Zemes atmosfēra
Astronauti uz Starptautiskās kosmosa stacijas uzņēma šo attēlu, kurā redzama Zemes atmosfēra un mēness 2011. gada 31. jūlijā. (Attēla kredīts: ISS apkalpes zemes novērojumu eksperiments un attēlu zinātnes un analīzes laboratorija/Džonsona kosmosa centrs.)
Pāriet uz:
- No kā sastāv gaiss?
- Atmosfēras slāņi
- Zemes klimats un laika apstākļi
- Zeme, Venera un Marss
- Papildu resursi
Zeme ir vienīgā planēta Saules sistēmā ar atmosfēru, kas spēj uzturēt dzīvību. Gāzu sega, kas ieskauj mūsu mājas planētu, ne tikai satur gaisu, ko mēs elpojam, bet arī pasargā mūs no karstuma un saules starojuma. Tas sasilda planētu dienā un atdzesē to naktī.
Zemes atmosfēra ir aptuveni 300 jūdzes (480 kilometrus) bieza, bet lielākā daļa no tās atrodas 10 kilometru (16 km) attālumā no virsmas. Gaisa spiediens samazinās līdz ar augstumu. Jūras līmenī gaisa spiediens ir aptuveni 14,7 mārciņas uz kvadrātcollu (1 kilograms uz kvadrātcentimetru), un atmosfēra ir samērā blīva. Pie 10 000 pēdu (3 km) gaisa spiediens ir 10 mārciņas uz kvadrātcollu (0,7 kg uz kvadrātcentimetru), kas nozīmē, ka gāzes molekulas, kas veido atmosfēru, ir mazāk blīvas. Tas apgrūtina cilvēka elpošanu un pietiekami daudz skābekļa, lai dzīvotu, lai gan ir pierādījumi par mikrobu dzīvi augstu mākoņos .
Saistīts: Cik liela ir Zeme?
No kā sastāv mūsu atmosfēra?
Saskaņā ar NASA , gāzes Zemes atmosfērā ietver:
- Slāpeklis - 78 procenti
- Skābeklis - 21 procents
- Argons - 0,93 procenti
- Oglekļa dioksīds - 0,04 procenti
- Neliels daudzums neona, hēlija, metāna, kriptona un ūdeņraža, kā arī ūdens tvaiku
Kādi ir Zemes atmosfēras slāņi?
Šo iespaidīgo saulrieta attēlu Indijas okeānā uzņēma astronauti uz Starptautiskās kosmosa stacijas (SKS). Attēlā redzams no Zemes atmosfēras esošais skats no orbītas.(Attēla kredīts: NASA)
Zemes atmosfēra ir sadalīta piecos galvenajos slāņos: eksosfērā, termosfērā, mezosfērā, stratosfērā un troposfērā. NASA . Atmosfēra atšķaidās katrā augstākajā slānī, līdz gāzes izplatās telpā. Starp atmosfēru un telpu nav skaidras robežas, bet iedomāta līnija aptuveni 62 jūdzes (100 kilometrus) no virsmas, ko sauc par Karmana līniju, parasti ir vieta, kur zinātnieki saka, ka atmosfēra satiekas ar kosmosu.
The troposfēra ir slānis, kas ir vistuvāk Zemes virsmai. Tas ir no 4 līdz 12 jūdzēm (7 līdz 20 km) biezs un satur pusi no Zemes atmosfēras. Netālu no zemes gaiss ir siltāks un augstāk kļūst vēsāks. Gandrīz visi atmosfērā esošie ūdens tvaiki un putekļi atrodas šajā slānī, un tāpēc šeit ir sastopami mākoņi.
The stratosfērā ir otrais slānis. Tas sākas virs troposfēras un beidzas aptuveni 31 jūdzes (50 km) virs zemes. Šeit ir daudz ozona, un tas silda atmosfēru, vienlaikus absorbējot arī kaitīgo saules starojumu. Gaiss šeit ir ļoti sauss, un šeit tas ir aptuveni tūkstoš reižu plānāks nekā jūras līmenī. Šī iemesla dēļ šeit lido reaktīvās lidmašīnas un laika baloni.
The mezosfēra sākas 31 jūdzes (50 km) un stiepjas līdz 53 jūdzes (85 km) augstumā. Mezosfēras augšdaļa, ko sauc par mezopauzi, ir aukstākā Zemes atmosfēras daļa, kuras vidējā temperatūra ir aptuveni mīnus 130 grādi pēc F (mīnus 90 C). Šo slāni ir grūti izpētīt. Reaktīvās lidmašīnas un gaisa baloni nav pietiekami augsti, un satelīti un kosmosa kuģi riņķo pārāk augstu. Zinātnieki to zina meteori sadedzināt šajā slānī.
The termosfēra stiepjas no aptuveni 56 jūdzēm (90 km) līdz 310–620 jūdzēm (500–1000 km). Šajā augstumā temperatūra var paaugstināties līdz 2700 grādiem F (1500 C). Termosfēra tiek uzskatīta par Zemes atmosfēras daļu, bet gaisa blīvums ir tik zems, ka lielākā daļa šī slāņa ir tā, ko parasti uzskata par kosmosu. Patiesībā šeit ir kosmosa autobusi lidoja un kur Starptautiskā kosmosa stacija riņķo ap Zemi. Tas ir arī slānis, kurā rodas auroras. Uzlādētās daļiņas no kosmosa saduras ar atomiem un molekulām termosfērā, aizraujot tās augstākos enerģijas stāvokļos. Atomi izmet šo lieko enerģiju, izstarojot gaismas fotonus, kurus mēs redzam kā krāsainos aurora borealis un aurora australis.
