- 지구와 함께 회전하는 지구의 공기 껍질. 대기의 상한은 일반적으로 고도 150-200km에서 그려집니다. 아래쪽 경계는 지구 표면입니다.
대기 공기는 가스의 혼합물입니다. 공기 표면층에 있는 부피의 대부분은 질소(78%)와 산소(21%)로 구성됩니다. 또한 공기에는 불활성 가스(아르곤, 헬륨, 네온 등), 이산화탄소(0.03), 수증기 및 다양한 고체 입자(먼지, 그을음, 소금 결정)가 포함되어 있습니다.
공기는 무색이며, 하늘의 색은 빛의 파동이 산란되는 특성으로 설명됩니다.
대기는 대류권, 성층권, 중간권, 열권 등 여러 층으로 구성됩니다.
지하의 가장 낮은 층을 공기층이라고 합니다. 대류권.다른 위도에서는 그 힘이 동일하지 않습니다. 대류권은 행성의 모양을 따르며 지구와 함께 축 회전에 참여합니다. 적도에서 대기의 두께는 10km에서 20km까지 다양합니다. 적도에서는 더 크고 극에서는 더 작습니다. 대류권은 최대 공기 밀도가 특징이며 전체 대기 질량의 4/5가 여기에 집중되어 있습니다. 대류권은 기상 조건을 결정합니다. 여기에는 다양한 기단이 형성되고 구름과 강수량이 형성되며 강렬한 수평 및 수직 공기 이동이 발생합니다.
대류권 위, 최대 고도 50km에 위치해 있습니다. 천장.공기 밀도가 낮고 수증기가 부족한 것이 특징입니다. 약 25km 고도의 성층권 하부에 위치. 유기체에 치명적인 자외선을 흡수하는 오존 농도가 높은 대기층 인 "오존 스크린"이 있습니다.
고도 50~80~90km에서 확장됩니다. 중간권.고도가 증가함에 따라 온도는 (0.25-0.3)°/100m의 평균 수직 경사로 감소하고 공기 밀도는 감소합니다. 주요 에너지 과정은 복사열 전달입니다. 대기의 빛은 라디칼과 진동으로 여기된 분자가 관련된 복잡한 광화학 과정으로 인해 발생합니다.
열권고도 80-90 ~ 800km에 위치합니다. 여기의 공기 밀도는 최소이며 공기 이온화 정도는 매우 높습니다. 태양의 활동에 따라 온도가 변합니다. 많은 수의 하전 입자로 인해 여기에서는 오로라와 자기 폭풍이 관찰됩니다.
대기는 지구의 본질에 매우 중요합니다.산소가 없으면 살아있는 유기체는 숨을 쉴 수 없습니다. 오존층은 유해한 자외선으로부터 모든 생명체를 보호합니다. 대기는 온도 변동을 완화합니다. 지구 표면은 밤에 과냉각되지 않으며 낮에는 과열되지 않습니다. 촘촘한 대기층에서 행성 표면에 도달하기 전에 운석은 가시로 인해 타 오릅니다.
대기는 지구의 모든 층과 상호 작용합니다. 그것의 도움으로 바다와 땅 사이에 열과 습기가 교환됩니다. 대기가 없으면 구름도 없고 강수량도 없고 바람도 없을 것입니다.
인간의 경제 활동은 대기에 심각한 악영향을 미칩니다. 대기 오염이 발생하여 일산화탄소(CO 2) 농도가 증가합니다. 그리고 이는 지구 온난화에 기여하고 “온실 효과”를 증가시킵니다. 산업 폐기물과 운송으로 인해 지구의 오존층이 파괴됩니다.
대기는 보호가 필요합니다. 선진국에서는 대기 오염을 방지하기 위해 일련의 조치가 시행되고 있습니다.
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대기는 지구상에서 생명체가 존재할 수 있게 해주는 요소입니다. 우리는 초등학교 분위기에 대한 정보와 사실을 가장 먼저 접합니다. 고등학교에서는 지리 수업을 통해 이 개념에 더 익숙해집니다.
지구 대기의 개념
지구뿐만 아니라 다른 천체에도 대기가 있습니다. 이것은 행성을 둘러싸고 있는 가스 껍질에 주어진 이름입니다. 이 가스층의 구성은 행성마다 크게 다릅니다. 공기라고도 불리는 공기에 대한 기본 정보와 사실을 살펴보겠습니다.
가장 중요한 구성 요소는 산소입니다. 어떤 사람들은 지구의 대기가 전적으로 산소로 구성되어 있다고 잘못 생각하지만, 실제로 공기는 가스의 혼합물입니다. 질소 78%, 산소 21%로 구성되어 있습니다. 나머지 1%에는 오존, 아르곤, 이산화탄소, 수증기가 포함됩니다. 이러한 가스의 비율은 적더라도 중요한 기능을 수행합니다. 태양 복사 에너지의 상당 부분을 흡수하여 발광체가 지구상의 모든 생명체를 재로 바꾸는 것을 방지합니다. 대기의 특성은 고도에 따라 달라집니다. 예를 들어 고도 65km에서는 질소가 86%, 산소가 19%입니다.
