Земля

Эта закономерность хорошо прослеживается для планет земной группы. На Земле равновесие установилось при температуре +15 °С (около 290 К), а на Венере — при значительно более высокой, +470 °С (около 740 К). Увеличение содержания парниковых газов антропогенного происхождения (сжигание топлива) считается наиболее вероятной причиной потепления климата Земли, наблюдаемого в настоящее время. Сильная облачность также влияет на температуру поверхности Земли: задерживая видимое излучение Солнца днём и инфракрасное излучение Земли ночью, оно существенно уменьшает амплитуду суточных колебаний температуры. На суточный ход температуры также влияет испарение и конденсация влаги, происходящие с обменом энергии между поверхностью Земли и атмосферой. В результате при пасмурной погоде почва и воздух ночью охлаждаются не столь интенсивно, как при ясном безоблачном небе, когда могут случиться ночные заморозки.

Нижний слой атмосферы, который называется тропосферой, в средних широтах имеет высоту 10—12 км, а в экваториальных — 16—17 км. В тропосфере содержится более 90% всей массы атмосферы и практически все водяные пары. Именно здесь в основном происходят явления, которые определяют погоду. По мере удаления от земной поверхности температура снижается и на верхней границе тропосферы составляет примерно —50 °С.

Над тропосферой до высоты 50—55 км простирается стратосфера, в которой находится слой озона (О₃). Здесь, начиная с высоты около 25 км, температура атмосферы растёт за счёт поглощения озоном ультрафиолетового излучения Солнца. Выше — в мезосфере — температура снова уменьшается и на высоте около 90 км достигает абсолютного минимума —90 °С, а в летние месяцы в умеренных и полярных широтах — иногда до —150 °С!

Плотность атмосферы с высотой уменьшается: на высоте 5,2 км она вдвое меньше, чем у поверхности, а на высоте порядка 100 км в миллион раз меньше. Примерно до этих высот состав атмосферы остаётся неизменным — смесь газов, получившая название воздуха. На больших высотах, в термосфере (80—800 км), состав атмосферы существенно меняется. С ростом высоты возрастает доля гелия и водорода. За счёт поглощения ультрафиолетового излучения Солнца температура значительно возрастает (до 1500 °С на высоте 600 км). Поглощение излучения вызывает диссоциацию молекул, а также ионизацию молекул и атомов с образованием свободных электронов. Таким образом, термосфера планеты является вместе с тем её ионосферой. Самый внешнии слои атмосферы называется экзосферой, откуда атомы и молекулы могут беспрепятственно ускользать в космическое пространство.

Магнитосфера Земли

На высотах более 1000 км поведение и распределение заряженных частиц неразрывно связано с магнитным полем Земли. В околоземном космическом пространстве существует область, которую называют магнитосферой, хотя по своей форме она вовсе не является сферой. Структура геомагнитного поля на дневной и ночной стороне Земли благодаря наличию солнечного ветра существенно отличается. Этот поток плазмы, непрерывно обдувающий Землю, имеет собственное магнитное поле, которое взаимодействует с геомагнитным полем и вызывает его значительную деформацию. При набегании потоков солнечного ветра на магнитное поле Земли они прежде всего тормозятся, и в результате возникает ударная волна. В целом магнитосфера принимает форму цилиндра с выпуклым в сторону Солнца дном. Она сжата с дневной стороны и вытянута в виде сигарообразного шлейфа с ночной. Этот шлейф диаметром немногим менее 250 тыс. км простирается за Землёй на 5,6 млн км.

Небольшая часть захваченных геомагнитным полем заряженных частиц образует вокруг нашей планеты радиационный пояс. Здесь движутся протоны, ионы и электроны, обладающие самой высокой энергией. Эти частицы, попадая из радиационного пояса в верхние слои атмосферы в районе полюсов, заставляют светиться её основные составляющие — азот и кислород, вызывая полярные сияния.

<<< К началу