جو زمین. موضوع جغرافیا - اتمسفر

- پوسته هوای کره زمین که با زمین می چرخد. مرز بالایی جو به طور معمول در ارتفاعات 150-200 کیلومتری انجام می شود. مرز پایینی سطح زمین است.

هوای اتمسفر مخلوطی از گازها است. بیشترین حجم آن در لایه هوای سطحی نیتروژن (78%) و اکسیژن (21%) است. علاوه بر این، هوا حاوی گازهای بی اثر (آرگون، هلیوم، نئون و غیره)، دی اکسید کربن (0.03)، بخار آب و ذرات جامد مختلف (غبار، دوده، کریستال های نمک) است.

هوا بی رنگ است و رنگ آسمان با ویژگی های پراکندگی امواج نور توضیح داده می شود.

جو از چندین لایه تشکیل شده است: تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر و ترموسفر.

لایه زیرین هوا نامیده می شود تروپوسفردر عرض های جغرافیایی مختلف، قدرت آن یکسان نیست. تروپوسفر شکل سیاره را تکرار می کند و همراه با زمین در چرخش محوری شرکت می کند. در خط استوا، ضخامت جو از 10 تا 20 کیلومتر متغیر است. در استوا بزرگتر و در قطبها کمتر است. تروپوسفر با حداکثر چگالی هوا مشخص می شود، 4/5 جرم کل جو در آن متمرکز است. تروپوسفر شرایط آب و هوایی را تعیین می کند: توده های مختلف هوا در اینجا تشکیل می شوند، ابرها و بارش ها شکل می گیرند و حرکت شدید افقی و عمودی هوا رخ می دهد.

بر فراز تروپوسفر تا ارتفاع 50 کیلومتری قرار دارد استراتوسفربا چگالی کمتر هوا مشخص می شود، بخار آب در آن وجود ندارد. در قسمت پایینی استراتوسفر در ارتفاعات حدود 25 کیلومتری. یک "صفحه ازن" وجود دارد - لایه ای از جو با غلظت بالایی از ازن، که اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند، که برای موجودات کشنده است.

در ارتفاع 50 تا 80-90 کیلومتری گسترش می یابد مزوسفربا افزایش ارتفاع، دما با شیب عمودی متوسط ​​(0.25-0.3) درجه / 100 متر کاهش می یابد و چگالی هوا کاهش می یابد. فرآیند اصلی انرژی انتقال حرارت تابشی است. درخشش جو به دلیل فرآیندهای فتوشیمیایی پیچیده شامل رادیکال‌ها، مولکول‌های برانگیخته ارتعاشی است.

ترموسفردر ارتفاع 80-90 تا 800 کیلومتری قرار دارد. چگالی هوا در اینجا حداقل است، درجه یونیزاسیون هوا بسیار بالا است. دما بسته به فعالیت خورشید تغییر می کند. در ارتباط با مقدار زیادذرات باردار در اینجا نورهای قطبی و طوفان های مغناطیسی مشاهده می شوند.

جو برای طبیعت کره زمین از اهمیت بالایی برخوردار است.بدون اکسیژن، موجودات زنده نمی توانند نفس بکشند. لایه اوزون آن از همه موجودات زنده در برابر اشعه های مضر فرابنفش محافظت می کند. جو نوسانات دما را صاف می کند: سطح زمین در شب فوق العاده خنک نمی شود و در روز بیش از حد گرم نمی شود. در لایه های متراکم هوای جوی که به سطح سیاره نمی رسد، شهاب سنگ ها از خارها می سوزند.

جو با تمام پوسته های زمین تعامل دارد. با کمک آن، تبادل گرما و رطوبت بین اقیانوس و خشکی انجام می شود. بدون اتمسفر، ابر، بارندگی، باد وجود نخواهد داشت.

اثر نامطلوب قابل توجهی بر جو فعالیت اقتصادیشخص آلودگی هوا رخ می دهد که منجر به افزایش غلظت مونوکسید کربن (CO 2) می شود. و این به گرمایش جهانی کمک می کند و تقویت می کند اثر گلخانه ای". لایه اوزون زمین به دلیل زباله های صنعتی و حمل و نقل در حال نابودی است.

جو باید محافظت شود. که در کشورهای توسعه یافتهمجموعه ای از اقدامات برای محافظت از هوای جوی از آلودگی در حال انجام است.

آیا هیچ سوالی دارید؟ می خواهید در مورد جو بیشتر بدانید؟
برای کمک گرفتن از یک معلم خصوصی - ثبت نام کنید.

سایت، با کپی کامل یا جزئی از مطالب، لینک به منبع الزامی است.

جو(از اتمس یونانی - بخار و اسفاریا - توپ) - پوسته هوای زمین که با آن می چرخد. توسعه جو ارتباط نزدیکی با فرآیندهای زمین شناسی و ژئوشیمیایی در حال وقوع در سیاره ما و همچنین با فعالیت های موجودات زنده داشت.

مرز پایین جو با سطح زمین منطبق است، زیرا هوا به کوچکترین منافذ خاک نفوذ می کند و حتی در آب نیز حل می شود.

حد بالایی در ارتفاع 2000-3000 کیلومتری به تدریج به فضای بیرونی می رود.

اتمسفر غنی از اکسیژن، حیات را در زمین ممکن می کند. اکسیژن اتمسفر در فرآیند تنفس انسان ها، حیوانات و گیاهان استفاده می شود.

اگر جو وجود نداشت، زمین به اندازه ماه ساکت بود. بالاخره صدا ارتعاش ذرات هواست. رنگ آبی آسمان با این واقعیت توضیح داده می شود که پرتوهای خورشید که از جو عبور می کنند، گویی از طریق یک عدسی، به رنگ های تشکیل دهنده خود تجزیه می شوند. در این حالت پرتوهای رنگ های آبی و آبی بیشتر از همه پراکنده می شوند.

اتمسفر بیشتر تابش فرابنفش خورشید را در خود نگه می دارد که تأثیر مخربی بر موجودات زنده دارد. همچنین گرما را در سطح زمین نگه می دارد و از سرد شدن سیاره ما جلوگیری می کند.

ساختار جو

چندین لایه را می توان در جو متمایز کرد که از نظر چگالی و چگالی متفاوت هستند (شکل 1).

تروپوسفر

تروپوسفر- پایین ترین لایه جو، که ضخامت آن در بالای قطب ها 8-10 کیلومتر است، در عرض های جغرافیایی معتدل - 10-12 کیلومتر، و بالای خط استوا - 16-18 کیلومتر.

برنج. 1. ساختار جو زمین

هوا در تروپوسفر از سطح زمین، یعنی از زمین و آب گرم می شود. بنابراین دمای هوا در این لایه با ارتفاع به ازای هر 100 متر به طور متوسط ​​0.6 درجه سانتی گراد کاهش می یابد و در مرز بالایی تروپوسفر به 55- درجه سانتی گراد می رسد. در همان زمان، در منطقه استوا در مرز بالایی تروپوسفر، دمای هوا -70 درجه سانتیگراد و در منطقه قطب شمال -65 درجه سانتیگراد است.