지구 대기의 구성
- 이산화탄소식물 영양에 필요합니다. 이는 살아있는 유기체의 호흡, 부패 및 연소 과정의 결과로 대기 중에 나타납니다. 대기에 존재하지 않으면 식물의 존재가 불가능해집니다.
- 산소- 인간 대기의 중요한 구성 요소입니다. 그것의 존재는 모든 생명체의 존재 조건입니다. 이는 대기 가스 전체 부피의 약 20%를 차지합니다.
- 오존태양 자외선을 자연적으로 흡수하는 물질로 살아있는 유기체에 해로운 영향을 미칩니다. 대부분은 대기의 별도 층인 오존 스크린을 형성합니다. 최근에는 인간의 활동으로 인해 점차 붕괴되기 시작했지만, 매우 중요한 만큼 이를 보존하고 복원하기 위한 적극적인 연구가 진행되고 있습니다.
- 수증기공기의 습도를 결정합니다. 내용은 기온, 영토 위치, 계절 등 다양한 요인에 따라 달라질 수 있습니다. 낮은 온도에서는 공기 중 수증기가 거의 1% 미만이고, 높은 온도에서는 그 양이 4%에 이릅니다.
- 위의 모든 것 외에도 지구 대기의 구성에는 항상 일정 비율이 포함되어 있습니다. 고체 및 액체 불순물. 이들은 그을음, 재, 바다 소금, 먼지, 물방울, 미생물입니다. 그들은 자연적으로나 인위적으로 공기 중에 들어갈 수 있습니다.
대기의 층
공기의 온도, 밀도 및 품질 구성은 고도에 따라 동일하지 않습니다. 이 때문에 대기의 여러 층을 구별하는 것이 일반적입니다. 그들 각각은 고유 한 특성을 가지고 있습니다. 대기의 어떤 층이 구별되는지 알아 보겠습니다.
- 대류권 - 이 대기층은 지구 표면에 가장 가깝습니다. 높이는 극지방에서 8-10km, 열대지방에서는 16-18km이다. 대기 중의 모든 수증기의 90%가 이곳에 위치하여 활성 구름 형성이 일어납니다. 또한 이 층에서는 공기(바람) 이동, 난류 및 대류와 같은 과정이 관찰됩니다. 기온은 열대 지방의 따뜻한 계절 정오 +45도부터 극지방의 -65도까지 다양합니다.
- 성층권은 대기에서 두 번째로 먼 층입니다. 고도 11~50km에 위치. 성층권 하층의 온도는 약 -55도이며, 지구에서 멀어지면 +1˚С까지 올라갑니다. 이 영역을 역전이라고 하며 성층권과 중간권의 경계입니다.
- 중간권은 고도 50~90km에 위치한다. 아래쪽 경계의 온도는 약 0이고, 위쪽 경계의 온도는 -80...-90˚С에 이릅니다. 지구 대기권으로 진입하는 운석은 중간권에서 완전히 연소되어 이곳에서 대기광이 발생합니다.
- 열권의 두께는 약 700km이다. 이 대기층에는 북극광이 나타납니다. 그들은 우주 방사선과 태양에서 나오는 방사선의 영향으로 나타납니다.
- 외기권은 공기 분산 구역입니다. 여기서 가스 농도는 작으며 점차적으로 행성 간 공간으로 빠져나갑니다.
지구 대기와 우주 공간의 경계는 100km로 간주됩니다. 이 선을 카르만 선이라고 합니다.
기압
일기 예보를 들을 때 우리는 종종 기압 수치를 듣습니다. 그러면 대기압은 무엇을 의미하며, 우리에게 어떤 영향을 미칠 수 있습니까?
우리는 공기가 가스와 불순물로 구성되어 있다는 것을 알아냈습니다. 이러한 각 구성 요소에는 자체 무게가 있으며 이는 17세기까지 믿어졌던 것처럼 대기가 무중력이 아니라는 것을 의미합니다. 대기압은 대기의 모든 층이 지구 표면과 모든 물체를 누르는 힘입니다.
과학자들은 복잡한 계산을 수행하여 대기가 면적 제곱미터당 10,333kg의 압력을 가한다는 것을 증명했습니다. 이는 인체가 무게가 12-15 톤인 기압의 영향을 받는다는 것을 의미합니다. 왜 우리는 이것을 느끼지 못합니까? 우리를 구하는 것은 외부 압력의 균형을 맞추는 내부 압력입니다. 비행기를 타거나 산에 올라가면 대기압이 훨씬 낮기 때문에 대기압을 느낄 수 있습니다. 이 경우 신체적 불편함, 귀 막힘, 현기증 등이 나타날 수 있습니다.
주변 분위기에 대해 많은 말을 할 수 있습니다. 우리는 그녀에 대해 많은 흥미로운 사실을 알고 있으며 그 중 일부는 놀랍게 보일 수도 있습니다.
