Чем пахнет дождь? Ясные ответы на туманные вопросы о климате и погоде

КРАТКО О НЕПТУНЕ

Расстояние от Солнца: 4495,1 млн км

Продолжительность суток: 16,1 часа

Угол наклона: 28 градусов

Средняя температура: –200 °C

Атмосфера: плотная

Масса: 17,1 массы Земли

Спутники: 14

Погода: холодная, темная и ветреная

Как атмосфера защищает жизнь на Земле?

Атмосфера служит щитом для жизни на Земле. Смесь газов в ней необходима для защиты и обеспечения выживания различных видов биосферы и экосистем планеты. Примерно на 78 % атмосфера состоит из азота, на 21 % – из кислорода, а остальной процент составляют водяной пар, углекислый газ и другие газовые примеси.

Как защищают Землю отдельные слои атмосферы?

Температурный профиль атмосферы Земли в зависимости от высоты

Тропосфера

Тропосфера – это погодообразующий слой. Его высота составляет около 20 км, нижний край тропосферы доходит до поверхности Земли. Этот невероятно важный слой поддерживает жизнь, так как в нем циркулируют тепло и водяной пар: этот круговорот умеряет разницу температур и распределяет воду по планете. Одно из важнейших свойств тропосферы состоит в том, что с набором высоты она охлаждается. Это позволяет водяному пару конденсироваться и образовывать облака и дождь. Хотя тропосфера не служит щитом для всего, что поступает из космоса, роль водяного пара трудно переоценить. Этот парниковый газ играет важнейшую роль в регулировании температуры по всей планете. Поступающее солнечное излучение он поглощает не так эффективно, однако может поглощать отраженное от поверхности Земли инфракрасное (тепловое) излучение.

Стратосфера

Стратосфера и тропосфера соприкасаются на границе, которая называется тропопаузой. В тропопаузе практически прекращается формирование погоды. Дело в том, что температурный профиль стратосферы совершенно иной: с высотой стратосфера, имеющая высоту около 50 км, нагревается – температура нижней части составляет примерно –50 °C, но постепенно стратосфера становится все теплее, так что в верхней ее части температура уже около нуля. Это значит, что воздух из верхней части тропосферы не может подниматься в стратосферу. Таким образом, самая холодная часть стратосферы – нижняя, и именно здесь располагается стратосферный полярный вихрь, хотя его воздействие на распределение тепла и влажности по планете и связано с механикой тропосферы. Стратосферный полярный вихрь выполняет свои функции. Он образуется над полюсами во время мрачной зимы, постоянно охлаждается и достигает низшей точки температуры к концу декабря. Наличие сильного вихря, вызывающего мощные ветры вокруг полюсов, позволяет сохранять разницу температур с более низкими широтами и подпитывает сильное струйное течение в средних широтах. Именно это струйное течение переносит избыток тепла от экватора на север, смягчая экстремальные температуры, перенося энергию и влажность. Наиболее знаменитая и эффективная часть стратосферы, создающая щит вокруг планеты, называется озоновым слоем. Озона, то есть кислорода О₃, в ней содержится менее 10 частей на миллион, но и такая концентрация куда выше, чем во всех остальных частях атмосферы. Здесь поглощается 97–99 % поступающего вредоносного ультрафиолетового излучения, и именно это поглощение нагревает данный слой атмосферы.

Мезосфера

Мезосфера быстро охлаждается до –100 °C. Дело в том, что уровень поглощения солнечного излучения здесь резко падает. Это очень толстый слой, доходящий местами до 35 км. Именно в мезосфере происходит впечатляющее явление – падение звезд. На самом деле это метеоры, которые сгорают в этом слое, не достигая Земли. Таким образом, мезосфера защищает нашу планету от разнообразных камней и другого космического мусора, который притягивается из космоса гравитационным полем Земли. Метеоры проходят через экзосферу и термосферу, поскольку в этих слоях мало что может их задержать, однако, к счастью, в мезосфере достаточно газов, которые могут замедлить движение потенциально опасных объектов. Это замедление вызывает трение и последующее нагревание, и большинство метеоров распадаются и превращаются в пар. Однако так случается не всегда, о чем свидетельствует испещренный кратерами ландшафт многих земных континентов. Мезосфера, таким образом, спасает миллионы жизней – возможно, даже только за год.

Термосфера

Рядом с самым холодным слоем атмосферы находится ее самый жаркий слой. Температуры здесь могут достигать 2000 °C – благодаря поглощению ультрафиолетового и рентгеновского излучения Солнца. Интересно, что именно здесь, в 500–1000 километрах от поверхности Земли образуются полярные сияния, когда заряженные частицы, летящие от Солнца, сталкиваются с атомами кислорода и азота, создавая невероятные яркие цвета.

Экзосфера