حدود 80 درصد از جرم جو در تروپوسفر متمرکز است، تقریباً تمام بخار آب در آن قرار دارد، رعد و برق، طوفان، ابر و بارش رخ می دهد و حرکت هوای عمودی (همرفت) و افقی (باد) رخ می دهد.

می توان گفت که آب و هوا عمدتاً در تروپوسفر تشکیل می شود.

استراتوسفر

استراتوسفر- لایه جو که در بالای تروپوسفر در ارتفاع 8 تا 50 کیلومتری قرار دارد. رنگ آسمان در این لایه بنفش به نظر می رسد، که با کم شدن هوا توضیح داده می شود، به همین دلیل اشعه های خورشید تقریباً پراکنده نمی شوند.

استراتوسفر شامل 20 درصد جرم جو است. هوا در این لایه کمیاب است، عملاً بخار آب وجود ندارد و بنابراین ابرها و بارش تقریباً تشکیل نمی شوند. با این حال، جریان هوای پایدار در استراتوسفر مشاهده می شود که سرعت آن به 300 کیلومتر در ساعت می رسد.

این لایه متمرکز است ازن(صفحه نمایش ازن، اوزونوسفر)، لایه ای که اشعه ماوراء بنفش را جذب می کند و از عبور آنها به زمین جلوگیری می کند و در نتیجه از موجودات زنده روی سیاره ما محافظت می کند. به دلیل وجود ازن، دمای هوا در مرز بالایی استراتوسفر در محدوده 50- تا 4-55 درجه سانتی گراد است.

بین مزوسفر و استراتوسفر یک منطقه انتقالی وجود دارد - استراتوپوز.

مزوسفر

مزوسفر- لایه ای از جو واقع در ارتفاع 50-80 کیلومتری. چگالی هوا در اینجا 200 برابر کمتر از سطح زمین است. رنگ آسمان در مزوسفر سیاه به نظر می رسد، ستاره ها در طول روز قابل مشاهده هستند. دمای هوا تا -75 (-90) درجه سانتیگراد کاهش می یابد.

در ارتفاع 80 کیلومتری آغاز می شود ترموسفردمای هوا در این لایه به شدت به ارتفاع 250 متر افزایش می یابد و سپس ثابت می شود: در ارتفاع 150 کیلومتری به 220-240 درجه سانتیگراد می رسد. در ارتفاع 500-600 کیلومتری از 1500 درجه سانتیگراد فراتر می رود.

در مزوسفر و ترموسفر، تحت تأثیر پرتوهای کیهانی، مولکول های گاز به ذرات باردار (یونیزه) اتم ها تجزیه می شوند، بنابراین این قسمت از جو نامیده می شود. یون کره- لایه ای از هوای بسیار کمیاب که در ارتفاع 50 تا 1000 کیلومتری قرار دارد که عمدتاً از اتم های اکسیژن یونیزه شده، مولکول های اکسید نیتریک و الکترون های آزاد تشکیل شده است. این لایه با الکتریسیته بالا مشخص می شود و امواج رادیویی بلند و متوسط ​​از آن مانند یک آینه منعکس می شود.

در یونوسفر، شفق های قطبی به وجود می آیند - درخشش گازهای کمیاب تحت تأثیر ذرات باردار الکتریکی که از خورشید پرواز می کنند - و نوسانات شدید در میدان مغناطیسی مشاهده می شود.

اگزوسفر

اگزوسفر- لایه بیرونی جو، واقع در بالای 1000 کیلومتر. به این لایه، کره پراکنده نیز می گویند، زیرا ذرات گاز با سرعت بالایی در اینجا حرکت می کنند و می توانند در فضای بیرونی پراکنده شوند.

ترکیب اتمسفر

جو مخلوطی از گازهای متشکل از نیتروژن (78.08٪)، اکسیژن (20.95٪)، دی اکسید کربن (0.03٪)، آرگون (0.93٪)، مقدار کمی هلیوم، نئون، زنون، کریپتون (0.01٪)، ازن و سایر گازها، اما محتوای آنها ناچیز است (جدول 1). ترکیب مدرنهوای زمین بیش از صد میلیون سال پیش ایجاد شد، اما با این وجود افزایش شدید فعالیت تولید انسان منجر به تغییر آن شد. در حال حاضر، حدود 10-12٪ افزایش در محتوای CO 2 وجود دارد.

گازهایی که اتمسفر را تشکیل می دهند نقش های عملکردی مختلفی دارند. با این حال، اهمیت اصلی این گازها در درجه اول با این واقعیت تعیین می شود که آنها به شدت انرژی تابشی را جذب می کنند و بنابراین تأثیر قابل توجهی بر روی رژیم دماسطح زمین و جو.

میز 1. ترکیب شیمیاییهوای جوی خشک در نزدیکی سطح زمین

نیتروژن،رایج ترین گاز در اتمسفر، از نظر شیمیایی کمی فعال است.

اکسیژنبر خلاف نیتروژن، عنصر شیمیایی بسیار فعال است. عملکرد خاص اکسیژن اکسیداسیون است مواد آلیموجودات هتروتروف، سنگ ها و گازهای کم اکسید شده که توسط آتشفشان ها به اتمسفر ساطع می شوند. بدون اکسیژن، تجزیه مواد آلی مرده وجود نخواهد داشت.

نقش دی اکسید کربن در جو فوق العاده زیاد است. در نتیجه فرآیندهای احتراق، تنفس موجودات زنده، پوسیدگی وارد جو می شود و اول از همه اصلی ترین است. مصالح ساختمانیبرای ایجاد مواد آلی در طول فتوسنتز. علاوه بر این خاصیت دی اکسید کربن برای انتقال تابش موج کوتاه خورشیدی و جذب بخشی از تابش امواج بلند حرارتی از اهمیت بالایی برخوردار است که به اصطلاح اثر گلخانه ای ایجاد خواهد کرد که در ادامه به آن پرداخته خواهد شد.

تأثیر بر فرآیندهای جوی، به ویژه بر رژیم حرارتی استراتوسفر، نیز توسط ازناین گاز به عنوان یک جاذب طبیعی تابش فرابنفش خورشیدی و جذب عمل می کند تابش خورشیدیمنجر به گرم شدن هوا می شود. مقادیر متوسط ​​ماهانه محتوای کل ازن در جو بسته به عرض جغرافیایی منطقه و فصل در 0.23-0.52 سانتی متر متفاوت است (این ضخامت لایه ازن در فشار و دمای زمین است). مقدار ازن از استوا به قطب ها افزایش می یابد و تغییرات سالانه با حداقل در پاییز و حداکثر در بهار وجود دارد.

ویژگی مشخص جو را می توان این واقعیت نامید که محتوای گازهای اصلی (نیتروژن، اکسیژن، آرگون) با ارتفاع کمی تغییر می کند: در ارتفاع 65 کیلومتری جو، محتوای نیتروژن 86٪، اکسیژن - 19 است. ، آرگون - 0.91، در ارتفاع 95 کیلومتری - نیتروژن 77، اکسیژن - 21.3، آرگون - 0.82٪. ثبات ترکیب هوای اتمسفر به صورت عمودی و افقی با اختلاط آن حفظ می شود.