- 지구 대기의 무게는 5,300,000,000,000,000톤입니다.
- 소리 전달을 촉진합니다. 100km 이상의 고도에서는 대기 구성의 변화로 인해 이 특성이 사라집니다.
- 대기의 움직임은 지구 표면의 고르지 않은 가열로 인해 유발됩니다.
- 온도계는 공기 온도를 결정하는 데 사용되며 기압계는 대기압을 결정하는 데 사용됩니다.
- 대기가 존재하면 매일 100톤의 운석으로부터 지구를 보호할 수 있습니다.
- 공기의 구성은 수억 년 동안 고정되어 있었지만 급속한 산업 활동이 시작되면서 변화하기 시작했습니다.
- 대기는 3000km 높이까지 확장되는 것으로 추정됩니다.
인간에게 있어서 대기의 중요성
대기의 생리학적 영역은 5km입니다. 해발 5000m의 고도에서 사람은 산소 결핍을 경험하기 시작하며 이는 성능 저하와 웰빙 악화로 표현됩니다. 이는 놀라운 가스 혼합물이 없는 공간에서는 사람이 생존할 수 없다는 것을 보여줍니다.
대기에 관한 모든 정보와 사실은 사람들에게 그 중요성을 확인할 뿐입니다. 그 존재 덕분에 지구상의 생명체 발전이 가능해졌습니다. 이미 오늘날 인류가 생명을 주는 공기에 대한 행동을 통해 야기할 수 있는 피해의 규모를 평가한 후, 대기를 보존하고 복원하기 위한 추가 조치에 대해 생각해야 합니다.
분위기의 형성. 오늘날 지구 대기는 질소 78%, 산소 21%, 그리고 이산화탄소와 같은 소량의 기타 가스로 구성된 가스의 혼합물입니다. 그러나 행성이 처음 나타났을 때 대기에는 산소가 없었습니다. 원래 태양계에 존재했던 가스로 구성되었습니다.
지구는 소행성이라고 알려진 태양 성운의 먼지와 가스로 이루어진 작은 암석체가 서로 충돌하여 점차 행성의 모양을 갖게 되면서 생겨났습니다. 그것이 성장함에 따라 소행성에 포함된 가스가 폭발하여 지구를 뒤덮었습니다. 얼마 후, 첫 번째 식물은 산소를 방출하기 시작했고 원시 대기는 현재의 밀도가 높은 공기 봉투로 발전했습니다.
분위기의 유래
- 46억년 전에 작은 소행성의 비가 초기 지구에 떨어졌습니다. 충돌 중에 행성 내부에 갇힌 태양 성운의 가스가 폭발하여 질소, 이산화탄소 및 수증기로 구성된 지구의 원시 대기를 형성했습니다.
- 행성이 형성되는 동안 방출된 열은 원시 대기의 빽빽한 구름층에 의해 유지됩니다. 이산화탄소와 수증기와 같은 "온실가스"는 열이 우주로 방출되는 것을 막습니다. 지구 표면은 끓어오르는 녹은 마그마의 바다로 가득 차 있습니다.
- 소행성 충돌의 빈도가 줄어들자 지구는 식기 시작했고 바다가 나타났습니다. 두꺼운 구름에서 수증기가 응결되고, 비는 수 겁 동안 지속되어 점차적으로 저지대에 범람합니다. 그리하여 첫 번째 바다가 나타납니다.
- 수증기가 응결하여 바다를 형성하면서 공기가 정화됩니다. 시간이 지남에 따라 이산화탄소가 용해되고 이제 대기는 질소가 지배합니다. 산소 부족으로 인해 보호용 오존층이 형성되지 않고 태양의 자외선이 방해받지 않고 지구 표면에 도달합니다.
- 생명체는 처음 10억년 이내에 고대 바다에 나타납니다. 가장 단순한 청록색 조류는 바닷물에 의해 자외선으로부터 보호됩니다. 그들은 햇빛과 이산화탄소를 사용하여 에너지를 생산하고 부산물로 산소를 방출하며 점차 대기에 축적되기 시작합니다.
- 수십억 년 후에 산소가 풍부한 대기가 형성됩니다. 상층 대기의 광화학 반응은 유해한 자외선을 산란시키는 얇은 오존층을 생성합니다. 이제 생명체는 바다에서 육지로 출현할 수 있으며, 그곳에서 진화를 통해 많은 복잡한 유기체가 탄생합니다.
수십억 년 전, 원시 조류의 두꺼운 층이 대기 중으로 산소를 방출하기 시작했습니다. 그들은 스트로마톨라이트라는 화석의 형태로 오늘날까지 살아남습니다.
화산 기원
1. 공기가 없는 고대 지구. 2. 가스 분출.
이 이론에 따르면, 젊은 행성 지구 표면에서는 화산이 활발하게 분출하고 있었습니다. 초기 대기는 행성의 실리콘 껍질에 갇힌 가스가 화산을 통해 빠져나오면서 형성되었을 가능성이 높습니다.
