Розділ «АТМОСФЕРА»

Поняття про атмосферу

Атмосфера — це повітряна оболонка, яка оточує Землю і пов'язана з нею силою тяжіння. Атмосфера бере участь у добовому обертанні й річному русі нашої планети. Повітря атмосфери — суміш газів, у якому перебувають в завислому стані рідкі (краплинки води) і тверді частинки (дим, пил). Газовий склад атмосфери є незмінним до висоти 100—110 км, що зумовлюється рівновагою в природі. Об'ємні частки газів становлять: азот — 78 %, кисень — 21 %, інертні гази (аргон, ксенон, криптон) — 0,9 %, вуглець — 0,03 %. Крім того, в атмосфері завжди присутня водяна пара.

Крім біологічних процесів, кисень, азот і вуглець беруть активну участь у хімічному вивітрюванні гірських порід. Дуже важливою є роль озону 03, який поглинає більшу частину ультрафіолетового випромінювання Сонця, що у великих дозах є небезпечним для живих організмів. Тверді частинки, яких особливо багато над містами, слугують ядрами конденсації (навколо них утворюються краплі води і сніжинки).

Висота, межі й будова атмосфери

Сонячна радіація. Нагрівання атмосфери

Тиск атмосфери і його вимірювання

Повітря, що оточує Землю, має масу, а тому тисне на земну поверхню. 1 л повітря на рівні моря важить близько 1,3 г. Отже, на кожний квадратний сантиметр земної поверхні атмосфера тисне із силою 1,33 кг. Цей середній тиск повітря на рівні моря, що відповідає масі ртутного стовпчика заввишки 760 мм із перетином 1 см2, приймають за нормальний. Тиск повітря вимірюють також у мілібарах: 1 мм тиску становить 1,33 мбар. Отже, щоб перевести міліметри в мілібари, треба міліметри тиску помножити на 1,33.

Величина тиску змінюється залежно від температури повітря і висоти над рівнем моря. Оскільки при нагріванні повітря розширюється, а при охолодженні стискується, то тепле повітря є легшим (спричиняє менший тиск), ніж холодне. Із підняттям повітря угору тиск зменшується в основному через те, що менша висота його стовпчика припадає на одиницю площі. Тому у високих горах тиск значно менший, ніж на рівні моря. Вертикальний відрізок, через який атмосферний тиск зменшується на одиницю, називається баричним ступенем. У нижніх шарах атмосфери біля поверхні тиск зменшується приблизно на 10 мм на кожні 100 м підняття.

Для вимірювання тиску використовують ртутний стовпчиковий барометр, а у польових умовах — металевий барометр-анероїд. Останній являє собою металеву коробочку, з якої викачане повітря. При збільшенні атмосферного тиску дно коробочки стискується, а при зменшенні розгинається. Ці зміни передаються на стрілку, що переміщається за круговою шкалою.

Вітри та їхнє походження

Загальна циркуляція атмосфери. Пасати та інші постійні вітри

Циклони і антициклони

Циклони — висхідні атмосферні вихори із замкненою областю зниженого тиску у центрі, в якій вітри дмуть від країв до центру (проти

годинникової стрілки в Північній півкулі і за годинниковою стрілкою у Південній).

Антициклони — низхідні атмосферні вихори із замкненою областю підвищеного тиску, в якій вітри дмуть від центру до країв (за рухом годинникової стрілки у Північній півкулі, проти її руху — у Південній).

У циклонах найменший тиск спостерігається у центрі, де відбувається підняття повітря вгору. Там воно охолоджується, водяна пара конденсується, утворюючи потужні хмари, з яких випадають рясні опади. Погода нестійка, з частою зміною напрямку вітру, температури. Циклони переміщуються зі швидкістю 30—40 км/год, здебільшого із заходу на схід.

В антициклоні повітря, опускаючись, нагрівається, а тому не відбувається його насичення вологою. Погода в його центральній частині ясна й суха, зі слабкими вітрами.

Бризи й мусони

Водяна пара в атмосфері