

Atmosfera ndërvepron me të gjitha guaskat e tokës. Me ndihmën e tij, shkëmbimi i nxehtësisë dhe lagështisë midis oqeanit dhe tokës. Pa atmosferën nuk do të kishte re, reshje, erëra.

Aktivitetet njerëzore kanë një efekt negativ të konsiderueshëm në atmosferë. Ndodhet ndotja e ajrit, e cila çon në një rritje të përqendrimit të monoksidit të karbonit (CO 2). Dhe kjo kontribuon në ngrohjen globale dhe rrit "efektin serë". Shtresa e ozonit e Tokës po shkatërrohet për shkak të mbetjeve industriale dhe transportit.

Atmosfera duhet të mbrohet. Në vendet e zhvilluara po ndërmerren një sërë masash për mbrojtjen e ajrit atmosferik nga ndotja.

A keni ndonjë pyetje? Dëshironi të dini më shumë për atmosferën?
Për të marrë ndihmë nga një mësues -.

blog.site, me kopjim të plotë ose të pjesshëm të materialit, kërkohet një lidhje me burimin.

ATMOSFERË
mbështjellës i gaztë që rrethon një trup qiellor. Karakteristikat e tij varen nga madhësia, masa, temperatura, shpejtësia e rrotullimit dhe përbërja kimike e një trupi të caktuar qiellor dhe përcaktohen gjithashtu nga historia e formimit të tij që nga momenti i lindjes së tij. Atmosfera e Tokës përbëhet nga një përzierje e gazrave të quajtur ajër. Përbërësit kryesorë të tij janë azoti dhe oksigjeni në një raport afërsisht 4:1. Një person ndikohet kryesisht nga gjendja e 15-25 km më të ulët të atmosferës, pasi është në këtë shtresë të poshtme që përqendrohet pjesa më e madhe e ajrit. Shkenca që studion atmosferën quhet meteorologji, megjithëse objekt i kësaj shkence është edhe moti dhe ndikimi i tij tek njerëzit. Po ndryshon edhe gjendja e shtresave të sipërme të atmosferës, të vendosura në lartësi nga 60 deri në 300 dhe madje 1000 km nga sipërfaqja e Tokës. Këtu zhvillohen erëra të forta, stuhi dhe shfaqen fenomene të tilla të mahnitshme elektrike si aurorat. Shumë nga këto fenomene lidhen me flukset e rrezatimit diellor, rrezatimin kozmik dhe fushën magnetike të Tokës. Shtresat e larta të atmosferës janë gjithashtu një laborator kimik, pasi aty, në kushte afër vakumit, disa gaze atmosferike, nën ndikimin e një rryme të fuqishme të energjisë diellore, hyjnë në reaksione kimike. Shkenca që studion këto dukuri dhe procese të ndërlidhura quhet fizika e shtresave të larta të atmosferës.
KARAKTERISTIKAT E PËRGJITHSHME TË ATMOSFERËS SË TOKËS
Dimensionet. Derisa raketat tingëlluese dhe satelitët artificialë eksploruan shtresat e jashtme të atmosferës në distanca disa herë më të mëdha se rrezja e Tokës, besohej se ndërsa largohesh nga sipërfaqja e tokës, atmosfera gradualisht bëhet më e rrallë dhe kalon pa probleme në hapësirën ndërplanetare. . Tani është vërtetuar se rrjedhat e energjisë nga shtresat e thella të Diellit depërtojnë në hapësirën e jashtme shumë përtej orbitës së Tokës, deri në kufijtë e jashtëm të Sistemit Diellor. Kjo e ashtuquajtura. Era diellore rrjedh rreth fushës magnetike të Tokës, duke formuar një "zgavër" të zgjatur brenda së cilës është përqendruar atmosfera e Tokës. Fusha magnetike e Tokës ngushtohet dukshëm në anën e ditës përballë Diellit dhe formon një gjuhë të gjatë, që ndoshta shtrihet përtej orbitës së Hënës, në anën e kundërt, të natës. Kufiri i fushës magnetike të Tokës quhet magnetopauzë. Në anën e ditës, ky kufi kalon në një distancë prej rreth shtatë rreze të Tokës nga sipërfaqja, por gjatë periudhave të rritjes së aktivitetit diellor është edhe më afër sipërfaqes së Tokës. Magnetopauza është gjithashtu kufiri i atmosferës së tokës, guaska e jashtme e së cilës quhet edhe magnetosferë, pasi përmban grimca (jone) të ngarkuara, lëvizja e të cilave është për shkak të fushës magnetike të tokës. Pesha totale e gazeve atmosferike është afërsisht 4,5*1015 ton.Kështu “pesha” e atmosferës për njësi sipërfaqe, ose presioni atmosferik, është afërsisht 11 ton/m2 në nivelin e detit.
Rëndësia për jetën. Nga sa më sipër rezulton se Toka është e ndarë nga hapësira ndërplanetare nga një shtresë e fuqishme mbrojtëse. Hapësira e jashtme është e përshkuar me rrezatim të fuqishëm ultravjollcë dhe rreze X nga Dielli dhe rrezatim edhe më të fortë kozmik, dhe këto lloje rrezatimi janë të dëmshme për të gjitha gjallesat. Në skajin e jashtëm të atmosferës, intensiteti i rrezatimit është vdekjeprurës, por një pjesë e konsiderueshme e tij mbahet nga atmosfera larg sipërfaqes së Tokës. Thithja e këtij rrezatimi shpjegon shumë veti të shtresave të larta të atmosferës, dhe veçanërisht dukuritë elektrike që ndodhin atje. Shtresa më e ulët, sipërfaqësore e atmosferës është veçanërisht e rëndësishme për një person që jeton në pikën e kontaktit të predhave të ngurta, të lëngshme dhe të gazta të Tokës. Predha e sipërme e Tokës "të ngurtë" quhet litosferë. Rreth 72% e sipërfaqes së Tokës është e mbuluar nga ujërat e oqeaneve, të cilat përbëjnë pjesën më të madhe të hidrosferës. Atmosfera kufizohet si me litosferën ashtu edhe me hidrosferën. Njeriu jeton në fund të oqeanit ajror dhe afër ose mbi nivelin e oqeanit ujor. Ndërveprimi i këtyre oqeaneve është një nga faktorët e rëndësishëm që përcakton gjendjen e atmosferës.
Kompleksi. Shtresat e poshtme të atmosferës përbëhen nga një përzierje gazesh (shih tabelën). Përveç atyre të listuara në tabelë, gazra të tjerë janë të pranishëm edhe në formën e papastërtive të vogla në ajër: ozoni, metani, substanca të tilla si monoksidi i karbonit (CO), oksidet e azotit dhe squfurit, amoniaku.