지구 표면을 변화시킵니다. 그다지 중요하지 않은 것은 작은 조각의 암석을 장거리로 운반하는 바람의 활동이었습니다. 온도 변동 및 기타 대기 요인이 암석 파괴에 큰 영향을 미쳤습니다. 이와 함께 A.는 떨어지는 운석의 파괴적인 영향으로부터 지구 표면을 보호하며, 대부분은 대기의 조밀 한 층에 들어갈 때 타 버립니다.
산소 발생에 큰 영향을 미치는 살아있는 유기체의 활동 자체는 대기 조건에 크게 좌우됩니다. A. 태양으로부터 나오는 대부분의 자외선 복사를 지연시켜 많은 유기체에 해로운 영향을 미칩니다. 대기의 산소는 동물과 식물의 호흡 과정에 사용되며, 대기의 이산화탄소는 식물의 영양 공급 과정에 사용됩니다. 기후 요인, 특히 열 및 습기 체계는 건강과 인간 활동에 영향을 미칩니다. 농업은 특히 기후 조건에 따라 달라집니다. 결과적으로 인간 활동은 대기 구성과 기후 체제에 점점 더 많은 영향을 미칩니다.
대기의 구조
대기 온도의 수직 분포 및 관련 용어.
수많은 관찰에 따르면 A.는 명확하게 정의된 계층 구조를 가지고 있습니다(그림 참조). 알루미늄 층 구조의 주요 특징은 주로 수직 온도 분포 특성에 의해 결정됩니다. 대기의 가장 낮은 부분인 대류권에서는 강렬한 난류 혼합이 관찰됩니다(대기권과 수권의 난류 참조). 고도가 증가함에 따라 온도가 감소하며 수직 온도 감소는 평균 1km당 6°입니다. 대류권의 높이는 극위도에서는 8-10km, 적도에서는 16-18km까지 다양합니다. 공기 밀도가 높이에 따라 급격하게 감소하기 때문에 전체 공기 질량의 약 80%가 대류권에 집중되어 있습니다. 대류권 위에는 온도가 190~220도인 대류권이 있으며 그 이상은 성층권입니다. 시작됩니다. 성층권의 하부에서는 높이에 따른 온도 감소가 멈추고 온도는 소위 고도 25km까지 거의 일정하게 유지됩니다. 등온 지역(성층권 하층); 온도가 높아지면 반전 영역(성층권 상부)이 증가하기 시작합니다. 온도는 약 55km 고도에 위치한 성층권 수준에서 최대 ~270K에 도달합니다. 고도 55~80km에 위치하며 높이에 따라 온도가 다시 감소하는 A층을 중간권이라고 합니다. 그 위에는 전이층이 있습니다. 그 위에는 높이에 따라 온도가 증가하는 열권이 있으며 매우 높은 값(1000K 이상)에 도달합니다. 더 높은 고도(~1000km 이상의 고도)는 대기 가스가 소산으로 인해 우주로 분산되고 대기에서 행성 간 공간으로 점진적인 전환이 발생하는 외기권입니다. 일반적으로 대류권 위에 위치한 대기의 모든 층을 상부라고 부르지만 때로는 성층권이나 그 하부를 대기의 하부층이라고도 합니다.
아프리카의 모든 구조적 매개변수(온도, 압력, 밀도)는 상당한 시공간적 변동성(위도, 연간, 계절, 일별 등)을 가지고 있습니다. 그러므로 그림의 데이터는 다음과 같다. 대기의 평균 상태만 반영합니다.
대기 구조 다이어그램:
1 - 해수면; 2 - 지구의 가장 높은 지점 - Chomolungma 산(에베레스트), 8848m; 3 - 날씨가 좋은 적운 구름; 4 - 강력한 적운 구름; 5 - 소나기(뇌우) 구름; 6 - 난층운 구름; 7 - 권운; 8 - 비행기; 9 - 최대 오존 농도층; 10 - 진주 구름; 11 - 성층권 풍선; 12 - 라디오존데; 1З - 유성; 14 - 야광운 구름; 15 - 오로라; 16 - 미국 X-15 로켓 항공기; 17, 18, 19 - 이온화된 층에서 반사되어 지구로 돌아오는 전파. 20 - 따뜻한 층에서 반사되어 지구로 돌아오는 음파; 21 - 최초의 소련 인공 지구 위성. 22 - 대륙간 탄도 미사일; 23 - 지구물리학 연구 로켓; 24 - 기상 위성; 25 - 우주선 Soyuz-4 및 Soyuz-5; 26 - 대기를 떠나는 우주 로켓과 이온화된 층을 관통하여 대기를 떠나는 전파. 27, 28 - H 및 He 원자의 소산(미끄러짐); 29 - 태양 양성자 P의 궤적; 30 - 자외선 침투 (파장 l > 2000 및 l< 900).
