Фрэнк Форрестер - Тысяча и один вопрос о погоде

Однако классификацию эту нельзя считать окончательной — она всегда может быть подвергнута пересмотру, если в связи с новыми открытиями появится необходимость ввести более удобные обозначения. Специальные высотные воздушные шары, ракеты и искусственные спутники, несомненно, изменят наши представления об атмосфере, так что со временем, возможно, ее будут делить не на пять, а на восемь или десять слоев. (При другом подходе к классификации атмосферных слоев можно выделить еще несколько слоев атмосферы, в том числе ионосферу и озоносферу. — Прим. ред.)

52. Как обозначаются промежутки между слоями атмосферы? Эти промежутки обозначаются путем за мены в названии нижележащего слоя окончания «сфера» на окончание «пауза». Например, тропосферу и стратосферу разделяет тропопауза, стратопауза разделяет стратосферу и мезосферу и т. д.

53. Что такое, тропосфера? Тропосфера — это сравнительно тонкий слой атмосферы, прилегающий к земной поверхности. Все перипетии погоды, которые наблюдает человек, происходят именно в этом плотном и влажном слое. Слово «тропосфера» образовано от греческого «тропос» (что значит «вращаться», «перемешиваться»). В пределах этой, самой нижней, ступеньки атмосферной лестницы происходит энергичное перемешивание воздушных масс. Воздух здесь движется как вертикально, так и горизонтально. Здесь сосредоточены почти весь водяной пар и примеси, так что облака, дождь, снег, мокрый снег, туман, молнии, грозы — словом, весь комплекс явлений погоды — наблюдаются именно в этой зоне. Верхняя граница тропосферы поднимается до 17,5 км над экватором и снижается до 8 км над полюсами. Температура в тропосфере уменьшается с высотой, обычно на 6,5 °C через каждые 1000 м. Некоторые метеорологи находят, что слово «погодосфера» более точно характеризует этот слой, чем слово «тропосфера».

54. Что такое стратосфера? Второй слой атмосферы представляет собой полную противоположность лежащей ниже беспокойной, беспрерывно перемешивающейся тропосфере. (Слово «стратосфера» происходит от греческого «стратос» — область стратификации, или спокойствия.) Он простирается от верхней границы тропосферы до высоты 55 км над Землей. Этот слой отличается тем, что в нем значительно меньше, чем в тропосфере, облаков и слабее вертикальные воздушные потоки. Ветры здесь очень сильные. Температура остается почти неизменной (—56 °C) до высоты около 40 км, затем начинает расти, достигая максимума у верхней границы стратосферы (в среднем около 0° на высоте 55 км).

55. Что такое мезосфера? Слово «мезосфера» происходит от греческого «мезос» — средний. Это средний, промежуточный слой атмосферы, располагающийся приблизительно между высотами 55 и 80 км. Он содержит около 0,25 % всей массы атмосферы. В мезосфере температура воздуха понижается, достигая у ее верхней границы значений, близких к -80 °C.

56. Что такое термосфера? Это слой атмосферы, отличающийся высокими значениями температуры (от греческого «термос» — теплый). Расположен он между высотами 80 и 800 км. В нем сосредоточена незначительная часть атмосферы — всего 0,005 % всей ее массы. На высоте 200 км в термосфере температура воздуха уже достигает нескольких сот градусов, а на ее верхней границе — больше 2000 °C.

57. Что такое экзосфера? Экзосфера — это самый внешний слой атмосферы, который постепенно переходит в межпланетное пространство. В этой чрезвычайно разреженной зоне настолько мало атомов газов, что столкновения воздушных частиц происходят крайне редко. Их движения можно уподобить движениям частиц воды, из которых состоят пена и брызги, срывающиеся с вершин океанских волн. Некоторые из воздушных частиц, особенно атомы легких газов — водорода и гелия, — движутся очень быстро и даже могут навсегда покинуть воздушный океан. Большинство же из них, однако, после непродолжительного свободного полета возвращается назад под действием силы земного притяжения.

Высота нижней границы экзосферы недостаточно точно определена. Ученые отводят ей место между 800 и 1200 км от Земли. Как высоко проходит ее верхняя граница, т. е. граница атмосферы, можно лишь предполагать.

58. Что такое ионосфера? Выше 100 км над поверхностью Земли, как мы уже отмечали, давление крайне низкое: здесь содержится гораздо меньшее количество молекул и атомов атмосферных газов, чем в ниже лежащих слоях. Электроны атомов различных газов более подвержены здесь бомбардировке частиц солнечных коротковолновых излучений, т. е. могут более легко ускользать со своих орбит, по которым они движутся вокруг ядра атома. Потеря электронов вызывает нарушение равновесия в различных атомах и молекулах. Когда происходит потеря достаточно большого числа электронов и, следовательно, возрастает число свободных ионов, газ становится ионизированным. Поэтому атмосферу на этих высотах (100—1000 км) часто называют ионосферой. Процесс ионизации, которому ионосфера обязана своим названием, вызывает в верхней атмосфере множество специфических явлении.