PËRBËRJA E ATMOSFERËS

Në shtresat e larta të atmosferës, përbërja e ajrit ndryshon nën ndikimin e rrezatimit të fortë nga Dielli, gjë që çon në zbërthimin e molekulave të oksigjenit në atome. Oksigjeni atomik është përbërësi kryesor i shtresave të larta të atmosferës. Së fundi, në shtresat më të largëta të atmosferës nga sipërfaqja e Tokës, gazet më të lehta, hidrogjeni dhe heliumi, bëhen përbërësit kryesorë. Meqenëse pjesa më e madhe e materies është e përqendruar në 30 km më të ulët, ndryshimet në përbërjen e ajrit në lartësi mbi 100 km nuk kanë një efekt të dukshëm në përbërjen e përgjithshme të atmosferës.
Shkëmbimi i energjisë. Dielli është burimi kryesor i energjisë që vjen në Tokë. Duke qenë në një distancë prej përafërsisht. 150 milionë km larg Diellit, Toka merr rreth një e dy miliarda e energjisë që rrezaton, kryesisht në pjesën e dukshme të spektrit, që njeriu e quan “dritë”. Pjesa më e madhe e kësaj energjie absorbohet nga atmosfera dhe litosfera. Toka gjithashtu rrezaton energji, kryesisht në formën e rrezatimit të largët infra të kuq. Kështu, vendoset një ekuilibër midis energjisë së marrë nga Dielli, ngrohjes së Tokës dhe atmosferës dhe rrjedhës së kundërt të energjisë termike të rrezatuar në hapësirë. Mekanizmi i këtij ekuilibri është jashtëzakonisht kompleks. Molekulat e pluhurit dhe gazit shpërndajnë dritën, duke e reflektuar pjesërisht në hapësirën botërore. Retë reflektojnë edhe më shumë rrezatimin në hyrje. Një pjesë e energjisë thithet drejtpërdrejt nga molekulat e gazit, por kryesisht nga shkëmbinjtë, bimësia dhe ujërat sipërfaqësore. Avujt e ujit dhe dioksidi i karbonit të pranishëm në atmosferë transmetojnë rrezatim të dukshëm, por thithin rrezatimin infra të kuqe. Energjia termike grumbullohet kryesisht në shtresat e poshtme të atmosferës. Një efekt i ngjashëm ndodh në një serë kur xhami lejon dritën dhe toka nxehet. Meqenëse qelqi është relativisht i errët ndaj rrezatimit infra të kuqe, nxehtësia grumbullohet në serë. Ngrohja e atmosferës së poshtme për shkak të pranisë së avullit të ujit dhe dioksidit të karbonit shpesh quhet efekti serë. Vranësia luan një rol të rëndësishëm në ruajtjen e nxehtësisë në shtresat e poshtme të atmosferës. Nëse retë shpërndahen ose transparenca e masave ajrore rritet, temperatura në mënyrë të pashmangshme do të ulet pasi sipërfaqja e Tokës lirisht rrezaton energji termike në hapësirën përreth. Uji në sipërfaqen e Tokës thith energjinë diellore dhe avullon, duke u shndërruar në një gaz - avull uji, i cili mbart një sasi të madhe energjie në atmosferën e poshtme. Kur avulli i ujit kondensohet dhe formon re ose mjegull, kjo energji lirohet në formën e nxehtësisë. Rreth gjysma e energjisë diellore që arrin në sipërfaqen e tokës shpenzohet në avullimin e ujit dhe hyn në atmosferën e poshtme. Kështu, për shkak të efektit të serrës dhe avullimit të ujit, atmosfera ngrohet nga poshtë. Kjo shpjegon pjesërisht aktivitetin e lartë të qarkullimit të tij në krahasim me qarkullimin e Oqeanit Botëror, i cili ngrohet vetëm nga lart dhe për këtë arsye është shumë më i qëndrueshëm se atmosfera.
Shihni gjithashtu METEOROLOGJIA DHE KLIMATOLOGJIA. Përveç ngrohjes së përgjithshme të atmosferës nga "drita" diellore, ngrohje e konsiderueshme e disa prej shtresave të saj ndodh për shkak të rrezatimit ultravjollcë dhe rreze X nga Dielli. Struktura. Krahasuar me lëngjet dhe trupat e ngurtë, në substancat e gazta, forca e tërheqjes ndërmjet molekulave është minimale. Ndërsa distanca midis molekulave rritet, gazrat janë në gjendje të zgjerohen pafundësisht nëse asgjë nuk i pengon ato. Kufiri i poshtëm i atmosferës është sipërfaqja e Tokës. Në mënyrë të rreptë, kjo pengesë është e padepërtueshme, pasi shkëmbimi i gazit ndodh midis ajrit dhe ujit, madje edhe midis ajrit dhe shkëmbinjve, por në këtë rast këta faktorë mund të neglizhohen. Meqenëse atmosfera është një guaskë sferike, ajo nuk ka kufij anësor, por vetëm një kufi të poshtëm dhe një kufi të sipërm (të jashtëm) të hapur nga ana e hapësirës ndërplanetare. Përmes kufirit të jashtëm, disa gazra neutralë rrjedhin jashtë, si dhe rrjedha e materies nga hapësira e jashtme përreth. Shumica e grimcave të ngarkuara, me përjashtim të rrezeve kozmike me energji të lartë, ose kapen nga magnetosfera ose zmbrapsen prej saj. Atmosfera ndikohet gjithashtu nga forca e gravitetit, e cila mban guaskën e ajrit në sipërfaqen e Tokës. Gazrat atmosferikë janë të ngjeshur nga pesha e tyre. Kjo ngjeshje është maksimale në kufirin e poshtëm të atmosferës, dhe për këtë arsye dendësia e ajrit është më e larta këtu. Në çdo lartësi mbi sipërfaqen e tokës, shkalla e ngjeshjes së ajrit varet nga masa e kolonës së sipërme të ajrit, kështu që dendësia e ajrit zvogëlohet me lartësinë. Presioni, i barabartë me masën e kolonës së sipërme të ajrit për njësi sipërfaqe, lidhet drejtpërdrejt me densitetin dhe, për rrjedhojë, zvogëlohet gjithashtu me lartësinë. Nëse atmosfera do të ishte një "gaz ideal" me një përbërje konstante të pavarur nga lartësia, një temperaturë konstante dhe një forcë konstante graviteti që vepron mbi të, atëherë presioni do të zvogëlohej me një faktor prej 10 për çdo 20 km lartësi. Atmosfera reale ndryshon pak nga gazi ideal deri në rreth 100 km, dhe më pas presioni ulet më ngadalë me lartësinë, pasi përbërja e ajrit ndryshon. Ndryshime të vogla në modelin e përshkruar paraqiten gjithashtu nga një rënie në forcën e gravitetit me distancën nga qendra e Tokës, që arrin përafërsisht. 3% për çdo 100 km lartësi. Ndryshe nga presioni atmosferik, temperatura nuk ulet vazhdimisht me lartësinë. Siç tregohet në fig. 1, zvogëlohet në afërsisht 10 km dhe më pas fillon të rritet përsëri. Kjo ndodh kur oksigjeni thith rrezatimin diellor ultravjollcë. Në këtë rast, formohet gazi i ozonit, molekulat e të cilit përbëhen nga tre atome oksigjeni (O3). Ai gjithashtu thith rrezatimin ultravjollcë, dhe për këtë arsye kjo shtresë e atmosferës, e quajtur ozonosferë, nxehet. Sa më i lartë, temperatura bie përsëri, pasi ka shumë më pak molekula të gazit, dhe thithja e energjisë zvogëlohet përkatësisht. Në shtresat edhe më të larta, temperatura rritet sërish për shkak të përthithjes së rrezatimit ultravjollcë me gjatësi vale më të shkurtër dhe rrezeve X nga Dielli nga atmosfera. Nën ndikimin e këtij rrezatimi të fuqishëm, atmosfera jonizohet, d.m.th. Një molekulë gazi humbet një elektron dhe fiton një ngarkesë elektrike pozitive. Molekula të tilla bëhen jone të ngarkuar pozitivisht. Për shkak të pranisë së elektroneve dhe joneve të lira, kjo shtresë e atmosferës fiton vetitë e një përcjellësi elektrik. Besohet se temperatura vazhdon të rritet në lartësi ku atmosfera e rrallë kalon në hapësirën ndërplanetare. Në një distancë prej disa mijëra kilometrash nga sipërfaqja e Tokës, me siguri do të mbizotërojnë temperaturat nga 5000° deri në 10000° C. Edhe pse molekulat dhe atomet kanë shpejtësi shumë të lartë të lëvizjes dhe për rrjedhojë edhe temperaturë të lartë, ky gaz i rralluar nuk është i “nxehtë”. në kuptimin e zakonshëm.. Për shkak të numrit të vogël të molekulave në lartësi të mëdha, energjia totale termike e tyre është shumë e vogël. Kështu, atmosfera përbëhet nga shtresa të veçanta (d.m.th., një seri predhash ose sferash koncentrike), zgjedhja e të cilave varet nga ajo se cila pronë është me interes më të madh. Bazuar në shpërndarjen mesatare të temperaturës, meteorologët kanë zhvilluar një skemë për strukturën e një "atmosfere të mesme" ideale (shih Fig. 1).