대기의 층 구조는 다른 많은 다양한 표현을 가지고 있습니다. 대기의 화학적 구성은 고도에 따라 이질적입니다. 대기가 강하게 혼합되는 최대 90km의 경우 대기의 영구 구성 요소의 상대적 구성은 거의 변하지 않습니다(이 전체 대기 두께를 대기의 전체 두께라고 합니다). 동종권), 90km 이상 - in 이권- 태양의 자외선 복사에 의한 대기 가스 분자의 해리의 영향으로 고도에 따라 대기의 화학적 구성에 강한 변화가 발생합니다. 아프리카의 이 지역의 전형적인 특징은 오존층과 대기 자체의 빛입니다. 복잡한 층 구조는 대기 에어로졸의 특징입니다. 즉, 공기 중에 떠 있는 지구 및 우주 기원의 고체 입자입니다. 가장 흔한 에어로졸층은 대류권 아래 고도 약 20km에서 발견됩니다. 대기 중 전자와 이온의 수직적 분포는 층상으로 되어 있는데, 이는 전리층의 D층, E층, F층의 존재로 표현됩니다.
대기 조성
가장 광학적으로 활동적인 구성 요소 중 하나는 대기 에어로졸입니다. 수 nm에서 수십 마이크론 크기의 공기 중에 부유하는 입자로, 수증기가 응축되는 동안 형성되고 산업 오염으로 인해 지구 표면에서 대기로 유입됩니다. 화산 폭발, 그리고 우주에서도 마찬가지입니다. 에어로졸은 대류권과 A의 상부층 모두에서 관찰됩니다. 에어로졸 농도는 높이에 따라 빠르게 감소하지만 이러한 변화는 에어로졸 층의 존재와 관련된 수많은 2차 최대치에 의해 중첩됩니다.
상층 대기
20-30km 이상에서는 해리의 결과로 원자 분자가 어느 정도 원자로 분해되고 자유 원자와 새롭고 더 복잡한 분자가 원자에 나타납니다. 다소 높을수록 이온화 과정이 중요해집니다.
가장 불안정한 지역은 이권(heterosphere)으로, 이온화 및 해리 과정이 높이에 따른 공기 구성의 변화를 결정하는 수많은 광화학 반응을 일으킵니다. 여기서도 가스의 중력 분리가 발생하는데, 이는 고도가 높아짐에 따라 아프리카에서 더 가벼운 가스가 점진적으로 농축되는 것으로 표현됩니다. 로켓 측정에 따르면 중성 가스(아르곤 및 질소)의 중력 분리가 105-110km 이상에서 관찰됩니다. 100-210km 층의 산소의 주요 구성 요소는 분자 질소, 분자 산소 및 원자 산소입니다 (210km 수준의 후자 농도는 분자 질소 농도의 77 ± 20 %에 이릅니다).
열권의 상부는 주로 원자 산소와 질소로 구성됩니다. 500km 고도에서는 분자 산소가 사실상 존재하지 않지만 상대적 농도가 크게 감소하는 분자 질소가 여전히 원자 질소보다 우세합니다.
열권에서는 조석 운동(썰물과 흐름 참조), 중력파, 광화학 과정, 입자의 평균 자유 경로 증가 및 기타 요인이 중요한 역할을 합니다. 200~700km 고도에서 위성 제동을 관찰한 결과 밀도, 온도, 태양 활동 사이에 관계가 있다는 결론이 나왔습니다. 이는 구조 매개변수의 일별, 반기별, 연간 변동의 존재와 관련이 있습니다. 일주 변동은 주로 대기 조수로 인해 발생할 수 있습니다. 태양 플레어가 발생하는 동안 저위도 고도 200km의 온도는 1700~1900°C에 도달할 수 있습니다.
600km 이상에서는 헬륨이 주요 구성 요소가 되며, 더 높은 고도 2~20,000km에서는 지구의 수소 코로나가 확장됩니다. 이 고도에서 지구는 온도가 수만도에 달하는 하전 입자 껍질로 둘러싸여 있습니다. 지구의 내부 및 외부 복사 벨트가 여기에 있습니다. 주로 수백 MeV의 에너지를 지닌 양성자로 채워진 내부 벨트는 적도에서 35-40°까지의 위도에서 500-1600km의 고도로 제한됩니다. 외부 벨트는 수백 keV 정도의 에너지를 갖는 전자로 구성됩니다. 외부 벨트 너머에는 전자의 농도와 흐름이 훨씬 더 높은 "가장 바깥쪽 벨트"가 있습니다. 태양 미립자 복사(태양풍)가 태양의 상층으로 침입하면 오로라가 발생합니다. 태양 코로나의 전자와 양성자가 상층 대기에 충격을 가하면 대기 자체의 빛이 나옵니다. 밤하늘의 빛. 태양풍이 지구 자기장과 상호 작용하면 구역이 생성됩니다. 태양 플라즈마 흐름이 침투하지 않는 지구 자기권.
