Атмосферный двигатель: определение, предназначение, плюсы и минусы

Общие сведения

Под термином «атмосфера» понимают газовый слой, который окутывает нашу планету и многие другие небесные тела во Вселенной. Он образует оболочку, которая возвышается над Землей на несколько сотен километров. В составе присутствуют разнообразные газы, основным из которых является кислород.

Атмосфера характеризуется:

  • Неоднородностью с физической точки зрения.
  • Повышенной динамичностью.
  • Зависимостью от биологических факторов (высокая уязвимость в случае неблагоприятных явлений).
  • Азот – 78%.
  • Кислород – 20,9%.
  • Смесь газовая – 1,1% (эта часть образована такими веществами, как озон, аргон, неон, гелий, метан, криптон, водород, ксенон, углекислый газ, водяные пары).
0005-005-1.png
Состав атмосферы

Атмосфера Земли имеет условные границы

Разные науки и службы по-своему классифицируют границы воздушной оболочки Земли.

  • По предложению Международной авиационной федерации земная атмосфера и космос должны граничить на уровне слоя на расстоянии 100 км. Выше этой отметки самолёты летать не могут.
  • В географии и других науках верхняя граница атмосферы принята условно на расстоянии в 1000-1200 км от поверхности Земли. Именно эта часть атмосферы Земли вращается вместе с планетой вокруг своей оси и вокруг Солнца, плавно переходя в космическое пространство на уровне экзосферы. Нижняя граница находится на поверхности планеты. Атмосфера связана с другими геосферами тепловлагообменном, её газы есть в почве, воде, в живых организмах.
  • Для человека космос начинается уже на высоте в 19-20 км. Из-за низкого давления на этом уровне температура кипения воды сравнивается с температурой тела человека (36,6°С), что приводит к закипанию внутренней среды организма.

Cлои атмосферы Земли

Из-за различных характеристик, которыми обладают газы, слои атмосферы имеют свои особенности и определённую роль во взаимодействиях с Землёй.

Пять слоёв, которые составляют атмосферу Земли:

  1. Тропосфера
  2. Стратосфера
  3. Мезосфера
  4. Термосфера
  5. Экзосфера

stroenie-atmosfery.jpg

Стратосфера: дом озона

Стратосфера – следующий слой атмосферы. Он простирается от 6-20 км до 50 км над земной поверхностью Земли. Это слой, в котором летают большинство коммерческих авиалайнеров и путешествуют воздушные шары.

Здесь воздух не течет вверх и вниз, а движется параллельно поверхности в очень быстрых воздушных потоках. По мере того, как вы поднимаетесь, температура увеличивается, благодаря обилию природного озона (O3) – побочного продукта солнечной радиации и кислорода, который обладает способностью поглощать вредные ультрафиолетовые лучи солнца (любое повышение температуры с высотой в метеорологии, известно как “инверсия”).

Поскольку стратосфера имеет более теплые температуры внизу и более прохладные наверху, конвекция (вертикальные перемещения воздушных масс) встречается редко в этой части атмосферы. Фактически, вы можете рассматривать из стратосферы бушующую в тропосфере бурю, поскольку слой действует как «колпачок» для конвекции, через который не проникают штормовые облака.

После стратосферы снова следует буферный слой, на этот раз называемый стратопаузой.

Мезосфера

Мезосфера — это последний атмосферный слой, в котором газы всё ещё смешиваются в воздухе и не организованы их массой. Этот слой считается наукой самым сложным для изучения, поэтому о нём мало подтверждённой информации.

Толщина мезосферы также составляет 35 км от стратопаузы, что означает, что она расположена между стратосферой и термосферой. Термин «мезосфера» происходит от греческого mesos (означает «центр»), так как является третьим среди пяти слоёв Земной атмосферы.

Метеозонды и самолёты не могут достичь так высоко, чтобы достичь мезосферы. В то же время спутники могут вращаться только над ним, таким образом получается, что они не могут должным образом измерять характеристики этого слоя.

Единственный способ изучения мезосферы в наши дни — это использование ракет, которые собирают довольно мало информации в каждой миссии.

Именно в мезосфере происходит сгорание небесных тел, попадающих в Земную атмосферу, что приводит к таким явлениям, как звездопад (метеорные потоки).

chuva-de-meteoros.jpg

Состав мезосферы

Процентное содержание кислорода, азота и углекислого газа в мезосфере, по существу, такое же, как и в слоях ниже. Испарения воды там реже, чем в стратосфере, что, в свою очередь, переносит часть озона в мезосферу.

В мезосфере также есть материал из метеоров, которые испаряются при попадании в атмосферу. Таким образом, мезосфера также состоит из относительно высокой доли железа и других металлов.

Температура мезосферы

Температура в мезосфере уменьшается с увеличением высоты, варьируя от -3° C в самой низкой точке (стратопауза) до -143° C в самой высокой точке (мезопауза — самая холодная область всей Земной атмосферы).