علاوه بر گازها، هوا حاوی بخار آبو ذرات جامددومی می تواند منشا طبیعی و مصنوعی (انسان زایی) داشته باشد. اینها گرده گل، کریستال های ریز نمک، گرد و غبار جاده، ناخالصی های آئروسل هستند. هنگامی که پرتوهای خورشید به پنجره نفوذ می کنند، با چشم غیر مسلح دیده می شوند.

به خصوص ذرات معلق زیادی در هوای شهرها و مراکز صنعتی بزرگ وجود دارد، جایی که انتشار گازهای مضر و ناخالصی های آنها در هنگام احتراق سوخت به ذرات معلق اضافه می شود.

غلظت ذرات معلق در هوا شفافیت هوا را تعیین می کند که بر تابش خورشیدی که به سطح زمین می رسد تأثیر می گذارد. بزرگترین ذرات معلق در هوا هسته های تراکم (از لات. متراکم شدن- تراکم، ضخیم شدن) - به تبدیل بخار آب به قطرات آب کمک می کند.

ارزش بخار آب در درجه اول با این واقعیت تعیین می شود که تابش حرارتی موج بلند سطح زمین را به تاخیر می اندازد. نشان دهنده پیوند اصلی چرخه های رطوبت بزرگ و کوچک است. هنگامی که بسترهای آب متراکم می شوند، دمای هوا را افزایش می دهد.

مقدار بخار آب موجود در جو در طول زمان و مکان متفاوت است. بنابراین، غلظت بخار آب در نزدیکی سطح زمین از 3٪ در مناطق استوایی تا 2-10 (15)٪ در قطب جنوب متغیر است.

میانگین مقدار بخار آب در ستون عمودی جو در عرض های جغرافیایی معتدل حدود 1.6-1.7 سانتی متر است (لایه بخار آب متراکم چنین ضخامتی خواهد داشت). اطلاعات در مورد بخار آب در لایه های مختلف جو متناقض است. برای مثال فرض بر این بود که در محدوده ارتفاعی 20 تا 30 کیلومتری، رطوبت ویژه به شدت با ارتفاع افزایش می یابد. با این حال، اندازه گیری های بعدی خشکی بیشتر استراتوسفر را نشان می دهد. ظاهراً رطوبت خاص در استراتوسفر کمی به ارتفاع بستگی دارد و به 2-4 میلی گرم بر کیلوگرم می رسد.

تغییرپذیری محتوای بخار آب در تروپوسفر توسط برهمکنش تبخیر، تراکم و انتقال افقی تعیین می شود. در اثر تراکم بخار آب، ابرها تشکیل می شوند و بارش به صورت باران، تگرگ و برف رخ می دهد.

فرآیندهای انتقال فاز آب عمدتاً در تروپوسفر انجام می شود، به همین دلیل است که ابرها در استراتوسفر (در ارتفاعات 20-30 کیلومتری) و مزوسفر (در نزدیکی مزوپوز)، که مادر مروارید و نقره نامیده می شوند، نسبتاً به ندرت مشاهده می شوند. در حالی که ابرهای تروپوسفر اغلب حدود 50 درصد از کل سطوح زمین را می پوشانند.

مقدار بخار آبی که می تواند در هوا وجود داشته باشد به دمای هوا بستگی دارد.

1 متر مکعب هوا در دمای -20 درجه سانتیگراد نمی تواند بیش از 1 گرم آب داشته باشد. در دمای 0 درجه سانتیگراد - حداکثر 5 گرم؛ در +10 درجه سانتیگراد - حداکثر 9 گرم؛ در +30 درجه سانتیگراد - حداکثر 30 گرم آب.

نتیجه:هر چه دمای هوا بالاتر باشد، بخار آب بیشتری می تواند داشته باشد.

هوا می تواند باشد ثروتمندو اشباع نشدهبخار. بنابراین، اگر در دمای +30 درجه سانتیگراد، 1 متر مکعب هوا حاوی 15 گرم بخار آب باشد، هوا از بخار آب اشباع نشده است. اگر 30 گرم - اشباع شده است.

رطوبت مطلق- این مقدار بخار آب موجود در 1 متر مکعب هوا است. بر حسب گرم بیان می شود. به عنوان مثال، اگر بگویند "رطوبت مطلق 15 است"، این بدان معناست که 1 میلی لیتر حاوی 15 گرم بخار آب است.

رطوبت نسبی- این نسبت (در درصد) محتوای واقعی بخار آب در 1 متر مکعب هوا به مقدار بخار آبی است که می تواند در 1 متر لیتر در دمای معین وجود داشته باشد. به عنوان مثال، اگر یک گزارش آب و هوا از طریق رادیو پخش شود که رطوبت نسبی آن 70٪ است، به این معنی است که هوا حاوی 70٪ بخار آبی است که می تواند در یک دمای معین نگه دارد.

هر چه رطوبت نسبی هوا بیشتر باشد، t. هر چه هوا به اشباع نزدیکتر باشد، احتمال سقوط آن بیشتر است.

رطوبت نسبی همیشه بالا (تا 90٪) در منطقه استوایی مشاهده می شود، زیرا دمای هوا در طول سال زیاد است و تبخیر زیادی از سطح اقیانوس ها وجود دارد. همان رطوبت نسبی بالا در مناطق قطبی وجود دارد، اما فقط به این دلیل که در دماهای پایین حتی مقدار کمی بخار آب باعث اشباع یا نزدیک به اشباع هوا می شود. در عرض های جغرافیایی معتدل، رطوبت نسبی به صورت فصلی متفاوت است - در زمستان بیشتر و در تابستان کمتر است.

رطوبت نسبی هوا به ویژه در بیابان ها کم است: 1 متر مربع هوا در آنجا دو تا سه برابر کمتر از مقدار بخار آب ممکن در یک دمای معین است.

برای اندازه گیری رطوبت نسبی از رطوبت سنج استفاده می شود (از یونانی hygros - wet و metreco - I اندازه می کنم).

هنگامی که هوای اشباع سرد می شود، نمی تواند همان مقدار بخار آب را در خود نگه دارد، غلیظ می شود (تراکم می شود) و به قطرات مه تبدیل می شود. مه را می توان در تابستان در یک شب خنک و صاف مشاهده کرد.

ابرها- این همان مه است، فقط نه در سطح زمین، بلکه در ارتفاع معینی تشکیل می شود. با بالا آمدن هوا سرد می شود و بخار آب موجود در آن متراکم می شود. قطرات ریز آب حاصل، ابرها را تشکیل می دهند.

در تشکیل ابرها نقش دارند ذرات معلقدر تروپوسفر معلق است.

ابرها ممکن است داشته باشند شکل متفاوتکه بستگی به شرایط تشکیل آنها دارد (جدول 14).