아프리카의 상층부에는 강한 바람이 불고 그 속도는 100~200m/sec에 이릅니다. 대류권, 중간권, 하층 열권 내의 풍속과 방향은 시공간적 변동성이 매우 큽니다. 하늘의 상층부의 질량은 하층의 질량에 비해 미미하고, 상층부의 대기작용 에너지도 상대적으로 작지만, 하늘의 상층부가 날씨와 날씨에 어느 정도 영향을 미치는 것은 분명하다. 대류권의 기후.
대기의 복사, 열, 수분 균형
실제로 아프리카에서 발전하는 모든 물리적 과정의 유일한 에너지원은 태양 복사입니다. A. 방사선 체제의 주요 특징은 소위입니다. 온실 효과: A. 단파 태양 복사(대부분 지구 표면에 도달)를 약하게 흡수하지만 지구 표면에서 장파(완전 적외선) 열 복사를 유지하여 지구가 우주 공간으로 열 전달을 크게 줄입니다. 그리고 온도를 높입니다.
아프리카에 도달하는 태양 복사는 주로 수증기, 이산화탄소, 오존, 에어로졸에 의해 부분적으로 아프리카에 흡수되고, 태양 복사 에너지의 분산으로 인해 에어로졸 입자와 아프리카 밀도의 변동에 따라 산란됩니다. 아프리카에서는 직접적인 태양복사뿐만 아니라 산란복사도 관찰되며, 이를 합쳐 총복사량을 구성합니다. 지구 표면에 도달하면 전체 방사선이 부분적으로 반사됩니다. 반사된 방사선의 양은 소위 기본 표면의 반사율에 의해 결정됩니다. 알베도 흡수된 방사선으로 인해 지구 표면은 가열되어 지구를 향하는 자체 장파 복사의 원천이 됩니다. 또한 지구는 지구 표면을 향하는 장파 복사(소위 반파 복사)도 방출합니다. 지구의 복사) 및 우주 공간으로의 복사(소위 나가는 복사). 지구 표면과 지구 사이의 합리적인 열 교환은 유효 복사, 즉 지구 표면의 고유 복사와 지구 표면에 흡수된 역 복사의 차이에 의해 결정됩니다. 유효 방사선을 방사선 균형이라고 합니다.
지구 표면과 대기에 흡수된 후 태양 복사 에너지의 변환은 지구의 열 균형을 구성합니다. 대기의 주요 열원은 대부분의 태양 복사를 흡수하는 지구 표면입니다. 지구에서 태양 복사를 흡수하는 것은 장파 복사에 의해 지구에서 세계 공간으로 손실되는 열보다 적기 때문에 복사 열 소비는 지구 표면에서 지구로 열이 유입되는 형태로 보충됩니다. 난류 열 교환 및 지구 내 수증기 응축으로 인한 열 도착 아프리카 전체의 응축량은 강수량 및 지구 표면의 증발량과 같습니다. 아프리카에 도달하는 응축열은 지구 표면에서 증발로 인해 손실된 열과 수치적으로 동일합니다(물 균형 참조).
태양 복사 에너지의 일부는 대기의 일반적인 순환과 기타 대기 과정을 유지하는 데 사용되지만 이 부분은 열 균형의 주요 구성 요소에 비해 중요하지 않습니다.
공기의 움직임
대기의 이동성이 높기 때문에 모든 고도에서 바람이 관찰됩니다. 공기 이동은 여러 요인에 따라 달라지며, 가장 큰 요인은 지구의 여러 지역에서 공기가 고르지 않게 가열되는 것입니다.
서로 다른 위도에서 태양 에너지가 도달하는 차이로 인해 지구 표면의 특히 큰 온도 대비가 적도와 극 사이에 존재합니다. 이와 함께 대륙과 해양의 위치에 따라 기온 분포가 영향을 받습니다. 해수의 높은 열용량과 열전도율로 인해 해양은 일년 내내 태양 복사의 도착 변화로 인해 발생하는 온도 변동을 크게 약화시킵니다. 이와 관련하여 온대 및 고위도에서는 여름 바다 위의 기온이 대륙보다 눈에 띄게 낮고 겨울에는 더 높습니다.
대기의 고르지 않은 가열은 소위 대규모 기류 시스템의 개발에 기여합니다. 대기에 수평 열 전달을 생성하는 일반 대기 순환으로 인해 개별 영역의 대기 가열 차이가 눈에 띄게 완화됩니다. 이와 함께 아프리카에서는 일반 순환이 수분 순환을 수행하는데, 그 동안 수증기가 바다에서 육지로 이동하여 대륙이 촉촉해집니다. 일반 순환 시스템에서 공기의 이동은 대기압 분포와 밀접하게 관련되어 있으며 지구의 자전에도 영향을 받습니다(코리올리 힘 참조). 해수면에서 기압 분포는 적도 부근에서 감소하고, 아열대(고압대)가 증가하며, 온대 및 고위도가 감소하는 특징이 있습니다. 동시에, 온대 위도 대륙에서는 일반적으로 압력이 겨울에 증가하고 여름에 감소합니다.