Troposfera - shtresa e poshtme e atmosferës, që shtrihet në minimumin e parë termik (e ashtuquajtura tropopauzë). Kufiri i sipërm i troposferës varet nga gjerësia gjeografike (në tropikët - 18-20 km, në gjerësi të butë - rreth 10 km) dhe koha e vitit. Shërbimi Kombëtar i Meteorologjisë i SHBA-së kreu sondazhe pranë Polit të Jugut dhe zbuloi ndryshime sezonale në lartësinë e tropopauzës. Në mars, tropopauza është në një lartësi prej përafërsisht. 7.5 km. Nga marsi në gusht ose shtator ka një ftohje të qëndrueshme të troposferës dhe kufiri i saj rritet për një periudhë të shkurtër në gusht ose shtator në një lartësi prej afërsisht 11.5 km. Më pas nga shtatori në dhjetor bie me shpejtësi dhe arrin pozicionin më të ulët - 7.5 km, ku qëndron deri në mars, duke u luhatur brenda vetëm 0.5 km. Është në troposferë që kryesisht formohet moti, i cili përcakton kushtet për ekzistencën e njeriut. Pjesa më e madhe e avullit të ujit atmosferik është e përqendruar në troposferë, dhe për këtë arsye retë formohen kryesisht këtu, megjithëse disa prej tyre, të përbërë nga kristale akulli, gjenden edhe në shtresat më të larta. Troposfera karakterizohet nga turbulenca dhe rryma të fuqishme ajrore (erëra) dhe stuhi. Në troposferën e sipërme, ka rryma të forta ajri të një drejtimi të përcaktuar rreptësisht. Vurbullat e turbullta, si vorbullat e vogla, formohen nën ndikimin e fërkimit dhe ndërveprimit dinamik midis masave ajrore që lëvizin ngadalë dhe me shpejtësi. Meqenëse zakonisht nuk ka mbulesë resh në këto shtresa të larta, kjo turbulencë quhet "turbulenca e ajrit të pastër".
Stratosfera. Shtresa e sipërme e atmosferës shpesh përshkruhet gabimisht si një shtresë me temperatura relativisht konstante, ku erërat fryjnë pak a shumë në mënyrë të qëndrueshme dhe ku elementët meteorologjikë ndryshojnë pak. Shtresat e sipërme të stratosferës nxehen pasi oksigjeni dhe ozoni thithin rrezatimin ultravjollcë diellore. Kufiri i sipërm i stratosferës (stratopauza) vizatohet aty ku temperatura rritet pak, duke arritur një maksimum të ndërmjetëm, i cili shpesh është i krahasueshëm me temperaturën e shtresës së ajrit sipërfaqësor. Bazuar në vëzhgimet e bëra me aeroplanë dhe balona të përshtatura për të fluturuar në një lartësi konstante, në stratosferë janë konstatuar shqetësime të turbullta dhe erëra të forta që fryjnë në drejtime të ndryshme. Ashtu si në troposferë, vërehen vorbulla të fuqishme ajri, të cilat janë veçanërisht të rrezikshme për avionët me shpejtësi të lartë. Erërat e forta, të quajtura përrenj avionësh, fryjnë në zona të ngushta përgjatë kufijve të gjerësive gjeografike të buta përballë poleve. Megjithatë, këto zona mund të zhvendosen, zhduken dhe rishfaqen. Rrjedhat e avionëve zakonisht depërtojnë në tropopauzë dhe shfaqen në troposferën e sipërme, por shpejtësia e tyre zvogëlohet me shpejtësi me uljen e lartësisë. Është e mundur që një pjesë e energjisë që hyn në stratosferë (kryesisht e shpenzuar për formimin e ozonit) të ndikojë në proceset në troposferë. Përzierja veçanërisht aktive lidhet me frontet atmosferike, ku rrjedhat e gjera të ajrit stratosferik u regjistruan ndjeshëm nën tropopauzë, dhe ajri troposferik u tërhoq në shtresat e poshtme të stratosferës. Progres i dukshëm është bërë në studimin e strukturës vertikale të shtresave të poshtme të atmosferës në lidhje me përmirësimin e teknikës së lëshimit të radiosondave në lartësitë 25-30 km. Mesosfera, e vendosur mbi stratosferë, është një guaskë në të cilën, deri në një lartësi prej 80-85 km, temperatura bie në minimumin e atmosferës në tërësi. Temperaturat e ulëta rekord deri në -110°C u regjistruan nga raketat meteorologjike të lëshuara nga instalimi amerikano-kanadez në Fort Churchill (Kanada). Kufiri i sipërm i mezosferës (mesopauza) përafërsisht përkon me kufirin e poshtëm të rajonit të përthithjes aktive të rrezeve X dhe rrezatimit ultravjollcë me gjatësi vale më të shkurtër të Diellit, i cili shoqërohet me ngrohje dhe jonizimin e gazit. Në rajonet polare në verë, sistemet e reve shfaqen shpesh në mesopauzë, të cilat zënë një zonë të madhe, por kanë pak zhvillim vertikal. Retë e tilla që shkëlqejnë natën shpesh bëjnë të mundur zbulimin e lëvizjeve të valëzuara të ajrit në shkallë të gjerë në mesosferë. Përbërja e këtyre reve, burimet e lagështisë dhe bërthamave të kondensimit, dinamika dhe lidhja me faktorët meteorologjikë janë ende të pamjaftueshme. Termosfera është një shtresë e atmosferës në të cilën temperatura rritet vazhdimisht. Fuqia e saj mund të arrijë 600 km. Presioni dhe, rrjedhimisht, dendësia e një gazi zvogëlohet vazhdimisht me lartësinë. Pranë sipërfaqes së tokës, 1 m3 ajër përmban përafërsisht. 2,5x1025 molekula, në një lartësi prej përafërsisht. 100 km, në shtresat e poshtme të termosferës - afërsisht 1019, në një lartësi prej 200 km, në jonosferë - 5 * 10 15 dhe, sipas llogaritjeve, në një lartësi prej përafërsisht. 850 km - afërsisht 1012 molekula. Në hapësirën ndërplanetare, përqendrimi i molekulave është 10 8-10 9 për 1 m3. Në një lartësi prej përafërsisht. 100 km, numri i molekulave është i vogël, dhe ato rrallë përplasen me njëra-tjetrën. Distanca mesatare e përshkuar nga një molekulë që lëviz rastësisht përpara se të përplaset me një molekulë tjetër të ngjashme quhet rruga e saj mesatare e lirë. Shtresa në të cilën kjo vlerë rritet aq shumë sa që probabiliteti i përplasjeve ndërmolekulare ose ndëratomike mund të neglizhohet ndodhet në kufirin midis termosferës dhe guaskës së sipërme (ekzosferës) dhe quhet pauzë termike. Termopauza ndodhet afërsisht 650 km nga sipërfaqja e tokës. Në një temperaturë të caktuar, shpejtësia e lëvizjes së një molekule varet nga masa e saj: molekulat më të lehta lëvizin më shpejt se ato më të rënda. Në atmosferën e poshtme, ku rruga e lirë është shumë e shkurtër, nuk ka ndarje të dukshme të gazeve sipas peshës molekulare të tyre, por shprehet mbi 100 km. Përveç kësaj, nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë dhe rreze X nga Dielli, molekulat e oksigjenit shpërthehen në atome, masa e të cilave është gjysma e masës së molekulës. Prandaj, ndërsa largohemi nga sipërfaqja e Tokës, oksigjeni atomik bëhet gjithnjë e më i rëndësishëm në përbërjen e atmosferës dhe në një lartësi prej përafërsisht. 200 km bëhen komponenti kryesor i tij. Më lart, në një distancë prej rreth 1200 km nga sipërfaqja e Tokës, mbizotërojnë gazrat e lehtë - helium dhe hidrogjen. Ato janë shtresa e jashtme e atmosferës. Kjo ndarje sipas peshës, e quajtur ndarje difuze, i ngjan ndarjes së përzierjeve duke përdorur një centrifugë. Eksosfera është shtresa e jashtme e atmosferës, e cila është e izoluar në bazë të ndryshimeve të temperaturës dhe vetive të gazit neutral. Molekulat dhe atomet në ekzosferë rrotullohen rreth Tokës në orbita balistike nën ndikimin e gravitetit. Disa nga këto orbita janë parabolike dhe të ngjashme me trajektoret e predhave. Molekulat mund të rrotullohen rreth Tokës dhe në orbita eliptike, si satelitët. Disa molekula, kryesisht hidrogjeni dhe heliumi, kanë trajektore të hapura dhe ikin në hapësirën e jashtme (Fig. 2).

