Yer kürəsinin atmosferi

MİLLİ AVİASİYA AKADEMİYASI

Atmosfer sözü qədim yunan sözü olub "atmos" - hava və "sfera" isə təbəqə deməkdir. Atmosfer Yer səthindən başlamış yerüstü kosmik fəzaya qədər yayılır.

Günəş sisteminin bütün planetləri özünəməxsus atmosferə malikdir, lakin yalnız yer atmosferində həyat üçün şərait vardır.

4,5 mlrd il əvvəl planetimiz formalaşanda o, atmosferə malik deyildi. Atmosfer sonrakı dövrlərdə vulkan püskürmələrinin məhsulu olan karbon-dioksid, azot və digər kimyəvi qarışıqlara malik su buxarından formalaşdı.

Yer atmosferində oksigenin formalaşması təqribən 8-30 km hündürlükdə ozon təbəqəsinin yaranmasına səbəb oldu. Bununla da, planetimiz ultrabənövşəyi şüalanmanın məhvedici təsirinin qarşısını alan qoruyucu təbəqə qazandı.

Atmosferin fiziki xüsusiyyətləri

Atmosferin qalınlığı — Yer səthindən təqribən 2000-3000 km-ə qədər.

Atmosferdə havanın ümumi kütləsi — (5,1—5,3)·1018 kq; Quru havanın kütləsi - (5,1352 ±0,0003)·1018 kq;Su buxarının ümumi miqdarı orta hesabla - 1,27·1016 kq;Dəniz səviyyəsində havanın təqribi sıxlığı - 1,2 kq/m3;Dəniz səviyyəsində 0°C-də atosfer təzyiqi – 1013,25 hPa

Atmosferin kimyəvi tərkibi

Yer kürəsinin atmosferi əsasən qazlar və müxtəlif qarışıqlardan (aerozol hissəciklər – toz, su damciları, buz kristalları, dəniz duzları, yanma məhsulları) ibarətdir.

Atmosferdə olan qazların konsentrasiyası su (H2O) və karbon qazı (CO2) istisna

olmaqla təcrübi olaraq daimidir.

Şəkil 1. Atmosferdə qazların paylanma diaqramı

Quru havanın tərkibi

Qaz Həcmvə miqdarı, %-lə

Kütlə payı, %lə

1. Azot 78,084 75,50

2. Oksigen 20,946 23,10

3. Arqon 0,932 1,286

4. Karbon 0,0387 0,059

5. Neon 1,818·10-3 1,3·10-3

6. Helium 4,6·10-4 7,2·10-5

7. Metan 1,7·10-4 -

8. Kripton 1,14·10-4 2,9·10-4

9. Hidrogen 5·10-5 7,6·10-5

10. Ksenon 8,7·10-6 -

11. Azot oksidi 5·10-5 7,7·10-5

Atmosferdə olan qaz hissəciklərinə Yerin cazibə qüvvəsi təsir edir. Havanın sıxılan olduğunu nəzərə alsaq, kosmik fəzaya keçərkən onun sıxlığı hündürlüyə qalxdıqca tədricən azalır. Atmosferin ümumi kütləsinin yarısı aşağı 5 km-də, 3/4 hissəsi aşağı 10 km-də, 9/10 hissəsi isə aşağı 20 km-də cəmlənmişdir. Yer atmosferinin 99%-i 30 km-dən aşağı hündürlüklərdə cəmlənmişdir.

Atmosferin quruluşu XX əsrin əvvəllərinə qədər atmosfer bircins hesab

edilirdi. Yalnız XX əsrin əvvəllərində atmosferin təbəqəli mühit olduğu aşkarlandı. Atmosferin quruluşunun və təbəqələrə bölünmə prinsiplərinin bir neçə sxemi mövcuddur:

1. Fiziki-kimyəvi proseslərə görə - ozonosfer, neytrosfer, ionosfer, xemosfer;

2. Qaz tərkibinə görə - homosfer, heterosfer ;

3. Atmosferin yer səthi ilə qarşılıqlı təsirinə görə - sərhəd təbəqəsi, sərbəst atmosfer

4. Temperaturun şaquli stratifikasiyasına görə - troposfer, stratosfer, mezosfer, termosfer, ekzosfer.

50000

3000

100002000028000

42000

1000

800

600

500

400

300

200

100

80

70

60

50

40

35

30

25

20

15

10

5

H,km

90 80 70 60 50 40 30 20 10 0

0

0

-80

-2,50

-44,5

-56,5

-56,5

0-2,5

0

0

0

10000

Atmosferin fiziki sərhədi

Yer tacının sərhədi

Quru havanın tərkibi %-ləAzot-78,09Oksigen-20,95Arqon-0,93Karbon-0,03Digər qazlar-0,01Cəmi: 100%

P=760mm

TERMOPAUZA

MEZOPAUZA

STRATOPAUZA

TROPOPAUZA

Gümüşvari buludlar

Aşağı kosmos

0

EK

ZO

SF

ER

TE

RM

OS

FE

RM

EZ

OS

FE

RS

TR

AT

OS

FE

RT

RO

PO

SF

ER

HE

TE

RO

SF

ER

HO

MO

SF

ER

coğrafi enlik

Troposfer Troposfer - atmosferin ən aşağı qatıdır. Onun yuxarı sərhəddi qütb

rayonlarında 8-10 km, mülayim enliklərdə 10-12 km, tropiklərdə 16-18 km-ə çatır. Troposferdə bütün atmosfer kütləsinin 80 %-i, su buxarının isə 90 %-i cəmlənmişdir. Burada havanın temperaturu hündürlük artdıqca hər 100 m də 0,65 °C azalır və troposferin yuxarı sərhəddində minimuma çatır. Troposferin yuxarı sərhəddində havanın orta temperaturu (-56)°C təşkil edir.