پست ترین و سنگین ترین ابرها لایه لایه هستند. آنها در ارتفاع 2 کیلومتری از سطح زمین قرار دارند. در ارتفاع 2 تا 8 کیلومتری می توان ابرهای کومولوس زیباتری را مشاهده کرد. بلندترین و سبک ترین آنها ابرهای سیروس هستند. آنها در ارتفاع 8 تا 18 کیلومتری از سطح زمین قرار دارند.

حفاظت اتمسفر

منبع اصلی هستند شرکت های صنعتیو ماشین ها که در شهرهای بزرگمشکل آلودگی گازی مسیرهای اصلی حمل و نقل بسیار حاد است. به همین دلیل است که در بسیاری از کلان شهرهادر سراسر جهان، از جمله در کشور ما، کنترل زیست محیطی سمیت گازهای خروجی اگزوز خودروها را معرفی کرد. به گفته کارشناسان، دود و گرد و غبار موجود در هوا می تواند جریان انرژی خورشیدی به سطح زمین را به نصف کاهش دهد که منجر به تغییر شرایط طبیعی خواهد شد.

اتمسفر زمین

جو(از جانب. یونانی دیگرἀτμός - بخار و σφαῖρα - توپ) - گازپوسته ( ژئوسفر) سیاره را احاطه کرده است زمین. سطح داخلی آن پوشیده شده است هیدروسفرو به طور جزئی پارس سگ، قسمت بیرونی با بخش نزدیک به زمین از فضای بیرونی مرز دارد.

به مجموع بخش‌هایی از فیزیک و شیمی که جو را مطالعه می‌کنند معمولاً گفته می‌شود فیزیک اتمسفر. جو تعیین می کند آب و هوادر سطح زمین، به مطالعه آب و هوا مشغول است هواشناسی، و تغییرات طولانی مدت اقلیم - اقلیم شناسی.

ساختار جو

ساختار جو

تروپوسفر

حد بالایی آن در ارتفاع 8-10 کیلومتری در قطبی، 10-12 کیلومتری در معتدل و 16-18 کیلومتری در عرض های جغرافیایی استوایی است. در زمستان کمتر از تابستان است. لایه زیرین و اصلی جو. بیش از 80 درصد از کل جرم هوای جو و حدود 90 درصد از کل بخار آب موجود در جو را در خود دارد. در تروپوسفر بسیار توسعه یافته است تلاطمو همرفت، بوجود امدن ابرها، توسعه دهید طوفان هاو آنتی سیکلون ها. دما با افزایش ارتفاع با میانگین عمودی کاهش می یابد شیب 0.65 درجه / 100 متر

برای "شرایط عادی" در سطح زمین در نظر گرفته می شود: چگالی 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب، فشار هوا 101.35 کیلو پاسکال، دما به علاوه 20 درجه سانتیگراد و رطوبت نسبی 50%. این شاخص های مشروط دارای ارزش کاملاً مهندسی هستند.

استراتوسفر

لایه ای از جو در ارتفاع 11 تا 50 کیلومتری قرار دارد. با تغییر جزئی دما در لایه 11-25 کیلومتری (لایه پایینی استراتوسفر) و افزایش آن در لایه 25-40 کیلومتری از 56.5- به 0.8 درجه مشخص می شود. با(استراتوسفر یا منطقه بالایی وارونگی ها). با رسیدن به مقدار حدود 273 کلوین (تقریبا 0 درجه سانتیگراد) در ارتفاع حدود 40 کیلومتری، دما تا ارتفاع حدود 55 کیلومتری ثابت می ماند. این ناحیه دمای ثابت نامیده می شود استراتوپوزو مرز بین استراتوسفر است و مزوسفر.

استراتوپوز

لایه مرزی جو بین استراتوسفر و مزوسفر. حداکثر در توزیع دمای عمودی (حدود 0 درجه سانتیگراد) وجود دارد.

مزوسفر

اتمسفر زمین

مزوسفراز ارتفاع 50 کیلومتری شروع می شود و تا 80-90 کیلومتر گسترش می یابد. دما با ارتفاع با شیب عمودی متوسط ​​(0.25-0.3) درجه / 100 متر کاهش می یابد. فرآیند اصلی انرژی انتقال حرارت تابشی است. فرآیندهای فتوشیمیایی پیچیده شامل رادیکال های آزاد، مولکول های برانگیخته ارتعاشی و غیره، درخشش جو را تعیین می کنند.

مزوپوز

لایه انتقالی بین مزوسفر و ترموسفر. حداقل در توزیع عمودی دما (حدود -90 درجه سانتیگراد) وجود دارد.

خط کارمان

ارتفاع از سطح دریا که به طور معمول به عنوان مرز بین جو زمین و فضا پذیرفته شده است.

ترموسفر

مقاله اصلی: ترموسفر

حد بالایی حدود 800 کیلومتر است. درجه حرارت تا ارتفاعات 200-300 کیلومتر افزایش می یابد، جایی که به مقادیری در حد 1500 کلوین می رسد و پس از آن تا ارتفاعات تقریباً ثابت می ماند. تحت تأثیر تابش خورشیدی فرابنفش و اشعه ایکس و تابش کیهانی، یونیزاسیون هوا رخ می دهد (" شفق های قطبی") - نواحی اصلی یون کرهدر داخل ترموسفر دراز بکشید. در ارتفاعات بالای 300 کیلومتر، اکسیژن اتمی غالب است.

لایه های جوی تا ارتفاع 120 کیلومتری

اگزوسفر (کره پراکنده)

اگزوسفر- منطقه پراکندگی، قسمت بیرونی ترموسفر، واقع در بالای 700 کیلومتر. گاز موجود در اگزوسفر بسیار کمیاب است و از این رو ذرات آن به فضای بین سیاره ای نشت می کنند. اتلاف).

تا ارتفاع 100 کیلومتری، جو مخلوطی همگن و مخلوط از گازها است. در لایه های بالاتر، توزیع گازها در ارتفاع به جرم مولکولی آنها بستگی دارد، غلظت گازهای سنگین تر با فاصله از سطح زمین سریعتر کاهش می یابد. به دلیل کاهش چگالی گاز، دما از 0 درجه سانتیگراد در استراتوسفر به 110- درجه سانتیگراد در مزوسفر کاهش می یابد. با این حال، انرژی جنبشی ذرات منفرد در ارتفاعات 200 تا 250 کیلومتری با دمای ~ 1500 درجه سانتیگراد مطابقت دارد. در بالای 200 کیلومتر، نوسانات قابل توجهی در دما و چگالی گاز در زمان و مکان مشاهده می شود.

در ارتفاع حدود 2000-3000 کیلومتری، اگزوسفر به تدریج به به اصطلاح عبور می کند. نزدیک خلاء فضاییکه با ذرات بسیار کمیاب گاز بین سیاره ای، عمدتاً اتم های هیدروژن پر شده است. اما این گاز تنها بخشی از ماده بین سیاره ای است. بخش دیگر از ذرات غبار مانند با منشا دنباله دار و شهاب سنگی تشکیل شده است. علاوه بر ذرات غبار مانند بسیار کمیاب، تابش الکترومغناطیسی و جسمی با منشاء خورشیدی و کهکشانی به این فضا نفوذ می کند.