MARRËDHËNIET DIELL-TOKËSOR DHE NDIKIMI I TYRE NË ATMOSFERË
baticat atmosferike. Tërheqja e Diellit dhe Hënës shkakton baticat në atmosferë, të ngjashme me baticat tokësore dhe detare. Por baticat atmosferike kanë një ndryshim domethënës: atmosfera reagon më fort ndaj tërheqjes së Diellit, ndërsa korja e tokës dhe oqeani - ndaj tërheqjes së Hënës. Kjo shpjegohet me faktin se atmosfera nxehet nga Dielli dhe, përveç valës gravitacionale, lind një valë e fuqishme termike. Në përgjithësi, mekanizmat e formimit të baticave atmosferike dhe detare janë të ngjashme, përveç se për të parashikuar reagimin e ajrit ndaj efekteve gravitacionale dhe termike, është e nevojshme të merret parasysh kompresueshmëria e tij dhe shpërndarja e temperaturës. Nuk është plotësisht e qartë pse baticat diellore gjysmëditore (12-orëshe) në atmosferë mbizotërojnë mbi baticat diellore dhe gjysmëditore hënore ditore, megjithëse forcat lëvizëse të dy proceseve të fundit janë shumë më të fuqishme. Më parë, besohej se në atmosferë ndodh një rezonancë, e cila amplifikon pikërisht lëkundjet me një periudhë 12-orëshe. Megjithatë, vëzhgimet e kryera me ndihmën e raketave gjeofizike tregojnë se nuk ka arsye të temperaturës për një rezonancë të tillë. Në zgjidhjen e këtij problemi, ndoshta duhet të merren parasysh të gjitha tiparet hidrodinamike dhe termike të atmosferës. Në sipërfaqen e tokës pranë ekuatorit, ku ndikimi i luhatjeve të baticës është maksimal, siguron një ndryshim të presionit atmosferik me 0,1%. Shpejtësia e erërave të baticës është përafërsisht. 0.3 km/h. Për shkak të strukturës komplekse termike të atmosferës (veçanërisht pranisë së një minimumi të temperaturës në mesopauzë), rrymat e ajrit të baticës intensifikohen dhe, për shembull, në një lartësi prej 70 km shpejtësia e tyre është rreth 160 herë më e lartë se në sipërfaqen e tokës. , e cila ka pasoja të rëndësishme gjeofizike. Besohet se në pjesën e poshtme të jonosferës (shtresa E) lëkundjet e baticës lëvizin gazin e jonizuar vertikalisht në fushën magnetike të Tokës, dhe për këtë arsye, rrymat elektrike lindin këtu. Këto sisteme rrymash që shfaqen vazhdimisht në sipërfaqen e Tokës krijohen nga shqetësimet e fushës magnetike. Ndryshimet ditore të fushës magnetike janë në përputhje të mirë me vlerat e llogaritura, gjë që dëshmon bindshëm në favor të teorisë së mekanizmave të baticës së "dinamos atmosferike". Rrymat elektrike që dalin në pjesën e poshtme të jonosferës (shtresa E) duhet të lëvizin diku, dhe, për këtë arsye, qarku duhet të mbyllet. Analogjia me dinamon bëhet e plotë nëse e konsiderojmë lëvizjen e ardhshme si punë të motorit. Supozohet se qarkullimi i kundërt i rrymës elektrike kryhet në një shtresë më të lartë të jonosferës (F), dhe kjo rrjedhje kundër mund të shpjegojë disa nga veçoritë e veçanta të kësaj shtrese. Së fundi, efekti i baticës duhet të gjenerojë gjithashtu rryma horizontale në shtresën E dhe kështu në shtresën F.
Jonosfera. Duke u përpjekur të shpjegojnë mekanizmin e shfaqjes së aurorave, shkencëtarët e shekullit të 19-të. sugjeroi që në atmosferë ekziston një zonë me grimca të ngarkuara elektrike. Në shekullin e 20-të Në mënyrë eksperimentale u morën prova bindëse për ekzistencën e një shtrese që reflekton valët e radios në lartësi nga 85 deri në 400 km. Tani dihet se vetitë e tij elektrike janë rezultat i jonizimit të gazit atmosferik. Prandaj, kjo shtresë zakonisht quhet jonosferë. Ndikimi në valët e radios është kryesisht për shkak të pranisë së elektroneve të lira në jonosferë, megjithëse mekanizmi i përhapjes së valëve të radios shoqërohet me praninë e joneve të mëdha. Këto të fundit janë gjithashtu me interes në studimin e vetive kimike të atmosferës, pasi ato janë më aktive se atomet dhe molekulat neutrale. Reaksionet kimike që ndodhin në jonosferë luajnë një rol të rëndësishëm në ekuilibrin e saj energjetik dhe elektrik.
jonosferë normale. Vëzhgimet e kryera me ndihmën e raketave dhe satelitëve gjeofizikë kanë dhënë shumë informacione të reja, që tregojnë se jonizimi i atmosferës ndodh nën ndikimin e rrezatimit diellor me spektër të gjerë. Pjesa kryesore e saj (më shumë se 90%) është e përqendruar në pjesën e dukshme të spektrit. Rrezatimi ultravjollcë me një gjatësi vale më të shkurtër dhe më shumë energji se rrezet e dritës vjollce lëshohet nga hidrogjeni në pjesën e brendshme të atmosferës së diellit (kromosfera), dhe rrezatimi me rreze X, i cili ka energji edhe më të lartë, emetohet nga gazrat në shtresën e jashtme të Diellit. (korona). Gjendja normale (mesatare) e jonosferës është për shkak të rrezatimit të vazhdueshëm të fuqishëm. Ndryshime të rregullta ndodhin në jonosferën normale nën ndikimin e rrotullimit ditor të Tokës dhe ndryshimet sezonale në këndin e rënies së rrezeve të diellit në mesditë, por ndodhin edhe ndryshime të paparashikueshme dhe të papritura në gjendjen e jonosferës.
Çrregullime në jonosferë. Siç dihet, në Diell lindin shqetësime të fuqishme ciklike të përsëritura, të cilat arrijnë një maksimum çdo 11 vjet. Vëzhgimet në kuadër të programit të Vitit Ndërkombëtar Gjeofizik (IGY) përkonin me periudhën e aktivitetit më të lartë diellor për të gjithë periudhën e vëzhgimeve sistematike meteorologjike, d.m.th. nga fillimi i shekullit të 18-të Gjatë periudhave të aktivitetit të lartë, disa zona në Diell rriten në shkëlqim disa herë dhe ato dërgojnë pulse të fuqishme të rrezatimit ultravjollcë dhe rreze X. Dukuritë e tilla quhen ndezje diellore. Ato zgjasin nga disa minuta deri në një ose dy orë. Gjatë një shpërthimi, gazi diellor (kryesisht protone dhe elektrone) shpërthen dhe grimcat elementare nxitojnë në hapësirën e jashtme. Rrezatimi elektromagnetik dhe korpuskular i Diellit në momentet e shpërthimeve të tilla ka një efekt të fortë në atmosferën e Tokës. Reagimi fillestar vërehet 8 minuta pas ndezjes, kur rrezatimi intensiv ultravjollcë dhe rreze X arrin në Tokë. Si rezultat, jonizimi rritet ndjeshëm; rrezet x depërtojnë në atmosferë deri në kufirin e poshtëm të jonosferës; numri i elektroneve në këto shtresa rritet aq shumë saqë sinjalet e radios absorbohen pothuajse plotësisht (“shuaren”). Thithja shtesë e rrezatimit shkakton ngrohjen e gazit, gjë që kontribuon në zhvillimin e erërave. Gazi i jonizuar është një përcjellës elektrik dhe kur lëviz në fushën magnetike të Tokës, shfaqet një efekt dinamo dhe krijohet një rrymë elektrike. Rryma të tilla, nga ana tjetër, mund të shkaktojnë shqetësime të dukshme të fushës magnetike dhe të shfaqen në formën e stuhive magnetike. Kjo fazë fillestare zgjat vetëm një kohë të shkurtër, që korrespondon me kohëzgjatjen e një shpërthimi diellor. Gjatë shpërthimeve të fuqishme në Diell, një rrymë grimcash të përshpejtuara nxiton në hapësirën e jashtme. Kur drejtohet drejt Tokës, fillon faza e dytë, e cila ka një ndikim të madh në gjendjen e atmosferës. Shumë dukuri natyrore, ndër të cilat aurorat janë më të njohura, tregojnë se një numër i konsiderueshëm grimcash të ngarkuara arrijnë në Tokë (shih gjithashtu DRITËT POLARË). Megjithatë, proceset e ndarjes së këtyre grimcave nga Dielli, trajektoret e tyre në hapësirën ndërplanetare dhe mekanizmat e ndërveprimit me fushën magnetike të Tokës dhe magnetosferën janë ende të pamjaftueshme. Problemi u bë më i ndërlikuar pas zbulimit në vitin 1958 nga James Van Allen të predhave të mbajtura nga fusha gjeomagnetike, e përbërë nga grimca të ngarkuara. Këto grimca lëvizin nga një hemisferë në tjetrën, duke u rrotulluar në spirale rreth vijave të fushës magnetike. Pranë Tokës, në një lartësi në varësi të formës së vijave të forcës dhe nga energjia e grimcave, ka "pika reflektimi", në të cilat grimcat ndryshojnë drejtimin e lëvizjes në drejtim të kundërt (Fig. 3). Meqenëse forca e fushës magnetike zvogëlohet me distancën nga Toka, orbitat përgjatë të cilave lëvizin këto grimca janë disi të shtrembëruara: elektronet devijojnë në lindje dhe protonet në perëndim. Prandaj, ato shpërndahen në formën e rripave në të gjithë globin.