The eksosfēra , augstākais slānis, ir ārkārtīgi plāns un ir vieta, kur atmosfēra saplūst kosmosā. Tas sastāv no ļoti plaši izkliedētām ūdeņraža un hēlija daļiņām.
Kāda ir atšķirība starp klimatu un laika apstākļiem?
Sahāras tuksnesī Āfrikas ziemeļos ir karsts, sauss klimats. Laika apstākļi Sahārā var ietvert putekļu vētras un dienas, kas pārsniedz 117 grādus pēc Fārenheita (47 ° C).(Attēla kredīts: NASA MODIS instruments (mērenas izšķirtspējas attēlveidošanas spektroradiometrs).)
Zeme spēj uzturēt visdažādākās dzīvās būtnes, pateicoties tās daudzveidīgajam reģionālajam klimatam, kas svārstās no ārkārtīga aukstuma polos līdz tropiskajam karstumam ekvatorā. Reģionālo klimatu nosaka Atmosfēras pētījumu universitātes korporācija kā vidējie laika apstākļi vietā vairāk nekā 30 gadu laikā. Reģiona klimatu bieži raksturo, piemēram, kā saulainu, vējainu, sausu vai mitru. Tie var arī raksturot laika apstākļus noteiktā vietā, bet, lai gan laika apstākļi var mainīties tikai dažu stundu laikā, klimats mainās ilgākā laika posmā.
Zemes globālais klimats ir vidējais reģionālais klimats. Globālais klimats vēstures gaitā ir atdzisis un sasilis. Šodien mēs redzam neparasti strauju sasilšanu. Zinātniskā vienprātība, kā to norāda Klimata pārmaiņu starpvaldību padome , ir tas, ka siltumnīcefekta gāzes, kuru pieaug cilvēku darbības dēļ, aiztur siltumu atmosfērā.
Zeme, Venera un Marss: salīdziniet gaisu
Lai labāk izprastu Zemes veidošanos un sastāvu, zinātnieki dažreiz salīdzina mūsu planētu ar Venēru un Marsu. Visas trīs šīs planētas ir akmeņainas un ir daļa no iekšējās Saules sistēmas, kas nozīmē, ka tās atrodas starp sauli un asteroīdu joslu.
Venērai ir gandrīz pilnībā oglekļa dioksīda atmosfērā , ar slāpekļa un sērskābes daļiņām. Tomēr planētas virsmai ir arī bēguļojošs siltumnīcas efekts. Kosmosa kuģi ir stipri jāpastiprina, lai izdzīvotu saspiešanas spiedienu (90 reizes smagāks par Zemi) un krāsnī līdzīgu temperatūru (872 Fārenheita vai 467 Celsija), kas atrodama tās virsmā. Arī mākoņi ir tik biezi, ka redzamā gaismā virsma ir neredzama. Tā kā uz virsmas nesasniedz daudz saules, tas nozīmē, ka Venērai nav būtisku sezonālu temperatūras izmaiņu.
Marsam ir arī galvenokārt oglekļa dioksīda atmosfērā , ar slāpekļa, argona, skābekļa, oglekļa monoksīda un dažām citām gāzēm. Uz šīs planētas atmosfēra ir aptuveni 100 reizes plānāka nekā Zemes atmosfēra - ļoti atšķirīga situācija no senās pagātnes, kad ģeoloģiskie pierādījumi liecina, ka ūdens virspusē plūda pirms vairāk nekā 4,5 miljardiem gadu. Zinātnieki liek domāt, ka Marsa atmosfēra laika gaitā varētu būt novājējusi vai nu tāpēc, ka saule atņēmusi gaisā vieglākās molekulas, vai arī tāpēc, ka milzīga asteroīda vai komētas ietekme katastrofāli iznīcināja atmosfēru. Marsā notiek temperatūras svārstības, ko ietekmē tas, cik daudz saules gaismas sasniedz virsmu, kas ietekmē arī tā polāros ledus vākus (vēl viena liela ietekme uz atmosfēru).
Zinātnieki regulāri salīdzina mazas, akmeņainas eksoplanētas ar Zemi, Venēru un Marsu, lai labāk izprastu to apdzīvojamību. Regulāri pieņemtā “apdzīvojamības” definīcija ir tāda, ka planēta ir pietiekami tuvu zvaigznei, lai uz tās virsmas būtu šķidrs ūdens. Pārāk tālu, un ūdens kļūst ledus; pārāk tuvu, un ūdens iztvaiko. Tomēr apdzīvojamība ir atkarīga ne tikai no zvaigznes un planētas attāluma, bet arī no planētas atmosfēras, zvaigznes mainīguma un citiem faktoriem.
Papildu resursi
- Pārbaudiet NOAA SciJinks lapu bērna līmeņa paskaidrojumam par to, kā veidojās Zemes atmosfēra.
- Uzziniet vairāk par vēsturisko oglekļa dioksīda pieaugumu atmosfērā no Climate.gov .
- Lasiet par aizraujošo pasauli atmosfēras mikrobioms rakstā Scientific American.
Papildu ziņojumi no guesswhozoo.com līdzstrādnieces Elizabetes Hovelas. Šo rakstu 2021. gada 20. jūlijā atjaunināja guesswhozoo.com līdzstrādnieks Vikijs Šteins.