تروپوسفر حدود 80 درصد از جرم جو را تشکیل می دهد، استراتوسفر حدود 20 درصد را تشکیل می دهد. جرم مزوسفر بیش از 0.3٪ نیست، ترموسفر کمتر از 0.05٪ از کل جرم جو است. بر اساس خواص الکتریکی موجود در جو، نوتروسفر و یونوسفر متمایز می شوند. در حال حاضر اعتقاد بر این است که جو تا ارتفاع 2000-3000 کیلومتری گسترش می یابد.

بسته به ترکیب گاز موجود در جو، آنها منتشر می کنند هموسفرو هتروسفر. هتروسفر - این منطقه ای است که گرانش بر جداسازی گازها تأثیر می گذارد، زیرا اختلاط آنها در چنین ارتفاعی ناچیز است. از این رو ترکیب متغیر هتروسفر را دنبال می کند. در زیر آن یک قسمت کاملاً مخلوط و همگن از جو قرار دارد که به نام هموسفر. مرز بین این لایه ها نامیده می شود توربوپوز، در ارتفاع حدود 120 کیلومتری قرار دارد.

مشخصات فیزیکی

ضخامت جو تقریباً 2000 - 3000 کیلومتر از سطح زمین است. جرم کل هوا- (5.1-5.3) × 10 18 کیلوگرم. جرم مولیهوای خشک تمیز 28.966 است. فشاردر 0 درجه سانتی گراد در سطح دریا 101.325 کیلو پاسکال; دمای بحرانی-140.7 درجه سانتی گراد; فشار بحرانی 3.7 مگاپاسکال؛ سی پ 1.0048×10 3 J/(kg K) (در دمای 0 درجه سانتیگراد)، سی v 0.7159×10 3 J/(kg K) (در دمای 0 درجه سانتیگراد). حلالیت هوا در آب در دمای 0 درجه سانتیگراد - 0.036٪، در 25 درجه سانتیگراد - 0.22٪.

خصوصیات فیزیولوژیکی و سایر خواص جو

در حال حاضر در ارتفاع 5 کیلومتری از سطح دریا، یک فرد آموزش ندیده رشد می کند گرسنگی اکسیژنو بدون سازگاری، عملکرد انسان به طور قابل توجهی کاهش می یابد. این جایی است که منطقه فیزیولوژیکی جو به پایان می رسد. تنفس انسان در ارتفاع 15 کیلومتری غیرممکن می شود، اگرچه تا 115 کیلومتری جو حاوی اکسیژن است.

جو اکسیژن مورد نیاز برای تنفس را در اختیار ما قرار می دهد. با این حال، به دلیل افت فشار کل اتمسفر با افزایش ارتفاع، فشار جزئی اکسیژن نیز به همین ترتیب کاهش می یابد.

ریه های انسان دائماً حاوی حدود 3 لیتر هوای آلوئولی هستند. فشار جزئیاکسیژن هوای آلوئولی در فشار اتمسفر معمولی 110 میلی متر جیوه است. هنر، فشار دی اکسید کربن - 40 میلی متر جیوه. هنر، و بخار آب - 47 میلی متر جیوه. هنر با افزایش ارتفاع، فشار اکسیژن کاهش می یابد و فشار کل بخار آب و دی اکسید کربن در ریه ها تقریباً ثابت می ماند - حدود 87 میلی متر جیوه. هنر هنگامی که فشار هوای اطراف به این مقدار برسد، جریان اکسیژن به داخل ریه ها به طور کامل متوقف می شود.

در ارتفاع حدود 19-20 کیلومتری، فشار اتمسفر به 47 میلی متر جیوه کاهش می یابد. هنر بنابراین در این ارتفاع آب و مایع بینابینی در بدن انسان شروع به جوشیدن می کنند. در خارج از کابین تحت فشار در این ارتفاعات، مرگ تقریباً بلافاصله اتفاق می افتد. بنابراین، از نقطه نظر فیزیولوژی انسان، "فضا" در ارتفاع 15-19 کیلومتری شروع می شود.

لایه های متراکم هوا - تروپوسفر و استراتوسفر - ما را از اثرات مخرب تشعشع محافظت می کند. با کمیاب شدن کافی هوا، در ارتفاعات بیش از 36 کیلومتر، اثر شدیدی از طریق یونیزه کردن بر بدن اعمال می شود. تابش - تشعشع- پرتوهای کیهانی اولیه؛ در ارتفاعات بیش از 40 کیلومتر، قسمت فرابنفش طیف خورشیدی که برای انسان خطرناک است، عمل می کند.

همانطور که ما به ارتفاع بیشتر از سطح زمین بالا می رویم، به تدریج ضعیف می شویم، و سپس کاملاً ناپدید می شویم، چنین پدیده هایی که برای ما آشنا هستند در لایه های پایینی جو مشاهده می شوند، مانند انتشار صدا، ظهور آیرودینامیک. نیروی بالابرو مقاومت، انتقال حرارت همرفتو غیره.

در لایه های کمیاب هوا، انتشار می یابد صداغیر ممکن می شود تا ارتفاع 60 تا 90 کیلومتری همچنان می توان از مقاومت هوا و بالابر برای پرواز آیرودینامیکی کنترل شده استفاده کرد. اما با شروع از ارتفاعات 100-130 کیلومتر، مفاهیم آشنا برای هر خلبان شماره های Mو سد صوتیمعنای خود را از دست می دهند، شرطی می گذرد خط کارمانفراتر از آن، حوزه پرواز صرفاً بالستیک آغاز می شود که تنها با استفاده از نیروهای واکنشی قابل کنترل است.

در ارتفاعات بالای 100 کیلومتر، اتمسفر از ویژگی قابل توجه دیگری نیز محروم است - توانایی جذب، هدایت و انتقال انرژی حرارتی توسط همرفت (یعنی از طریق اختلاط هوا). این بدان معنی است که عناصر مختلف تجهیزات، تجهیزات ایستگاه فضایی مداری نمی توانند از بیرون به روشی که معمولاً در هواپیما انجام می شود - با کمک جت های هوا و رادیاتورهای هوا - خنک شوند. در چنین ارتفاعی، مانند فضا به طور کلی، تنها راه انتقال گرما است تابش حرارتی.

ترکیب اتمسفر

ترکیب هوای خشک

جو زمین عمدتاً از گازها و ناخالصی های مختلف (غبار، قطرات آب، کریستال های یخ، نمک های دریا، محصولات احتراق) تشکیل شده است.

غلظت گازهای تشکیل دهنده جو تقریبا ثابت است، به استثنای آب (H2O) و دی اکسید کربن (CO2).

علاوه بر گازهای نشان داده شده در جدول، جو حاوی SO 2، NH 3، CO، ازن, هیدروکربن ها, HCl, HF، زوج ها HG، من 2 و نهو بسیاری از گازهای دیگر در مقادیر کم. تروپوسفر دائماً حاوی تعداد زیادی ذرات معلق جامد و مایع است. آئروسل).