Disa pasoja të nxehjes së atmosferës nga Dielli. Energjia diellore ndikon në të gjithë atmosferën. Ne kemi përmendur tashmë rripat e formuar nga grimcat e ngarkuara në fushën magnetike të Tokës dhe që rrotullohen rreth saj. Këto rripa janë më afër sipërfaqes së tokës në rajonet rrethpolare (shih Fig. 3), ku vërehen aurorat. Figura 1 tregon se rajonet e aurorës në Kanada kanë temperatura termosferike dukshëm më të larta se ato në jugperëndim të SHBA. Ka të ngjarë që grimcat e kapura të lënë një pjesë të energjisë së tyre në atmosferë, veçanërisht kur përplasen me molekulat e gazit pranë pikave të reflektimit, dhe të lënë orbitat e tyre të mëparshme. Kështu nxehen shtresat e larta të atmosferës në zonën e aurorës. Një tjetër zbulim i rëndësishëm u bë gjatë studimit të orbitave të satelitëve artificialë. Luigi Iacchia, një astronom në Observatorin Astrofizik Smithsonian, beson se devijimet e vogla të këtyre orbitave janë për shkak të ndryshimeve në densitetin e atmosferës pasi ajo nxehet nga Dielli. Ai sugjeroi ekzistencën e një densiteti maksimal elektroni në jonosferë në një lartësi prej më shumë se 200 km, e cila nuk korrespondon me mesditën diellore, por nën ndikimin e forcave të fërkimit mbetet prapa saj me rreth dy orë. Në këtë kohë, vlerat e densitetit atmosferik, tipike për një lartësi prej 600 km, vërehen në një nivel prej përafërsisht. 950 km. Përveç kësaj, përqendrimi maksimal i elektroneve përjeton luhatje të parregullta për shkak të ndezjeve afatshkurtra të rrezatimit ultravjollcë dhe rreze X nga Dielli. L. Yakkia zbuloi gjithashtu luhatje afatshkurtra në densitetin e ajrit, që korrespondojnë me ndezjet diellore dhe shqetësimet e fushës magnetike. Këto dukuri shpjegohen me depërtimin e grimcave me origjinë diellore në atmosferën e Tokës dhe me ngrohjen e atyre shtresave ku orbitojnë satelitët.
ELEKTRIKE ATMOSFERIKE
Në shtresën sipërfaqësore të atmosferës, një pjesë e vogël e molekulave i nënshtrohet jonizimit nën ndikimin e rrezeve kozmike, rrezatimit nga shkëmbinjtë radioaktivë dhe produkteve të kalbjes së radiumit (kryesisht radonit) në vetë ajrin. Në procesin e jonizimit, një atom humbet një elektron dhe fiton një ngarkesë pozitive. Një elektron i lirë kombinohet shpejt me një atom tjetër, duke formuar një jon të ngarkuar negativisht. Jone të tillë të çiftëzuar pozitiv dhe negativ kanë dimensione molekulare. Molekulat në atmosferë priren të grumbullohen rreth këtyre joneve. Disa molekula të kombinuara me një jon formojnë një kompleks që zakonisht quhet "jon i lehtë". Atmosfera përmban edhe komplekse molekulash, të njohura në meteorologji si bërthama kondensimi, rreth të cilave, kur ajri është i ngopur me lagështi, fillon procesi i kondensimit. Këto bërthama janë grimca kripe dhe pluhuri, si dhe ndotës të lëshuar në ajër nga burime industriale dhe të tjera. Jonet e lehta shpesh bashkohen me bërthama të tilla për të formuar "jone të rënda". Nën ndikimin e një fushe elektrike, jonet e lehta dhe të rënda lëvizin nga një zonë e atmosferës në tjetrën, duke transferuar ngarkesa elektrike. Edhe pse atmosfera përgjithësisht nuk konsiderohet të jetë një medium përçues elektrik, ajo ka një sasi të vogël përçueshmërie. Prandaj, një trup i ngarkuar i mbetur në ajër humbet ngadalë ngarkesën e tij. Përçueshmëria atmosferike rritet me lartësinë për shkak të rritjes së intensitetit të rrezeve kozmike, humbjes së reduktuar të joneve në kushte presioni më të ulët (dhe rrjedhimisht rrugës më të gjatë mesatare të lirë) dhe për shkak të më pak bërthamave të rënda. Përçueshmëria e atmosferës arrin vlerën e saj maksimale në një lartësi prej përafërsisht. 50 km, të ashtuquajturat. "niveli i kompensimit". Dihet se midis sipërfaqes së Tokës dhe "nivelit të kompensimit" ka gjithmonë një ndryshim potencial prej disa qindra kilovolt, d.m.th. fushë elektrike konstante. Doli se ndryshimi i mundshëm midis një pike të caktuar në ajër në një lartësi prej disa metrash dhe sipërfaqes së Tokës është shumë i madh - më shumë se 100 V. Atmosfera ka një ngarkesë pozitive dhe sipërfaqja e tokës është e ngarkuar negativisht. Meqenëse fusha elektrike është një zonë, në secilën pikë të së cilës ka një vlerë të caktuar potenciale, mund të flasim për një gradient potencial. Në mot të kthjellët, brenda disa metrave më të ulëta, forca e fushës elektrike të atmosferës është pothuajse konstante. Për shkak të ndryshimeve në përçueshmërinë elektrike të ajrit në shtresën sipërfaqësore, gradienti i mundshëm i nënshtrohet luhatjeve ditore, rrjedha e të cilave ndryshon ndjeshëm nga vendi në vend. Në mungesë të burimeve lokale të ndotjes së ajrit - mbi oqeane, lart në male ose në rajone polare - kursi ditor i gradientit të mundshëm në mot të kthjellët është i njëjtë. Madhësia e gradientit varet nga koha universale, ose mesatarja e Greenwichit (UT) dhe arrin një maksimum në orën 19:00 E. Appleton sugjeroi që kjo përçueshmëri maksimale elektrike ndoshta përkon me aktivitetin më të madh të stuhisë në një shkallë planetare. Shkarkimet e rrufesë gjatë stuhive bartin një ngarkesë negative në sipërfaqen e Tokës, pasi bazat e bubullimave më aktive kumulonimbus kanë një ngarkesë të konsiderueshme negative. Majat e bubullimave kanë një ngarkesë pozitive, e cila, sipas llogaritjeve të Holzer dhe Saxon, rrjedh nga majat e tyre gjatë stuhive. Pa rimbushje të vazhdueshme, ngarkesa në sipërfaqen e tokës do të neutralizohej nga përçueshmëria e atmosferës. Supozimi se diferenca e mundshme midis sipërfaqes së tokës dhe "nivelit të kompensimit" ruhet për shkak të stuhive, mbështetet nga të dhënat statistikore. Për shembull, numri maksimal i stuhive vërehet në luginën e lumit. Amazonat. Më shpesh, stuhitë ndodhin atje në fund të ditës, d.m.th. NE RREGULL. 19:00 me orën e Greenwich-it, kur gradienti i mundshëm është në maksimum kudo në botë. Për më tepër, ndryshimet sezonale në formën e kthesave të variacionit ditor të gradientit potencial janë gjithashtu në përputhje të plotë me të dhënat për shpërndarjen globale të stuhive. Disa studiues argumentojnë se burimi i fushës elektrike të Tokës mund të jetë me origjinë të jashtme, pasi besohet se fusha elektrike ekzistojnë në jonosferë dhe magnetosferë. Kjo rrethanë ndoshta shpjegon shfaqjen e formave shumë të ngushta të zgjatura të aurorave, të ngjashme me prapaskenat dhe harqet.
(shih gjithashtu DRITA POLARE). Për shkak të gradientit të mundshëm dhe përçueshmërisë së atmosferës midis "nivelit të kompensimit" dhe sipërfaqes së Tokës, grimcat e ngarkuara fillojnë të lëvizin: jonet e ngarkuar pozitivisht - drejt sipërfaqes së tokës, dhe të ngarkuar negativisht - lart nga ajo. Kjo rrymë është përafërsisht. 1800 A. Edhe pse kjo vlerë duket e madhe, duhet mbajtur mend se ajo është e shpërndarë në të gjithë sipërfaqen e Tokës. Fuqia aktuale në një kolonë ajri me një sipërfaqe bazë prej 1 m2 është vetëm 4 * 10 -12 A. Nga ana tjetër, forca aktuale gjatë shkarkimit të rrufesë mund të arrijë disa ampera, megjithëse, natyrisht, një shkarkim i tillë ka një kohëzgjatje të shkurtër - nga fraksionet e një sekonde në një sekondë të tërë ose pak më shumë me shkarkime të përsëritura. Rrufeja është me interes të madh jo vetëm si një fenomen i veçantë i natyrës. Ai bën të mundur vëzhgimin e një shkarkimi elektrik në një mjedis të gaztë në një tension prej disa qindra milion volt dhe një distancë midis elektrodave prej disa kilometrash. Në 1750, B. Franklin i propozoi Shoqërisë Mbretërore të Londrës që të eksperimentonin me një shufër hekuri të fiksuar në një bazë izoluese dhe të montuar në një kullë të lartë. Ai priste që kur një re bubullima i afrohet kullës, një ngarkesë e shenjës së kundërt do të përqendrohej në skajin e sipërm të shufrës fillimisht neutrale dhe një ngarkesë e së njëjtës shenjë si në bazën e resë do të përqendrohej në skajin e poshtëm. . Nëse forca e fushës elektrike gjatë shkarkimit të rrufesë rritet mjaftueshëm, ngarkesa nga skaji i sipërm i shufrës do të derdhet pjesërisht në ajër dhe shufra do të fitojë një ngarkesë të së njëjtës shenjë si baza e resë. Eksperimenti i propozuar nga Franklin nuk u krye në Angli, por ai u krijua në 1752 në Marly afër Parisit nga fizikani francez Jean d'Alembert. Ai përdori një shufër hekuri 12 m të gjatë të futur në një shishe qelqi (e cila shërbente si izolator), por nuk e vendosi atë në kullë. Më 10 maj, ndihmësi i tij raportoi se kur një re bubullima ishte mbi një shufër, u krijuan shkëndija kur u soll një tel me tokëzim. Vetë Franklin, i pavetëdijshëm për përvojën e suksesshme të realizuar në Francë, në qershor të atij viti kreu eksperimentin e tij të famshëm me një qift dhe vuri re shkëndija elektrike në fundin e një teli të lidhur me të. Vitin tjetër, ndërsa studionte ngarkesat e mbledhura nga një shufër, Franklin zbuloi se bazat e reve të bubullimave zakonisht janë të ngarkuara negativisht .Studime më të hollësishme të rrufesë u bënë të mundura në fund të shekullit të 19-të për shkak të përmirësimeve të metodave fotografike, veçanërisht pas shpikjes së pajisjes me lente rrotulluese, e cila bëri të mundur rregullimin e proceseve me zhvillim të shpejtë. Një aparat i tillë u përdor gjerësisht në studimin e shkarkimeve të shkëndijave. U zbulua se ka disa lloje rrufeje, ku më të zakonshmet janë ato lineare, të sheshta (brenda reve) dhe globulare (shkarkimi i ajrit). Rrufeja lineare është një shkarkim shkëndijë midis një reje dhe sipërfaqes së tokës, duke ndjekur një kanal me degë poshtë. Rrufeja e sheshtë ndodh brenda një re bubullima dhe duket si ndezje e dritës së shpërndarë. Shkarkimet ajrore të rrufesë së topit, duke filluar nga një re bubullima, shpesh drejtohen horizontalisht dhe nuk arrijnë në sipërfaqen e tokës.