행성의 압력 분포와 관련된 기류의 복잡한 시스템이 있는데, 그 중 일부는 상대적으로 안정적이지만 다른 일부는 공간과 시간에 따라 지속적으로 변화합니다. 안정적인 기류에는 두 반구의 아열대 위도에서 적도로 향하는 무역풍이 포함됩니다. 몬순은 또한 상대적으로 안정적입니다. 즉, 바다와 본토 사이에서 발생하고 계절에 따라 발생하는 기류입니다. 온대 위도에서는 서쪽 기류(서쪽에서 동쪽으로)가 우세합니다. 이러한 해류에는 일반적으로 수백, 수천km에 걸쳐 확장되는 사이클론 및 안티사이클론과 같은 큰 와류가 포함됩니다. 사이클론은 열대 위도에서도 관찰되며, 크기는 작지만 특히 풍속이 높으며 종종 허리케인(소위 열대 저기압)의 강도에 도달합니다. 대류권 상부와 성층권 하부에는 경계가 뚜렷한 상대적으로 좁은(수백 킬로미터 너비) 제트기류가 있으며, 그 안에서 바람은 최대 100-150m/초의 엄청난 속도에 도달합니다. 관찰에 따르면 성층권 하부의 대기 순환 특징은 대류권의 과정에 의해 결정됩니다.
고도에 따라 온도가 증가하는 성층권 상반부에서는 고도에 따라 풍속이 증가하며 여름에는 동쪽 바람이, 겨울에는 서쪽 바람이 지배적입니다. 여기에서의 순환은 성층권 열원에 의해 결정되며, 그 존재는 오존에 의한 자외선 태양 복사의 강렬한 흡수와 관련이 있습니다.
온대 위도의 중간권 하부에서 겨울 서쪽 수송 속도는 약 80m/초, 여름 동부 수송 속도는 약 70km 수준에서 최대 60m/초로 증가합니다. . 최근 몇 년간의 연구에 따르면 중간권 온도장의 특징은 복사 요인의 영향만으로는 설명할 수 없다는 사실이 명확하게 나타났습니다. 동적 요인이 가장 중요하며(특히 공기가 하강하거나 상승할 때 가열 또는 냉각), 광화학 반응(예: 원자 산소의 재결합)에서 발생하는 열원도 가능합니다.
차가운 메조권층 위(열권)에서는 고도에 따라 기온이 급격하게 증가하기 시작합니다. 여러 측면에서 아프리카의 이 지역은 성층권의 하반부와 유사합니다. 열권 하부의 순환은 중간권의 과정에 의해 결정되고, 열권 상부 층의 역학은 여기에서 태양 복사의 흡수에 의해 결정될 가능성이 높습니다. 그러나 이러한 고도에서는 대기의 움직임이 상당히 복잡하기 때문에 연구하기가 어렵습니다. 조석 운동(주로 태양의 반일주 및 일주 조수)은 열권에서 매우 중요하며, 그 영향으로 80km 이상의 고도에서 풍속은 100-120m/초에 도달할 수 있습니다. 대기 조석의 특징은 위도, 연중 시간, 해발 고도 및 시간에 따라 변동성이 크다는 것입니다. 열권에서는 중력파의 영향으로 인해 높이에 따른 풍속의 상당한 변화(주로 100km 수준 근처)도 관찰됩니다. 소위 100-110km의 고도 범위에 위치하고 있습니다. 터보 정지는 강렬한 난류 혼합 영역에서 위 영역을 뚜렷하게 분리합니다.
대규모 기류와 함께 대기의 하층에서 수많은 국지적 공기 순환이 관찰됩니다(바람, 보라, 산 계곡 바람 등, 국지풍 참조). 모든 기류에서는 일반적으로 중소형 공기 소용돌이의 움직임에 따라 바람 맥동이 관찰됩니다. 이러한 맥동은 대기 난류와 관련이 있으며, 이는 많은 대기 과정에 큰 영향을 미칩니다.
기후와 날씨
지구 표면의 다양한 위도에 도달하는 태양 복사량의 차이와 해양, 대륙 및 주요 산계의 분포를 포함한 구조의 복잡성이 지구 기후의 다양성을 결정합니다(기후 참조).
문학
- 소련 권력 50년 동안의 기상학과 수문학, ed. E. K. Fedorova, L., 1967;
- Khrgian A. Kh., 대기 물리학, 2판, M., 1958;
- Zverev A.S., 종관 기상학 및 기상 예측의 기초, Leningrad, 1968;
- Khromov S.P., 지리학을 위한 기상학 및 기후학, Leningrad, 1964;
- Tverskoy P.N., 기상학 과정, 레닌그라드, 1962;
- Matveev L. T., 일반 기상학의 기초. 대기 물리학, 레닌그라드, 1965;
- Budyko M.I., 지구 표면의 열 균형, Leningrad, 1956;
- Kondratyev K. Ya., Actinometry, Leningrad, 1965;
- Khvostikov I. A., 대기의 높은 층, Leningrad, 1964;
- Moroz V.I., 행성 물리학, M., 1967;
- Tverskoy P.N., 대기 전력, 레닌그라드, 1949;
- Shishkin N. S., 구름, 강수량 및 뇌우 전기, M., 1964;
- 지구 대기의 오존, 에디션. G. P. Gushchina, 레닌그라드, 1966;
- Imyanitov I.M., Chubarina E.V., 자유 대기의 전기, 레닌그라드, 1965.