تاریخچه شکل گیری جو

بر اساس رایج ترین نظریه، جو زمین در طول زمان در چهار ترکیب مختلف بوده است. در ابتدا از گازهای سبک ( هیدروژنو هلیوم) از فضای بین سیاره ای گرفته شده است. این به اصطلاح جو اولیه(حدود چهار میلیارد سال پیش). در مرحله بعد، فعالیت فعال آتشفشانی منجر به اشباع شدن جو با گازهایی غیر از هیدروژن (دی اکسید کربن، آمونیاک, بخار). اینگونه است جو ثانویه(حدود سه میلیارد سال قبل از روزگار ما). این فضا ترمیم کننده بود. علاوه بر این، روند تشکیل جو توسط عوامل زیر تعیین شد:

نشت گازهای سبک (هیدروژن و هلیوم) به داخل فضای بین سیاره ای;

واکنش های شیمیایی که در جو تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش، تخلیه رعد و برق و برخی عوامل دیگر رخ می دهد.

کم کم این عوامل منجر به شکل گیری شد جو سومبا محتوای بسیار کمتر هیدروژن و محتوای بسیار بیشتر نیتروژن و دی اکسید کربن (که در نتیجه واکنش های شیمیایی از آمونیاک و هیدروکربن ها ایجاد می شود) مشخص می شود.

نیتروژن

تشکیل مقدار زیادی N 2 به دلیل اکسیداسیون اتمسفر آمونیاک-هیدروژن توسط O 2 مولکولی است که از 3 میلیارد سال پیش در نتیجه فتوسنتز از سطح سیاره شروع به بیرون آمدن کرد. N 2 همچنین در نتیجه نیترات زدایی نیترات ها و سایر ترکیبات حاوی نیتروژن در جو آزاد می شود. نیتروژن در اتمسفر فوقانی توسط ازن به NO اکسید می شود.

نیتروژن N 2 فقط در شرایط خاص (به عنوان مثال، در هنگام تخلیه رعد و برق) وارد واکنش می شود. اکسیداسیون نیتروژن مولکولی توسط ازن در هنگام تخلیه الکتریکی در تولید صنعتی کودهای نیتروژنی استفاده می شود. می توان آن را با مصرف کم انرژی اکسید کرد و به شکل فعال بیولوژیکی تبدیل کرد سیانوباکتری ها (جلبک سبز آبی)و باکتری های ندولی که ریزوبیال را تشکیل می دهند همزیستیبا حبوباتگیاهان، به اصطلاح. کود کشاورزی سبز.

اکسیژن

ترکیب جو شروع به تغییر اساسی با ظهور کرد موجودات زنده، در نتیجه فتوسنتزهمراه با آزاد شدن اکسیژن و جذب دی اکسید کربن. در ابتدا، اکسیژن برای اکسیداسیون ترکیبات کاهش یافته - آمونیاک، هیدروکربن ها، فرم اکسید مصرف شد. غدهموجود در اقیانوس ها و غیره. در پایان این مرحله، محتوای اکسیژن در جو شروع به رشد کرد. به تدریج فضایی مدرن با خواص اکسید کننده شکل گرفت. از آنجایی که این امر باعث ایجاد تغییرات جدی و ناگهانی در بسیاری از فرآیندهای در حال وقوع شد جو, لیتوسفرو زیست کره، این رویداد نامیده می شود فاجعه اکسیژن.

در حین فانوزوئیکترکیب اتمسفر و محتوای اکسیژن دستخوش تغییراتی شد. آنها در درجه اول با نرخ رسوب سنگ های رسوبی آلی همبستگی داشتند. بنابراین، در طول دوره های انباشت زغال سنگ، محتوای اکسیژن در اتمسفر ظاهراً به طور قابل توجهی از سطح مدرن فراتر رفت.

دی اکسید کربن

محتوای CO 2 در جو به فعالیت های آتشفشانی و فرآیندهای شیمیایی در پوسته های زمین بستگی دارد، اما بیشتر از همه به شدت بیوسنتز و تجزیه مواد آلی در زیست کره زمین. تقریبا کل زیست توده فعلی سیاره (حدود 2.4 × 10 12 تن ) در اثر دی اکسید کربن، نیتروژن و بخار آب موجود در هوای اتمسفر تشکیل می شود. به خاک سپرده شد اقیانوس، V باتلاق هاو در جنگل هاماده آلی می شود زغال سنگ, روغنو گاز طبیعی. (سانتی متر. چرخه ژئوشیمیایی کربن)

گازهای نجیب

منبع گازهای بی اثر - آرگون, هلیومو کریپتون- فوران های آتشفشانی و فروپاشی عناصر رادیواکتیو. زمین به عنوان یک کل و جو به طور خاص در مقایسه با فضا از گازهای بی اثر تهی می شود. اعتقاد بر این است که دلیل این امر در نشت مداوم گازها به فضای بین سیاره ای است.

آلودگی هوا

اخیراً تکامل جو شروع به تأثیر پذیری کرد انسان. نتیجه فعالیت های او افزایش مداوم و قابل توجهی در محتوای دی اکسید کربن در جو به دلیل احتراق سوخت های هیدروکربنی انباشته شده در دوره های زمین شناسی قبلی بود. مقادیر زیادی CO 2 در طول فتوسنتز مصرف می شود و توسط اقیانوس های جهان جذب می شود. این گاز به دلیل تجزیه سنگ های کربناته و مواد آلی با منشاء گیاهی و حیوانی و همچنین در اثر فعالیت های آتشفشانی و تولید انسان وارد جو می شود. در طول 100 سال گذشته، محتوای CO2 در جو 10٪ افزایش یافته است که بخش اصلی آن (360 میلیارد تن) از احتراق سوخت است. اگر سرعت رشد احتراق سوخت ادامه یابد، در 50 تا 60 سال آینده مقدار CO 2 در جو دو برابر خواهد شد و ممکن است منجر به تغییرات جهانی آب و هوا.

احتراق سوخت منبع اصلی هر دو گاز آلاینده است ( بنابراین, نه, بنابراین 2 ). دی اکسید گوگرد توسط اکسیژن اتمسفر اکسید می شود بنابراین 3 در اتمسفر فوقانی، که به نوبه خود با بخار آب و آمونیاک و در نتیجه برهم کنش دارد اسید سولفوریک (H 2 بنابراین 4 ) و سولفات آمونیوم ((NH 4 ) 2 بنابراین 4 ) بازگشت به سطح زمین در قالب یک به اصطلاح. باران اسیدی. استفاده موتورهای احتراق داخلیمنجر به آلودگی هوا با اکسیدهای نیتروژن، هیدروکربن ها و ترکیبات سرب می شود. سرب تترااتیل سرب (CH 3 CH 2 ) 4 ) ).