Një shkarkim rrufe zakonisht përbëhet nga tre ose më shumë shkarkime të përsëritura - impulse që ndjekin të njëjtën rrugë. Intervalet midis pulseve të njëpasnjëshme janë shumë të shkurtra, nga 1/100 në 1/10 s (kjo është ajo që shkakton dridhjen e rrufesë). Në përgjithësi, blici zgjat rreth një sekondë ose më pak. Një proces tipik i zhvillimit të rrufesë mund të përshkruhet si më poshtë. Së pari, një drejtues shkarkimi me dritë të dobët nxiton nga lart në sipërfaqen e tokës. Kur ai e arrin atë, një shkarkesë e kundërt ose kryesore që shkëlqen me shkëlqim kalon nga toka në kanalin e vendosur nga drejtuesi. Drejtuesi i shkarkimit, si rregull, lëviz në mënyrë zigzag. Shpejtësia e përhapjes së saj varion nga njëqind në disa qindra kilometra në sekondë. Gjatë rrugës së tij, ai jonizon molekulat e ajrit, duke krijuar një kanal me përçueshmëri të shtuar, përmes të cilit shkarkimi i kundërt lëviz lart me një shpejtësi prej rreth njëqind herë më të madhe se ajo e shkarkimit drejtues. Është e vështirë të përcaktohet madhësia e kanalit, por diametri i shkarkimit të liderit vlerësohet në 1-10 m, dhe ai i shkarkimit të kundërt, disa centimetra. Shkarkimet e rrufesë krijojnë ndërhyrje radio duke emetuar valë radio në një gamë të gjerë - nga 30 kHz deri në frekuenca ultra të ulëta. Rrezatimi më i madh i valëve të radios është ndoshta në intervalin nga 5 deri në 10 kHz. Një ndërhyrje e tillë radio me frekuencë të ulët është "përqendruar" në hapësirën midis kufirit të poshtëm të jonosferës dhe sipërfaqes së tokës dhe është në gjendje të përhapet në distanca mijëra kilometra nga burimi.
NDRYSHIMET NË ATMOSFERË
Ndikimi i meteorëve dhe meteoritëve. Edhe pse ndonjëherë shirat e meteorëve bëjnë një përshtypje të thellë me efektet e tyre të ndriçimit, meteorët individualë shihen rrallë. Shumë më të shumtë janë meteorët e padukshëm, shumë të vegjël për t'u parë në momentin që ato gëlltiten nga atmosfera. Disa nga meteorët më të vegjël ndoshta nuk nxehen fare, por janë kapur vetëm nga atmosfera. Këto grimca të vogla që variojnë në përmasa nga disa milimetra deri në të dhjetëmijëtat e milimetrit quhen mikrometeorë. Sasia e materies meteorike që hyn në atmosferë çdo ditë është nga 100 në 10,000 ton, ku shumica e kësaj lënde janë mikrometeorë. Meqenëse lënda meteorike digjet pjesërisht në atmosferë, përbërja e saj e gazit plotësohet me gjurmë të elementëve të ndryshëm kimikë. Për shembull, meteorët prej guri sjellin litium në atmosferë. Djegia e meteorëve metalikë çon në formimin e hekurit të vogël sferik, hekur-nikelit dhe pikave të tjera që kalojnë nëpër atmosferë dhe depozitohen në sipërfaqen e tokës. Ato mund të gjenden në Grenlandë dhe Antarktidë, ku shtresat e akullit mbeten pothuajse të pandryshuara për vite me rradhë. Oqeanologët i gjejnë ato në sedimentet fundore të oqeanit. Shumica e grimcave të meteorit që hyjnë në atmosferë depozitohen brenda afërsisht 30 ditësh. Disa shkencëtarë besojnë se ky pluhur kozmik luan një rol të rëndësishëm në formimin e fenomeneve atmosferike si shiu, pasi shërben si bërthama e kondensimit të avullit të ujit. Prandaj, supozohet se reshjet janë të lidhura statistikisht me shira të mëdhenj meteorësh. Megjithatë, disa ekspertë besojnë se duke qenë se inputi total i lëndës meteorike është shumë dhjetëra herë më i madh se edhe me shiun më të madh të meteorëve, ndryshimi në sasinë totale të këtij materiali që ndodh si rezultat i një shiu të tillë mund të neglizhohet. Megjithatë, nuk ka dyshim se mikrometeoritët më të mëdhenj dhe, natyrisht, meteorët e dukshëm lënë gjurmë të gjata jonizimi në shtresat e larta të atmosferës, kryesisht në jonosferë. Gjurmë të tilla mund të përdoren për komunikime radio në distanca të gjata, pasi ato pasqyrojnë valë radio me frekuencë të lartë. Energjia e meteorëve që hyjnë në atmosferë shpenzohet kryesisht, dhe ndoshta plotësisht, për ngrohjen e saj. Ky është një nga komponentët e vegjël të ekuilibrit të nxehtësisë së atmosferës.
Dioksidi i karbonit me origjinë industriale. Në periudhën karbonifere, bimësia drunore ishte e përhapur në Tokë. Pjesa më e madhe e dioksidit të karbonit të absorbuar nga bimët në atë kohë u grumbullua në depozitat e qymyrit dhe në depozitat naftëmbajtëse. Njerëzit kanë mësuar të përdorin rezervat e mëdha të këtyre mineraleve si burim energjie dhe tani po e kthejnë me shpejtësi dioksidin e karbonit në qarkullimin e substancave. Fosili është ndoshta rreth. 4*10 13 ton karbon. Gjatë shekullit të kaluar, njerëzimi ka djegur aq shumë lëndë djegëse fosile sa rreth 4 * 10 11 ton karbon ka hyrë përsëri në atmosferë. Aktualisht ka përafërsisht. 2 * 10 12 ton karbon, dhe në njëqind vitet e ardhshme kjo shifër mund të dyfishohet për shkak të djegies së lëndëve djegëse fosile. Megjithatë, jo i gjithë karboni do të mbetet në atmosferë: një pjesë e tij do të shpërndahet në ujërat e oqeanit, disa do të absorbohen nga bimët dhe disa do të lidhen në procesin e gërryerjes së shkëmbinjve. Nuk është ende e mundur të parashikohet se sa dioksid karboni do të jetë në atmosferë ose çfarë ndikimi do të ketë në klimën e botës. Sidoqoftë, besohet se çdo rritje e përmbajtjes së tij do të shkaktojë ngrohje, megjithëse nuk është aspak e nevojshme që ndonjë ngrohje të ndikojë ndjeshëm në klimë. Përqendrimi i dioksidit të karbonit në atmosferë, sipas rezultateve të matjeve, është dukshëm në rritje, megjithëse me një ritëm të ngadaltë. Të dhënat klimatike për Stacionin Svalbard dhe Little America në shelfin e akullit Ross në Antarktidë tregojnë një rritje të temperaturave mesatare vjetore gjatë një periudhe prej afërsisht 50 vjetësh me përkatësisht 5° dhe 2,5°C.
Ndikimi i rrezatimit kozmik. Kur rrezet kozmike me energji të lartë ndërveprojnë me përbërës individualë të atmosferës, formohen izotope radioaktive. Ndër to spikat izotopi i karbonit 14C, i cili grumbullohet në indet bimore dhe shtazore. Duke matur radioaktivitetin e substancave organike që nuk kanë shkëmbyer karbonin me mjedisin për një kohë të gjatë, mund të përcaktohet mosha e tyre. Metoda e radiokarbonit është vendosur si metoda më e besueshme për datimin e organizmave fosile dhe objekteve të kulturës materiale, mosha e të cilave nuk i kalon 50 mijë vjet. Izotopë të tjerë radioaktivë me gjysmë jetë të gjatë mund të përdoren për të datuar materiale që janë qindra mijëra vjet të vjetra nëse zgjidhet problemi themelor i matjes së niveleve jashtëzakonisht të ulëta të radioaktivitetit.
(shih gjithashtu DATIM RADIOKARBON).
ORIGJINA E ATMOSFERËS SË TOKËS
Historia e formimit të atmosferës ende nuk është rikthyer plotësisht në mënyrë të besueshme. Megjithatë, disa ndryshime të mundshme në përbërjen e tij janë identifikuar. Formimi i atmosferës filloi menjëherë pas formimit të Tokës. Ka arsye mjaft të mira për të besuar se në procesin e evolucionit të Pra-Tokës dhe përvetësimit të dimensioneve dhe masës afër modernes, ajo pothuajse humbi plotësisht atmosferën e saj origjinale. Besohet se në një fazë të hershme Toka ishte në gjendje të shkrirë dhe rreth. 4.5 miliardë vjet më parë, ajo mori formë në një trup të fortë. Ky moment historik merret si fillimi i kronologjisë gjeologjike. Që nga ajo kohë ka pasur një evolucion të ngadaltë të atmosferës. Disa procese gjeologjike, të tilla si shpërthimet e llavës gjatë shpërthimeve vullkanike, u shoqëruan me lëshimin e gazrave nga zorrët e Tokës. Ato ndoshta përfshinin azot, amoniak, metan, avull uji, monoksid karboni dhe dioksid karboni. Nën ndikimin e rrezatimit ultravjollcë diellore, avujt e ujit dekompozohen në hidrogjen dhe oksigjen, por oksigjeni i çliruar reagoi me monoksidin e karbonit për të formuar dioksid karboni. Amoniaku zbërthehet në azot dhe hidrogjen. Hidrogjeni në procesin e difuzionit u ngrit dhe u largua nga atmosfera, ndërsa azoti më i rëndë nuk mund të shpëtonte dhe gradualisht grumbullohej, duke u bërë përbërësi kryesor i tij, megjithëse një pjesë e tij u lidh gjatë reaksioneve kimike. Nën ndikimin e rrezeve ultravjollcë dhe shkarkimeve elektrike, një përzierje e gazrave, ndoshta e pranishme në atmosferën origjinale të Tokës, hyri në reaksione kimike, si rezultat i të cilave u formuan substanca organike, në veçanti aminoacide. Rrjedhimisht, jeta mund të ketë origjinën në një atmosferë thelbësisht të ndryshme nga ajo moderne. Me ardhjen e bimëve primitive, filloi procesi i fotosintezës (shih gjithashtu FOTOSINTHEZA), i shoqëruar me çlirimin e oksigjenit të lirë. Ky gaz, veçanërisht pas difuzionit në atmosferën e sipërme, filloi të mbrojë shtresat e poshtme të tij dhe sipërfaqen e Tokës nga rrezatimi ultravjollcë dhe rreze X, kërcënuese për jetën. Vlerësohet se prania e sa më pak se 0.00004 e vëllimit të sotëm të oksigjenit mund të çojë në formimin e një shtrese me gjysmën e përqendrimit aktual të ozonit, e cila megjithatë siguronte një mbrojtje shumë të rëndësishme nga rrezet ultravjollcë. Është gjithashtu e mundshme që atmosfera kryesore të përmbajë shumë dioksid karboni. Është konsumuar gjatë fotosintezës dhe përqendrimi i tij duhet të jetë ulur me evoluimin e botës bimore, si dhe për shkak të përthithjes gjatë disa proceseve gjeologjike. Meqenëse efekti i serrës lidhet me praninë e dioksidit të karbonit në atmosferë, disa shkencëtarë besojnë se luhatjet në përqendrimin e tij janë një nga shkaqet e rëndësishme të ndryshimeve klimatike në shkallë të gjerë në historinë e Tokës, siç janë epokat e akullit. Heliumi i pranishëm në atmosferën moderne është ndoshta kryesisht një produkt i zbërthimit radioaktiv të uraniumit, toriumit dhe radiumit. Këto elemente radioaktive lëshojnë grimca alfa, të cilat janë bërthamat e atomeve të heliumit. Meqenëse asnjë ngarkesë elektrike nuk krijohet ose shkatërrohet gjatë zbërthimit radioaktiv, ka dy elektrone për çdo grimcë alfa. Si rezultat, ajo kombinohet me ta, duke formuar atome neutrale të heliumit. Elementet radioaktive përmbahen në minerale të shpërndara në trashësinë e shkëmbinjve, kështu që një pjesë e konsiderueshme e heliumit të formuar si rezultat i kalbjes radioaktive ruhet në to, duke u avulluar shumë ngadalë në atmosferë. Një sasi e caktuar heliumi ngrihet lart në ekzosferë për shkak të difuzionit, por për shkak të fluksit të vazhdueshëm nga sipërfaqja e tokës, vëllimi i këtij gazi në atmosferë është i pandryshuar. Bazuar në analizën spektrale të dritës së yjeve dhe studimin e meteoritëve, është e mundur të vlerësohet bollëku relativ i elementeve të ndryshëm kimikë në Univers. Përqendrimi i neonit në hapësirë ​​është rreth dhjetë miliardë herë më i lartë se në Tokë, kripton - dhjetë milionë herë, dhe ksenon - një milion herë. Nga kjo rrjedh se përqendrimi i këtyre gazeve inerte, të cilat fillimisht ishin të pranishëm në atmosferën e Tokës dhe nuk u rimbushen gjatë reaksioneve kimike, u ul shumë, ndoshta edhe në fazën kur Toka humbi atmosferën e saj kryesore. Një përjashtim është argoni i gazit inert, pasi ai ende formohet në formën e izotopit 40Ar në procesin e zbërthimit radioaktiv të izotopit të kaliumit.
FENOMENI OPTIK
Shumëllojshmëria e fenomeneve optike në atmosferë është për arsye të ndryshme. Dukuritë më të zakonshme përfshijnë rrufetë (shih më lart) dhe aurora borealis dhe aurora borealis shumë piktoreske (shih gjithashtu DRITA POLARË). Përveç kësaj, ylberi, gal, parhelion (dielli i rremë) dhe harqet, kurora, halos dhe fantazmat e Brocken, mirazhet, zjarret e Shën Elmos, retë e ndritshme, rrezet e gjelbra dhe muzgu janë me interes të veçantë. Ylberi është fenomeni më i bukur atmosferik. Zakonisht ky është një hark i madh, i përbërë nga vija me shumë ngjyra, i vërejtur kur Dielli ndriçon vetëm një pjesë të qiellit, dhe ajri është i ngopur me pika uji, për shembull, gjatë shiut. Harqet me shumë ngjyra janë të renditura në një sekuencë spektri (e kuqe, portokalli, e verdhë, jeshile, cian, vjollcë, vjollcë), por ngjyrat nuk janë pothuajse kurrë të pastra sepse brezat mbivendosen. Si rregull, karakteristikat fizike të ylberëve ndryshojnë ndjeshëm, dhe për këtë arsye ato janë shumë të ndryshme në pamje. Karakteristika e tyre e përbashkët është se qendra e harkut është gjithmonë e vendosur në një vijë të drejtë të tërhequr nga Dielli te vëzhguesi. Ylberi kryesor është një hark i përbërë nga ngjyrat më të ndritshme - e kuqe nga jashtë dhe vjollcë nga brenda. Ndonjëherë vetëm një hark është i dukshëm, por shpesh një hark dytësor shfaqet në pjesën e jashtme të ylberit kryesor. Nuk ka ngjyra aq të ndezura sa e para, dhe vijat e kuqe dhe vjollcë në të ndryshojnë vendet: e kuqja ndodhet brenda. Formimi i ylberit kryesor shpjegohet nga përthyerja e dyfishtë (shih gjithashtu OPTIKA) dhe reflektimi i vetëm i brendshëm i rrezeve të diellit (shih Fig. 5). Duke depërtuar brenda një pikë uji (A), një rreze drite thyhet dhe zbërthehet, si kur kalon nëpër një prizëm. Pastaj arrin në sipërfaqen e kundërt të pikës (B), reflektohet prej saj dhe del nga pika në pjesën e jashtme (C). Në këtë rast, rrezja e dritës, para se të arrijë te vëzhguesi, thyhet për herë të dytë. Rrezja e bardhë fillestare zbërthehet në rreze me ngjyra të ndryshme me një kënd divergjence prej 2°. Kur formohet një ylber dytësor, ndodh thyerja e dyfishtë dhe reflektimi i dyfishtë i rrezeve të diellit (shih Fig. 6). Në këtë rast, drita thyhet, duke depërtuar brenda pikës përmes pjesës së poshtme të saj (A) dhe reflektohet nga sipërfaqja e brendshme e pikës, fillimisht në pikën B, pastaj në pikën C. Në pikën D, drita thyhet. , duke e lënë pikën drejt vëzhguesit.

