Погода интересует всех

Окончательно подтвердилось, что уменьшение температуры воздуха с высотой, составляющее в среднем 0,65° на 100 м, прекращается над тропическими широтами с 16 км, а над полярными районами с 8 км. Выше, над тропопаузой, начинается стратосфера, в которой температура воздуха сначала почти постоянна, а затем начинает возрастать. При очень низких температурах (—70°) в воздухе содержится настолько ничтожное количество водяного пара, что облака уже не могут образоваться. Как говорилось выше, о возрастании температуры воздуха с высотой в стратосфере можно судить по наличию нескольких зон слышимости при сильных взрывах. Это косвенное заключение было полностью подтверждено многочисленными подъемами в стратосферу.

Стали известны и причины, вызывающие рост температуры воздуха в слое от 20 до 70 км. Этот рост обусловлен действием находящегося в стратосфере озона, масса которого составляет лишь 1/3 000 000 массы всей атмосферы. Под воздействием ультрафиолетового излучения Солнца молекулы кислорода расщепляются на два атома. Атомы присоединяются к еще не успевшим расщепиться кислородным молекулам, и появляются трехатомные молекулы озона. Озон — химически очень активный газ. Процессы образования и разрушения озона находятся в равновесии. Поглощение ультрафиолетовой радиации озоном приводит к его нагреванию и к повышению температуры в средней и верхней стратосфере. Максимальная концентрация озона наблюдается на высоте 25 км, тогда как зона наибольшего нагрева воздуха лежит на высоте 60 км. Такой разрыв в высотах объясняется тем, что почти вся ультрафиолетовая часть солнечной радиации поглощается вблизи верхней границы озонного слоя, где плотность озона еще сравнительно мала. Причина заключается в том, что интенсивность поглощения ультрафиолетовой радиации в слое озона соответствует интенсивности поглощения видимого света железной пластинкой, имеющей толщину 1 мм.

Интенсивность видимого излучения Солнца не испытывает существенного изменения во время вспышек на Солнце, тогда как ультрафиолетовая радиация при этом заметно возрастает. Вследствие этого содержание озона тоже увеличивается, а температура воздуха в стратосфере повышается. Измерения в период МГГ подтвердили, что стратосфера во время вспышек на Солнце сильно нагревается. Это нагревание может усилить образование областей повышенного давления в тропосфере.

Коротковолновые участки спектра солнечной радиации озон поглощает полностью, т. е. совершенно не пропускает излучение этих длин волн к земной поверхности. Это свойство озона делает возможным существование органической жизни на Земле, ибо наиболее коротковолновая часть солнечного излучения губительна для клеток живой материи. Таким образом, атмосфера является естественным щитом, ограждающим живые организмы от этого смертоносного излучения. Покидая поверхность Земли или высаживаясь из космических кораблей на поверхность других небесных тел, человек должен учесть, что на них озонный щит отсутствует, и заранее позаботиться о защите как от ультрафиолетовой радиации и космических лучей, так и от ударов метеоритов. Такую защиту нужно предусмотреть также при проектировании космических кораблей с человеком на борту.

Вблизи земной поверхности озон входит в состав воздуха, однако количество его здесь незначительно. К земной поверхности озон доставляется главным образом в результате перемешивания воздуха тропосферы с воздухом стратосферы. Измерения концентрации озона в тропосфере и в нижней стратосфере дали представление о механизме циркуляции в воздушном океане. Нагрев земной поверхности и стратосферы зависит от угла падения солнечных лучей. Вследствие очень большого контраста температуры воздуха в стратосфере между полярными районами и более низкими широтами здесь возникают ураганные ветры скоростью до 400 км/час.

Атмосфера защищает живые организмы на земной поверхности от смертоносного излучения и частиц, приходящих из космического пространства. Излучение: 1 — первичное, 2 — вторичное, 3 — ультрафиолетовые и рентгеновские лучи, 4 — метеоры

В зависимости от положения Солнца участки на земной поверхности, нагреваемые солнечными лучами, смещаются; вслед за смещением этих участков изменяют направление и скорость и сильные ветры. Система этих ветров получила название стратосферной пассатной циркуляции.

Когда в северном полушарии лето, солнце над Северным полюсом не заходит. Длительное облучение солнечной радиацией может очень сильно нагреть озонный слой, при этом возникнет перепад температуры в горизонтальном направлении. Этот перепад называют в метеорологии горизонтальным градиентом температуры. Под его влиянием над районами Арктики в стратосфере образуется обширная область повышенного атмосферного давления, в которой воздух вращается по часовой стрелке со скоростью 200–300 км/час. Наиболее отчетливо эта область повышенного давления выявляется на высоте 50 км.