آلودگی آئروسل اتمسفر هم به دلایل طبیعی (فوران آتشفشانی، طوفان های گرد و غبار، حباب قطرات آب دریا و گرده گیاهان و غیره) و هم در اثر فعالیت های اقتصادی انسان (معادن سنگ معدن و مصالح ساختمانی، احتراق سوخت، تولید سیمان و غیره ایجاد می شود). .). حذف شدید ذرات جامد در اتمسفر در مقیاس بزرگ یکی از دلایل احتمالی تغییر آب و هوا در این سیاره است.

اندازه دقیق جو ناشناخته است، زیرا مرز بالایی آن به وضوح قابل مشاهده نیست. با این حال، ساختار جو به اندازه کافی مورد مطالعه قرار گرفته است تا همه بتوانند تصوری از نحوه چیدمان پوسته گازی سیاره ما داشته باشند.

دانشمندان فیزیک اتمسفر آن را به عنوان ناحیه ای در اطراف زمین که با سیاره می چرخد ​​تعریف می کنند. FAI موارد زیر را ارائه می دهد تعریف:

• مرز بین فضا و جو در امتداد خط کارمان است. این خط طبق تعریف همین سازمان، ارتفاعی از سطح دریا است که در ارتفاع 100 کیلومتری قرار دارد.

هر چیزی بالاتر از این خط، فضای بیرونی است. جو به تدریج وارد فضای بین سیاره ای می شود و به همین دلیل است که ایده های مختلفی در مورد اندازه آن وجود دارد.

با مرز پایین جو، همه چیز بسیار ساده تر است - از سطح عبور می کند پوسته زمینو سطح آب زمین - هیدروسفر. در همان زمان ، می توان گفت که مرز با سطح زمین و آب ادغام می شود ، زیرا ذرات هوا نیز در آنجا حل می شوند.

چه لایه هایی از جو در اندازه زمین گنجانده شده است

نکته جالب: در زمستان کمتر است، در تابستان بیشتر است.

در این لایه است که تلاطم، پاد سیکلون و طوفان به وجود می آید، ابرها تشکیل می شوند. این کره است که مسئول تشکیل آب و هوا است؛ تقریباً 80٪ از کل توده های هوا در آن قرار دارد.

تروپاپوز لایه ای است که در آن دما با ارتفاع کاهش نمی یابد. بالای تروپوپوز، در ارتفاع بالای 11 و تا 50 کیلومتری قرار دارد. استراتوسفر حاوی لایه ای از ازن است که به عنوان محافظت از سیاره در برابر پرتوهای فرابنفش شناخته شده است. هوا در این لایه تخلیه می شود، اینها با مشخصه توضیح داده می شوند رنگ بنفشآسمان. سرعت جریان هوا در اینجا می تواند به 300 کیلومتر در ساعت برسد. بین استراتوسفر و مزوسفر استراتوپوز است - کره مرزی که در آن حداکثر دما اتفاق می افتد.

لایه بعدی است. تا ارتفاعات 85-90 کیلومتری گسترش می یابد. رنگ آسمان در مزوسفر سیاه است، بنابراین ستارگان را می توان حتی در صبح و بعد از ظهر مشاهده کرد. پیچیده ترین فرآیندهای فتوشیمیایی در آنجا اتفاق می افتد که در طی آن درخشش اتمسفر رخ می دهد.

بین مزوسفر و لایه بعدی مزوپوز قرار دارد. به عنوان یک لایه انتقالی تعریف می شود که در آن حداقل دما مشاهده می شود. در بالا، در ارتفاع 100 کیلومتری از سطح دریا، خط کارمان قرار دارد. در بالای این خط ترموسفر (محدودیت ارتفاع 800 کیلومتر) و اگزوسفر قرار دارند که به آن «منطقه پراکندگی» نیز می گویند. در ارتفاع حدود 2-3 هزار کیلومتری به خلاء فضایی نزدیک می رود.

با توجه به اینکه لایه بالایی جو به وضوح قابل مشاهده نیست، اندازه دقیق آن را نمی توان محاسبه کرد. علاوه بر این، در کشورهای مختلفسازمان هایی هستند که نظرات مختلفدر این حساب. لازم به ذکر است که خط کارمانمی تواند به عنوان یک مرز در نظر گرفته شود اتمسفر زمینفقط مشروط، زیرا منابع مختلفاز نشانگرهای مرزی مختلف استفاده کنید. بنابراین، در برخی از منابع می توانید اطلاعاتی پیدا کنید که حد بالایی در ارتفاع 2500-3000 کیلومتری عبور می کند.

ناسا از علامت 122 کیلومتری برای محاسبات استفاده می کند. چندی پیش، آزمایش هایی انجام شد که مرز را در حدود 118 کیلومتری مشخص کرد.

درگیر در هواشناسی و تغییرات طولانی مدت - اقلیم شناسی.

ضخامت جو 1500 کیلومتر از سطح زمین است. جرم کل هوا، یعنی مخلوطی از گازهایی که جو را تشکیل می دهند، 5.1-5.3 * 10 ^ 15 تن است. وزن مولکولی هوای خشک تمیز 29 است. فشار در 0 درجه سانتیگراد در سطح دریا 101،325 است. Pa یا 760 میلی متر. rt هنر. دمای بحرانی - 140.7 درجه سانتیگراد؛ فشار بحرانی 3.7 مگاپاسکال حلالیت هوا در آب در دمای 0 درجه سانتیگراد 0.036٪، در 25 درجه سانتیگراد - 0.22٪ است.

وضعیت فیزیکی جو تعیین می شود. پارامترهای اصلی جو: چگالی هوا، فشار، دما و ترکیب. با افزایش ارتفاع، تراکم هوا کاهش می یابد. دما نیز با تغییر ارتفاع تغییر می کند. عمودی با دما و خواص الکتریکی مختلف، شرایط مختلف هوا مشخص می شود. بسته به درجه حرارت در جو، لایه های اصلی زیر متمایز می شوند: تروپوسفر، استراتوسفر، مزوسفر، ترموسفر، اگزوسفر (کره پراکنده). نواحی انتقالی جو بین پوسته های مجاور به ترتیب تروپاپوز، استراتوپوز و غیره نامیده می شوند.

تروپوسفر- پایین تر، اصلی، بیشتر مورد مطالعه، با ارتفاع در مناطق قطبی 8-10 کیلومتر، در عرض های جغرافیایی معتدل تا 10-12 کیلومتر، در خط استوا - 16-18 کیلومتر. تقریباً 80 تا 90 درصد از کل جرم جو و تقریباً تمام بخار آب در تروپوسفر متمرکز شده است. هنگامی که هر 100 متر افزایش می یابد، درجه حرارت در تروپوسفر به طور متوسط ​​0.65 درجه سانتیگراد کاهش می یابد و در قسمت بالایی به -53 درجه سانتیگراد می رسد. این لایه فوقانی تروپوسفر، تروپوپوز نامیده می شود. در تروپوسفر، تلاطم و همرفت بسیار توسعه یافته است، قسمت غالب متمرکز است، ابرها به وجود می آیند، توسعه می یابند.