Në lindjen dhe perëndim të diellit, vëzhguesi e sheh ylberin në formën e një harku të barabartë me gjysmë rrethi, pasi boshti i ylberit është paralel me horizontin. Nëse Dielli është më i lartë mbi horizont, harku i ylberit është më pak se gjysmë rrethi. Kur Dielli ngrihet mbi 42° mbi horizont, ylberi zhduket. Kudo, përveç në gjerësi të mëdha, një ylber nuk mund të shfaqet në mesditë kur Dielli është shumë i lartë. Është interesante të vlerësohet distanca deri në ylber. Edhe pse duket se harku shumëngjyrësh ndodhet në të njëjtin rrafsh, ky është një iluzion. Në fakt, ylberi ka thellësi të madhe dhe mund të përfaqësohet si sipërfaqja e një koni të zbrazët, në krye të të cilit është vëzhguesi. Boshti i konit lidh Diellin, vëzhguesin dhe qendrën e ylberit. Vëzhguesi shikon, si të thuash, përgjatë sipërfaqes së këtij koni. Dy njerëz nuk mund të shohin kurrë saktësisht të njëjtin ylber. Sigurisht, mund të vërehet i njëjti efekt në përgjithësi, por dy ylberët janë në pozicione të ndryshme dhe formohen nga pika të ndryshme uji. Kur shiu ose mjegulla formon një ylber, efekti i plotë optik arrihet nga efekti i kombinuar i të gjitha pikave të ujit që kalojnë sipërfaqen e konit të ylberit me vëzhguesin në kulm. Roli i secilës pikë është i shkurtër. Sipërfaqja e konit të ylberit përbëhet nga disa shtresa. Duke i kaluar shpejt ato dhe duke kaluar nëpër një sërë pikash kritike, çdo pikë zbërthen menjëherë rrezet e diellit në të gjithë spektrin në një sekuencë të përcaktuar rreptësisht - nga e kuqja në vjollcë. Shumë pika kalojnë sipërfaqen e konit në të njëjtën mënyrë, kështu që ylberi i duket vëzhguesit si i vazhdueshëm si përgjatë ashtu edhe përgjatë harkut të tij. Halo - harqe dhe rrathë të bardhë ose të ylbertë të dritës rreth diskut të Diellit ose Hënës. Ato shkaktohen nga përthyerja ose reflektimi i dritës nga kristalet e akullit ose borës në atmosferë. Kristalet që formojnë aureolën ndodhen në sipërfaqen e një koni imagjinar me boshtin e drejtuar nga vëzhguesi (nga maja e konit) në Diell. Në kushte të caktuara, atmosfera është e ngopur me kristale të vegjël, shumë prej fytyrave të të cilëve formojnë një kënd të drejtë me rrafshin që kalon përmes Diellit, vëzhguesit dhe këtyre kristaleve. Aspekte të tilla reflektojnë rrezet e dritës hyrëse me një devijim prej 22 °, duke formuar një aureolë të kuqërremtë nga brenda, por gjithashtu mund të përbëhet nga të gjitha ngjyrat e spektrit. Më pak e zakonshme është një halo me një rreze këndore prej 46°, e vendosur në mënyrë koncentrike rreth një haloje 22 gradë. Ana e saj e brendshme gjithashtu ka një nuancë të kuqërremtë. Shkak për këtë është edhe thyerja e dritës, e cila ndodh në këtë rast në faqet kristalore që formojnë kënde të drejta. Gjerësia e unazës së një halo të tillë tejkalon 2.5 °. Të dy aureolët 46-gradë dhe 22-gradë priren të jenë më të shndritshmet në krye dhe në fund të unazës. Halo e rrallë 90 gradë është një unazë me shkëlqim të dobët, pothuajse pa ngjyrë që ka një qendër të përbashkët me dy aureolët e tjerë. Nëse është me ngjyrë, ka një ngjyrë të kuqe në pjesën e jashtme të unazës. Mekanizmi i shfaqjes së këtij lloji halo nuk është sqaruar plotësisht (Fig. 7).