Troposfer özü 3 əsas təbəqəyə bölünür:

- Aşağı troposfer;

- Orta troposfer;

- Yuxarı troposfer

Troposfer və stratosfer qatları arasında keçid təbəqəsi - tropopauza yerləşir. Tropopauza 1899-cu ildə kəşf olunmuşdur. Tropopauzanın hündürlüyü coğrafi enlikdən asılı olaraq dəyişir və insolyasiyanın təsirindən asılı olaraq sutkalıq və fəsli dəyişkənliyə məruz qalır. Tropopauza qütb rayonlarında 8-10 km, mülayim enliklərdə 10-12 km, tropiklərdə isə 16-18 km hündürlüklərdə yerləşir. Tropopauza təbəqəsinin qalınlığı 1-2 km arasında tərəddüd edir.

Tropopauzada şırnaq axınları müşahidə olunur ki, onların sürəti 200-300 km/saat-a çatır.

Stratosfer Stratosfer - trpopopauzanın üzərində yerləşməklə,

50-55 km hündürlüyə qədər yayılır. Atmosferin ümumi kütləsinin cəmi 20 %-i bu təbəqədə cəmlənmişdir. Stratosferi aşağı və yuxarı olmaqla iki təbəqəyə bölmək olar.

Aşağı stratosferdə (20 km hündürlüyə qədər) əsasən izotermiya və zəif inversiya müşahidə olunur. Yuxarı stratosferdə (20-40) km temperatur -56°C-dən 0°C-yə qədər artır. Daha sonra 40 km-dəm 55 km hündürlüyədək temperatur sabit qalır

Yuxarı stratosferdə temperaturun artması ozonun ultrabənövşəyi şüaları və su buxarının infraqırmızı qadiasiyanı udması ilə izah olunur. Yuxarı stratosferdə ozonun konsentrasiyası maksimum olduğuna görə bu təbəqəyə ozonosfer də deyilir.

Stratopauza stratosferlə onun üzərində yerləşən mezosfer təbəqəsi arasında keçid təşkil edir.

Mezosfer Mezosfer – 55 km-dən 85 km-dək hündürlüklərdə yerləşir.

Mezosferdə temperaturun arması 60 km hündürlüyə qədər davam etməklə burada maksimum qiyməti alır (+50°C), daha sonra isə hündürlük artdıqca temperatur (-86°C)-yə qədər azalır. Mezosferin qaz tərkibi ondan öncə yerləşən təbəqələrdə olduğu kimi daimidir və 80 % azot və 20 % oksigendən təşkil olunub.

Mezosferdə meteorit partlayışı kimi işiq hadisəsi baş verir (şəkil 2).

Mezosferdə təqribən 70-85 km hündürlüklərdə nadir atmosfer hadisəsi olan güçüşü buludlar müşahidə olunur (şəkil 3).

Mezopauza – təqribən 85 km hündürlükdə havanın minimal temperatur (təqribən -100°C) səviyyəsidir və mezosferlə termosfer təbəqəsini bir-birindən ayırır.

Şəkil 2. Meteoritin düşməsi

Şəkil 3. Gümüşü buludlar

Termosfer

Termosfer - atmosferin 80-85 km-dən 800 km-dək hündürlükləri əhatə edən təbəqəsidir. Kinetik temperatur (hava molekullarının istilik hərəkəti ilə müəyyən olunan temperatur) 250-300 km-dək sürətlə artır və sonra isə dayişməz qalır. Bunun əsas səbəbi güclü ultrabənövşəyi şüalanma ilə əlaqədar olaraq atmosferdə oksigenin ionlaşmasıdır. İonosferin əsas hissəsi termosferdə yerləşir.

500 km-dən yuxarıda hava hissəciklərinin kəskin ionlaşması səbəbindən temperaturu təyin etmək mümkün deyildir.

Termosferin aşağı qatlarında qütb parıltıları müşahidə olunur (şəkil 4). 800 km hündülükdə termosferlə ekzosferi ayıran termopauza yerləşir.

Şəkil 4. Qütb parıltısı

Ekzosfer

Ekzosfer - atmosferin 800 km-dən yuxarıda yerləşən təbəqəsidir. qazlar bu təbəqədə kəskin şəkildə boşalmış olduqlarına görə yüksək temperatur şəraitində ikinci kosmik sürətlə kosmik fəzaya keçə bilirlər.

Atmosferin 1000 km-dən 22000-24000 km-ə qədər hündürlüklərdə yerləşən qatı Hekorona adlanır. Onun hüdudlarında süni obeyklərin hərəkət sürətlərinin azalması müşahidə edilir.