استراتوسفر- لایه جو، واقع در ارتفاع 11-50 کیلومتری. تغییر جزئی دما در لایه 25-11 کیلومتری (لایه زیرین استراتوسفر) و افزایش آن در لایه 40-25 کیلومتری از 56.5- به 0.8 درجه سانتی گراد (لایه بالایی استراتوسفر یا ناحیه وارونگی) است. معمول. با رسیدن به مقدار 273 کلوین (0 درجه سانتیگراد) در ارتفاع حدود 40 کیلومتری، دما تا ارتفاع 55 کیلومتری ثابت می ماند. این ناحیه با دمای ثابت استراتوپوز نامیده می شود و مرز بین استراتوسفر و مزوسفر است.

این لایه در استراتوسفر است که قرار دارد اوزونوسفر("لایه ازن"، در ارتفاع 15-20 تا 55-60 کیلومتر)، که حد بالایی زندگی را در آن تعیین می کند. یکی از اجزای مهم استراتوسفر و مزوسفر، ازن است که در نتیجه واکنش های فتوشیمیایی شدیدترین در ارتفاع 30 کیلومتری ایجاد می شود. جرم کل ازن در فشار معمولی یک لایه 1.7-4 میلی متر ضخامت است، اما حتی این برای جذب اشعه ماوراء بنفش که برای زندگی مضر است کافی است. تخریب اوزون زمانی رخ می دهد که با رادیکال های آزاد، اکسید نیتریک، ترکیبات هالوژن دار (از جمله "فرئون ها") در تعامل باشد. ازن آلوتروپی اکسیژن است که در نتیجه موارد زیر ایجاد می شود واکنش شیمیاییمعمولاً پس از باران، هنگامی که ترکیب حاصل به تروپوسفر فوقانی بالا می رود. ازن بوی خاصی دارد.

قسمت اعظم طول موج کوتاه پرتو فرابنفش (180-200 نانومتر) در استراتوسفر باقی می ماند و انرژی امواج کوتاه تبدیل می شود. تحت تأثیر این پرتوها، میدانهای مغناطیسیمولکول ها شکسته می شوند، یونیزاسیون اتفاق می افتد، گازهای جدید تشکیل می شوند و غیره ترکیبات شیمیایی. این فرآیندها را می توان به صورت نورهای شمالی، رعد و برق و سایر درخشش ها مشاهده کرد. تقریباً هیچ بخار آب در استراتوسفر وجود ندارد.

مزوسفراز ارتفاع 50 کیلومتری شروع می شود و تا 80-90 کیلومتر گسترش می یابد. تا ارتفاع 75-85 کیلومتری به -88 درجه سانتیگراد کاهش می یابد. مرز بالایی مزوسفر، مزوپوز است.

ترموسفر(نام دیگر یونوسفر است) - لایه اتمسفر به دنبال مزوسفر - از ارتفاع 80-90 کیلومتری شروع می شود و تا 800 کیلومتر گسترش می یابد. دمای هوا در ترموسفر به سرعت و به طور پیوسته افزایش می یابد و به چند صد و حتی هزاران درجه می رسد.

اگزوسفر- منطقه پراکندگی، قسمت بیرونی ترموسفر، واقع در بالای 800 کیلومتر. گاز موجود در اگزوسفر بسیار کمیاب است و از این رو ذرات آن به فضای بین سیاره‌ای نشت می‌کنند (پراکندگی).
تا ارتفاع 100 کیلومتری، جو مخلوطی همگن (تک فاز) از گازها است که به خوبی مخلوط شده است. در لایه های بالاتر، توزیع گازها در ارتفاع به وزن مولکولی آنها بستگی دارد، غلظت گازهای سنگین تر با فاصله از سطح زمین سریعتر کاهش می یابد. به دلیل کاهش چگالی گاز، دما از 0 درجه سانتیگراد در استراتوسفر به -110 درجه سانتیگراد در مزوسفر کاهش می یابد. با این حال، انرژی جنبشی ذرات منفرد در ارتفاعات 200-250 کیلومتری با دمای تقریباً 1500 درجه سانتیگراد مطابقت دارد. در بالای 200 کیلومتر، نوسانات قابل توجهی در دما و چگالی گاز در زمان و مکان مشاهده می شود.

در ارتفاع حدود 2000-3000 کیلومتری، اگزوسفر به تدریج وارد خلاء فضایی نزدیک می شود که با ذرات بسیار کمیاب گاز بین سیاره ای، عمدتاً اتم های هیدروژن، پر می شود. اما این گاز تنها بخشی از ماده بین سیاره ای است. بخش دیگر از ذرات غبار مانند با منشا دنباله دار و شهاب سنگی تشکیل شده است. علاوه بر این ذرات بسیار کمیاب، تابش الکترومغناطیسی و جسمی با منشاء خورشیدی و کهکشانی به این فضا نفوذ می کند.

تروپوسفر حدود 80 درصد از جرم جو را تشکیل می دهد، استراتوسفر حدود 20 درصد را تشکیل می دهد. جرم مزوسفر بیش از 0.3٪ نیست، ترموسفر کمتر از 0.05٪ از کل جرم جو است. بر اساس خواص الکتریکی موجود در جو، نوتروسفر و یونوسفر متمایز می شوند. در حال حاضر اعتقاد بر این است که جو تا ارتفاع 2000-3000 کیلومتری گسترش می یابد.

بسته به ترکیب گاز موجود در جو، هموسفر و هتروسفر متمایز می شوند. هتروسفر- این ناحیه ای است که گرانش بر جداسازی گازها تأثیر می گذارد، زیرا. اختلاط آنها در این ارتفاع ناچیز است. از این رو ترکیب متغیر هتروسفر را دنبال می کند. در زیر آن یک بخش کاملاً مخلوط و همگن از جو قرار دارد که هموسفر نامیده می شود. مرز بین این لایه ها توربوپاوز نامیده می شود و در ارتفاع حدود 120 کیلومتری قرار دارد.

فشار اتمسفر - فشار هوای جوی بر اجسام موجود در آن و سطح زمین. فشار معمولی اتمسفر 760 میلی متر جیوه است. هنر (101 325 Pa). به ازای هر کیلومتر افزایش ارتفاع، فشار 100 میلی متر کاهش می یابد.

ترکیب اتمسفر

پوسته هوای زمین که عمدتاً از گازها و ناخالصی‌های مختلف (غبار، قطرات آب، کریستال‌های یخ، نمک‌های دریا، فرآورده‌های احتراق) تشکیل شده است که مقدار آنها ثابت نیست. گازهای اصلی نیتروژن (78%)، اکسیژن (21%) و آرگون (0.93%) هستند. غلظت گازهای تشکیل دهنده جو تقریباً ثابت است، به استثنای دی اکسید کربن CO2 (0.03٪).

جو همچنین حاوی SO2، CH4، NH3، CO، هیدروکربن ها، HC1، HF، بخار جیوه، I2، و همچنین NO و بسیاری از گازهای دیگر در مقادیر کم است. در تروپوسفر به طور مداوم مقدار زیادی ذرات جامد و مایع معلق (آئروسل) وجود دارد.