Что встречается в мезосфере?

Некоторые примеры того, что можно найти в стратосфере:

  • метеоры в сгорании;
  • серебристые облака (особый вид облаков, которые светятся ночью).

Типы и виды атмосферных осадков

Жидкие атмосферные осадки — дождь, кислотные дожди, морось

ДОЖДЬ — это осадки капли которых падают на землю и расположены относительно близко друг от друга, а их размер находится в пределах от 0,5 мм и более. Чаще всего не более 6 мм.

Если дождь испаряется не достигнув земли, образуется вирга. Вирга — это серые полосы под облаком, которые вы можете увидеть посмотрев в даль.

Более подробно про дождь читайте в нашей статье ДОЖДЬ — ЭТО … →

КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ являются одной из самых острых проблем настоящего и ближайшего будущего. Будем надеяться, что человечество сумеет вовремя перестроить свои производства до того как кислотные дожди приведут нас к техногенной катастрофе.

Больше информации в статьях КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ — КРАТКО, НЕСКОЛЬКО ТОЧНЫХ ОПРЕДЕЛЕНИЙ → и КИСЛОТНЫЕ ДОЖДИ — КОВАРНЫЙ ВРАГ ВСЕМУ ЖИВОМУ →

МОРОСЬ — это осадки, состоящие из очень мелких, расположенных близко друг от друга капелек. Размер капель от 0,2 до 0,5 мм.

Морось делят на три группы — слабая морось, умеренная морось и сильная. Так при слабой мороси сток воды с крыш весьма слабый.

Визуально создается впечатление, что морось плавает в воздухе и движется вслед за ветром. Однако это не так. В отличии от тумана капли мороси падают на землю.

Твердые атмосферные осадки — мокрый снег / ледяная крупа, град, снег, снежные зёрна, кристаллы льда

МОКРЫЙ СНЕГ / ЛЕДЯНАЯ КРУПА — это осадки, которые содержат полупрозрачные или прозрачные ледяные гранулы. Ледяные гранулы — это капли дождя замёрзшие до того ка они долетели до поверхности земли. Поэтому, как правило, они имеют округлую форму. Также гранулы могут формироваться из растаявших и повторно замёрзших снежинок.

ГРАД — это осадки, чаще всего, в виде небольших шариков или кусочков льда неправильной формы. Размеры от 5 мм и больше. Как мы писали выше рекордный град имел размер в диаметре до 20 см, а вес до 1 кг.

Град образуется в холодных грозовых тучах.

Различают 3 типа града …

Малый град или мягкий град — это град зёрна которого менее 6 мм. Форма града круглая, иногда коническая, цвет белый непрозрачный, плотность малая — мягкий.

Мелкий град — град зёрна которого состоят из повторно замороженных снежинок, значительно перед этим растаявших, а также из замороженных капель дождя. В том числе встречаются гранулы состоящие из снежных шариков, облачённых в тонкий ледяной панцирь. Форма зерен может быть сферической, конической, сфероидальной, а так же неправильной формы.

Крупный град (градины) — это ледяные шарики от 5 мм до 10 см и более. Форма — сферическая, дискообразная, коническая, сфероидальная или неправильная. Структура зерен часто состоит из концентрических слоёв — непрозрачный и прозрачный лёд.

СНЕГ — осадки в виде снежных кристаллов. Снежные кристаллы, как мы знаем, называются снежинками. Подробнее читайте в наших статьях — СНЕГ КРУЖИТСЯ → , БЕЛЫЕ СНЕЖИНКИ НА НОВЫЙ ГОД →

СНЕЖНЫЕ ЗЁРНА — это осадки в виде ледяных крупинок, в большинстве случаях они являются замёрзшей моросью. Их размер весьма мал. Цвет белый непрозрачный.

КРИСТАЛЛЫ ЛЬДА — это осадки из кристаллов, образовавшихся непосредственно из замерзших частиц воды напрямую. Чаще всего, эти осадки встречаются в очень холодных регионах нашей планеты. Форма — «иголки», столбики, пластины. Эти осадки называют «алмазной пылью».

В некоторых случая некоторые типы осадков выпадают одновременно. Или наоборот, существует явление называемое «вирга». Виргой называют осадки, которые испаряются не достигнув земли.

Форма кристаллов льда зависит от температуры при образовании (градусы Цельсия):

  • температура от 0 до –3 — тонкие шестиугольные пластины (снежинки);
  • при температуре от -3 до –5 — иглы;
  • температура от -5 до –8 — полые призматические колонны;
  • если температура от -8 до –12 — шестиугольные пластины;
  • температура от -12 до –16 — дендритные кристаллы;

Оцените статью
Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Илья Коршунов
Наш эксперт
Написано статей
134
Добавить комментарий