M. I. Budyko, K.Ya.
이 기사 또는 섹션에서는 텍스트를 사용합니다.대기라고 알려진 지구를 둘러싸고 있는 가스 외피는 5개의 주요 층으로 구성됩니다. 이 층은 행성 표면, 해수면(때로는 아래)에서 시작하여 다음 순서로 우주 공간으로 올라갑니다.
- 대류권;
- 천장;
- 중간권;
- 열권;
- 외기권.
지구 대기의 주요 층 다이어그램
이들 주요 5개 층 각각 사이에는 공기 온도, 구성 및 밀도의 변화가 발생하는 "일시 정지"라고 불리는 전이 구역이 있습니다. 지구 대기는 정지와 함께 총 9개의 층으로 구성됩니다.
대류권: 날씨가 일어나는 곳
대기의 모든 층 중에서 대류권은 우리가 그 바닥, 즉 행성 표면에 살고 있기 때문에 (당신이 깨닫든 모르든) 우리에게 가장 친숙한 층입니다. 그것은 지구 표면을 둘러싸고 수 킬로미터에 걸쳐 위로 뻗어 있습니다. 대류권이라는 단어는 "지구의 변화"를 의미합니다. 이 층은 일상적인 날씨가 발생하는 곳이므로 매우 적절한 이름입니다.
대류권은 행성 표면에서 시작하여 6~20km 높이까지 올라갑니다. 우리와 가장 가까운 층의 아래쪽 1/3에는 전체 대기 가스의 50%가 포함되어 있습니다. 이것은 전체 대기 중 숨을 쉬는 유일한 부분입니다. 태양의 열 에너지를 흡수하는 지구 표면에 의해 공기가 아래에서 가열되기 때문에 고도가 증가함에 따라 대류권의 온도와 압력이 감소합니다.
꼭대기에는 대류권과 성층권 사이의 완충 역할을 하는 대류권계면(tropopause)이라는 얇은 층이 있습니다.
성층권: 오존의 고향
성층권은 대기의 다음 층입니다. 그것은 지구 표면 위 6-20km에서 50km까지 확장됩니다. 이 층은 대부분의 상업용 여객기가 비행하고 열기구가 이동하는 층입니다.
여기서 공기는 위아래로 흐르지 않고 매우 빠른 기류로 표면과 평행하게 이동합니다. 상승함에 따라 태양 복사의 부산물인 자연 발생 오존(O3)과 태양의 유해한 자외선을 흡수할 수 있는 산소가 풍부하여 온도가 상승합니다(기상학에서는 고도에 따른 온도 상승이 알려져 있음). "반전"으로).
성층권은 바닥 부분의 온도가 더 따뜻하고 상단 부분의 온도가 더 낮기 때문에 대기의 이 부분에서는 대류(기단의 수직 이동)가 거의 발생하지 않습니다. 실제로 이 층은 폭풍 구름이 침투하는 것을 방지하는 대류 캡 역할을 하기 때문에 성층권에서 대류권에서 맹렬한 폭풍을 볼 수 있습니다.
성층권 다음에는 다시 완충층이 있는데, 이번에는 성층권이라고 불립니다.
중간권: 중간 대기
중간권은 지구 표면에서 약 50~80km 떨어져 있습니다. 상부 중간권은 지구상에서 가장 추운 자연 장소로 온도가 -143°C 이하로 떨어질 수 있습니다.
열권: 상층 대기
중간권과 중간권 이후에는 열권이 옵니다. 열권은 행성 표면에서 80~700km 사이에 위치하며 대기권 전체 공기의 0.01% 미만을 포함합니다. 이곳의 온도는 최대 +2000°C에 도달하지만 공기가 극도로 얇아지고 열을 전달하는 가스 분자가 부족하기 때문에 이러한 높은 온도는 매우 차갑게 인식됩니다.
외기권(Exosphere): 대기와 우주의 경계
지구 표면 위 약 700-10,000km의 고도에는 외기권, 즉 대기의 바깥 가장자리, 공간과 접경이 있습니다. 이곳에서는 기상 위성이 지구 궤도를 돌고 있습니다.
전리층은 어떻습니까?
전리층은 별도의 층이 아니지만 실제로는 고도 60~1000km 사이의 대기를 가리키는 용어로 사용된다. 여기에는 중간권의 최상부 부분, 전체 열권 및 외기권의 일부가 포함됩니다. 전리층이라는 이름은 대기의 이 부분에서 태양으로부터의 방사선이 지구 자기장을 통과할 때 이온화되기 때문에 붙여진 이름입니다. 이 현상은 북극광으로 지상에서 관찰됩니다.