Parhelia dhe harqet. Rrethi parhelik (ose rrethi i diejve të rremë) - një unazë e bardhë e përqendruar në pikën e zenitit, që kalon nëpër Diell paralel me horizontin. Arsyeja e formimit të tij është reflektimi i dritës së diellit nga skajet e sipërfaqeve të kristaleve të akullit. Nëse kristalet shpërndahen mjaftueshëm në mënyrë të barabartë në ajër, një rreth i plotë bëhet i dukshëm. Parhelia, ose dielli i rremë, janë njolla me shkëlqim që i ngjajnë Diellit, të cilat formohen në pikat e kryqëzimit të rrethit parhelik me aureolën, me rreze këndore prej 22°, 46° dhe 90°. Parhelioni më i formuar dhe më i ndritshëm formohet në kryqëzimin me një halo 22 gradë, zakonisht me ngjyrë pothuajse në të gjitha ngjyrat e ylberit. Diejtë e rremë në kryqëzimet me halo 46 dhe 90 gradë vërehen shumë më rrallë. Parhelia që ndodh në kryqëzimet me halo 90 gradë quhen parantelia, ose kundërdiell të rremë. Ndonjëherë një antelium (kundër-diell) është gjithashtu i dukshëm - një pikë e ndritshme e vendosur në unazën e parhelionit pikërisht përballë Diellit. Supozohet se shkaku i këtij fenomeni është reflektimi i dyfishtë i brendshëm i dritës së diellit. Rrezja e reflektuar ndjek të njëjtën rrugë si rrezja rënëse, por në drejtim të kundërt. Harku circumzenital, nganjëherë i referuar gabimisht si harku i sipërm tangjent i aureolës 46 gradë, është një hark prej 90° ose më pak i përqendruar në pikën zenit dhe afërsisht 46° mbi Diell. Është rrallë e dukshme dhe vetëm për disa minuta, ka ngjyra të ndezura dhe ngjyra e kuqe është e kufizuar në anën e jashtme të harkut. Harku circumzenital është i dukshëm për ngjyrën, shkëlqimin dhe skicat e qarta. Një tjetër efekt optik kurioz dhe shumë i rrallë i tipit halo është harku i Lovitz. Ato lindin si vazhdimësi e parhelisë në kryqëzimin me aureolën 22 gradë, kalojnë nga ana e jashtme e aureolës dhe janë pak konkave drejt Diellit. Shtyllat e dritës së bardhë, si dhe kryqe të ndryshme, ndonjëherë shihen në agim ose muzg, veçanërisht në rajonet polare dhe mund të shoqërojnë Diellin dhe Hënën. Ndonjëherë vërehen halo hënore dhe efekte të tjera të ngjashme me ato të përshkruara më sipër, me aureolën më të zakonshme hënore (unaza rreth Hënës) që ka një rreze këndore prej 22°. Ashtu si diejt e rremë, hënat e rreme mund të lindin. Kurora, ose kurorat, janë unaza të vogla koncentrike me ngjyra rreth Diellit, Hënës ose objekteve të tjera të ndritshme që vërehen herë pas here kur burimi i dritës është pas reve të tejdukshme. Rrezja e koronës është më e vogël se rrezja halo dhe është përafërsisht. 1-5°, unaza blu ose vjollcë është më afër Diellit. Një koronë formohet kur drita shpërndahet nga pika të vogla uji të ujit që formojnë një re. Ndonjëherë kurora duket si një pikë e ndritshme (ose aureolë) që rrethon Diellin (ose Hënën), e cila përfundon me një unazë të kuqërremtë. Në raste të tjera, të paktën dy unaza koncentrike me diametër më të madh, me ngjyrë shumë të dobët, janë të dukshme jashtë aureolës. Ky fenomen shoqërohet me re të ylbertë. Ndonjëherë skajet e reve shumë të larta janë pikturuar me ngjyra të ndezura.
Gloria (halos). Në kushte të veçanta ndodhin dukuri të pazakonta atmosferike. Nëse Dielli është prapa vëzhguesit dhe hija e tij projektohet në retë e afërta ose në një perde mjegullore, nën një gjendje të caktuar të atmosferës rreth hijes së kokës së një personi, mund të shihni një rreth të ndritshëm me ngjyra - një halo. Zakonisht një halo e tillë formohet për shkak të reflektimit të dritës nga pikat e vesës në një lëndinë me bar. Glorias janë gjithashtu mjaft të zakonshme për t'u gjetur rreth hijes që avioni hedh në retë e poshtme.
Fantazmat e Brocken. Në disa rajone të globit, kur hija e një vëzhguesi në një kodër në lindjen ose perëndimin e diellit bie pas tij mbi retë e vendosura në një distancë të shkurtër, zbulohet një efekt goditës: hija fiton dimensione kolosale. Kjo është për shkak të reflektimit dhe thyerjes së dritës nga pikat më të vogla të ujit në mjegull. Fenomeni i përshkruar quhet "fantazma e Brocken" sipas majës në malet Harz në Gjermani.
Mirazhet- një efekt optik i shkaktuar nga thyerja e dritës kur kalon nëpër shtresa ajri me dendësi të ndryshme dhe shprehet në pamjen e një imazhi virtual. Në këtë rast, objektet e largëta mund të rezultojnë të ngrihen ose të ulen në lidhje me pozicionin e tyre aktual, dhe gjithashtu mund të shtrembërohen dhe të marrin forma të parregullta, fantastike. Mirazhet vërehen shpesh në klimat e nxehta, si p.sh. mbi fushat ranore. Mirazhet inferiore janë të zakonshme, kur sipërfaqja e largët, pothuajse e sheshtë e shkretëtirës merr pamjen e ujit të hapur, veçanërisht kur shikohet nga një lartësi e lehtë ose thjesht mbi një shtresë ajri të nxehtë. Një iluzion i ngjashëm zakonisht ndodh në një rrugë të shtruar me nxehtësi që duket si një sipërfaqe uji shumë përpara. Në realitet, kjo sipërfaqe është një reflektim i qiellit. Nën nivelin e syve, objektet, zakonisht me kokë poshtë, mund të shfaqen në këtë "ujë". Mbi sipërfaqen e nxehtë të tokës formohet një "tortë me fryrje ajri", dhe shtresa më e afërt me tokën është më e nxehtë dhe aq e rrallë saqë valët e dritës që kalojnë nëpër të shtrembërohen, pasi shpejtësia e përhapjes së tyre ndryshon në varësi të densitetit të mediumit. Mirazhet superiore janë më pak të zakonshme dhe më piktoreske se mirazhet inferiore. Objektet e largëta (shpesh nën horizontin e detit) shfaqen me kokë poshtë në qiell, dhe ndonjëherë një imazh i drejtpërdrejtë i të njëjtit objekt shfaqet gjithashtu sipër. Ky fenomen është tipik për rajonet e ftohta, veçanërisht kur ka një përmbysje të konsiderueshme të temperaturës, kur një shtresë më e ngrohtë e ajrit është mbi shtresën më të ftohtë. Ky efekt optik manifestohet si rezultat i modeleve komplekse të përhapjes së pjesës së përparme të valëve të dritës në shtresat e ajrit me një densitet jo uniform. Mirazhe shumë të pazakonta ndodhin herë pas here, veçanërisht në rajonet polare. Kur mirazhet ndodhin në tokë, pemët dhe përbërësit e tjerë të peizazhit janë me kokë poshtë. Në të gjitha rastet, objektet në mirazhet e sipërme janë më qartë të dukshme sesa në ato të poshtme. Kur kufiri i dy masave ajrore është një plan vertikal, ndonjëherë vërehen mirazhe anësore.
Zjarri i Shën Elmos. Disa dukuri optike në atmosferë (për shembull, shkëlqimi dhe fenomeni më i zakonshëm meteorologjik - rrufeja) janë të natyrës elektrike. Shumë më pak të zakonshme janë zjarret e St. Elmo - furçat ndriçuese blu të zbehtë ose vjollcë nga 30 cm deri në 1 m ose më shumë në gjatësi, zakonisht në majat e direkëve ose në skajet e oborreve të anijeve në det. Ndonjëherë duket se e gjithë manipulimi i anijes është i mbuluar me fosfor dhe shkëlqen. Zjarret e Elmos shfaqen ndonjëherë në majat e maleve, si dhe në kunjat dhe qoshet e mprehta të ndërtesave të larta. Ky fenomen është shkarkimet elektrike me furçë në skajet e përçuesve elektrikë, kur forca e fushës elektrike rritet shumë në atmosferën përreth tyre. Will-o'-the-wisps janë një shkëlqim i dobët kaltërosh ose i gjelbër që ndonjëherë shihet në këneta, varreza dhe kripta. Ata shpesh shfaqen si një flakë qiri që digjet qetë, që nuk ngroh, e ngritur rreth 30 cm mbi tokë, duke qëndruar pezull mbi objekt për një moment. Drita duket se është plotësisht e pakapshme dhe, ndërsa vëzhguesi afrohet, duket se lëviz në një vend tjetër. Arsyeja e këtij fenomeni është zbërthimi i mbetjeve organike dhe djegia spontane e metanit (CH4) ose fosfinës (PH3) të gazit të kënetës. Dritat endacake kanë një formë tjetër, ndonjëherë edhe sferike. Rreze jeshile - një ndezje e dritës së diellit jeshile smeraldi në momentin kur rrezja e fundit e Diellit zhduket nën horizont. Komponenti i kuq i dritës së diellit zhduket i pari, të gjithë të tjerët ndjekin me radhë dhe jeshilja smerald mbetet e fundit. Ky fenomen ndodh vetëm kur vetëm skaji i diskut diellor mbetet mbi horizont, përndryshe ka një përzierje ngjyrash. Rrezet krepuskulare janë rreze divergjente të dritës së diellit që bëhen të dukshme kur ndriçojnë pluhurin në atmosferën e lartë. Hijet nga retë formojnë breza të errët dhe rrezet përhapen midis tyre. Ky efekt ndodh kur Dielli është i ulët në horizont para agimit ose pas perëndimit të diellit.

Artikulli i mëparshëm: Emrat e yjeve dhe yjësive në qiell Harta e fëmijëve të yjësive Artikulli vijues: Harta e Evropës me vendet e mëdha në rusisht