АТМОСФЕРА

АТМОСФЕРА, газообразная (воздушная) оболочка, окружающая земной шар. Состав её по объёму в нижних слоях след.: асота 78,03%, кислорода 20,99%, аргона 0,94%, угольной кислоты 0,03%, незначительные количества водорода, неона и гелия (ок. 0,0004-0,0012%) и следы криптона и ксенона. Кроме перечисленных газов, входящих в состав А. в постоянных количествах, в ней находятся в переменных количествах: озон, аммиак, окислы азота, радиоактивные эманации радия, тория, актиния. В А. находится вода в парообразном, жидком и твёрдом состоянии (капли и ледяные кристаллы образующие облака). Количество водяного пара в А. меняется в больших пределах, от 0 до 4% по объёму, в зависимости от темп-ры воздуха и от местности. В жаркую погоду вблизи моря количество водяного пара увеличивается, в полярных обл. при низкой темп-ре уменьшается. В А. находятся и твёрдые тела: пыль разнообразного состава и происхождения, частицы дыма, вулканический пепел. Количество твёрдых частиц в А. измеряется в мг на 1 м³ воздуха или числом пылинок в 1 см³. Запылённость А. меняется также в больших пределах; от 1 тыс. пылинок в открытом океане, 3 - 5 тыс. в горах-до неск. десятков и сотен тыс. в больших городах.

Важнейшие физ. свойства атмосферного воздуха. Плотность воздуха при темп-ре 0° и давлении в 760 мм равна 0,00129305. Вес 1 м3 воздуха при тех же условиях и нормальной силе тяжести (на широте 45°) 1,29305 кг. Плотность воздуха в 14,3875 раза больше плотности водорода. Коэф-т расширения воздуха при давлении в 760 мм и темп-ре в пределах от 0 до 100° равен 0,00367. Теплоёмкость воздуха: объёмная 0,000308, удельная при постоянном давлении 0,241. Теплопроводность 0,000055 (меньше ¹/₃₀₀₀ теплопроводности железа), температуропроводность (скорость распространения амплитуды колебаний темп-ры в спокойном воздухе) почти та же, что и у железа. Прозрачность А. весьма велика. Присутствие частиц пыли и воды обусловливает её помутнение и вызывает различные оптические явления в А. - венцы и круги вокруг солнца, луны и планет. Голубой цвет неба обусловливается рассеиванием света частицами воздуха. Чем чище воздух, тем интенсивнее синева неба. С помутнением воздуха и увеличением размеров плавающих в воздухе частиц окраска неба приобретает более белесоватый оттенок. А. обладает избирательным поглощением. Всего сильнее она поглощает ультрафиолетовую и фиолетовую части спектра, меньше - красную часть. Поэтому при восходе и закате солнца, лучи к-рого проходят в это время через большую толщу А., чем в дневные часы, небо окрашивается в оранжево-красные тона.

Исследование верхних слоев А. до высоты примерно 22 000 м производится при полётах на аэропланах и аэростатах. В более высокие слои поднимались аэростаты без наблюдателей, с автоматически работающими приборами - шары-зонды и радиозонды. Наблюдения показали, что состав воздуха на достигнутых человеком высотах в отношении постоянных газов тот же, что и у поверхности земли.

Изучение спектров полярных сияний показало, что составными частями воздуха в более высоких слоях до уровня 100 км являются молекулярный азот и кислород с примесями озона, а на больших высотах - атомного кислорода. В слоях выше 100 км имеются нейтральные и положительно заряженные молекулы азота, а также атомный кислород. На выс. больше 200 км преобладает атомный азот, водорода не обнаружено (проф. Оболенский).

Верхняя граница А. резко не определяется. Судя по измерениям выс. сев. сияния, А. простирается в выс. до 500 - 700 км.

Плотность воздуха с выс. уменьшается, а темп-ра понижается. На вые. ок. 10 км прекращается понижение темп-ры, и выше она держится б. или м. постоянной - ок. 53 - 55° ниже нуля. Наблюдения показывают, что все явления погоды - образование облаков, выпадение осадков, восходящие и нисходящие движения воздуха - происходят в нижнем слое А. выс. до 10,5 км. Этот слой называется тропосферой. В более высоких слоях - в стратосфере - таких явлений нe наблюдается. Граница между тропосферой и стратосферой - тропопауза - неск. меняет свою выс. в зависимости от времени года и широты местности.

Изучению стратосферы уделяют большое внимание. Вследствие небольшой плотности воздуха в стратосфере сопротивление его движению самолётов намного меньше, чем на небольших высотах, что обусловливает значительно большую скорость полёта.

Огромное значение имеют постоянные воздушные течения в А. Они вызывают все изменения погоды (см.).Общая циркуляция А. вызывается неравномерным нагреванием поверхности земного шара солнечными лучами. В экваториальной зоне они падают более отвесно и сильно нагревают земную поверхность. Чем ближе к полюсам, тем более наклонно падают лучи и тем слабее нагревают землю. Сильно нагретый в экваториальной зоне воздух поднимается вверх и растекается по направлению к полюсам. В силу отклоняющего действия вращения земли экваториальный воздушный поток, первоначально имевший направление к полюсам, постепенно отклоняется к В. и на широте тропиков переходит в постоянный зап. поток. Вновь поступающие с экватора воздушные массы накапливаются в тропиках, вследствие чего на поверхности земли в этой зоне атмосферное давление повышается (см. Атмосферное давление). Из этой зоны повышенного давления воздух внизу растекается частью к экватору, частью в более высокие широты. Так. обр., между экватором и тропиками создаётся след. постоянная циркуляция воздуха: восходящий поток у экватора, отток его к тропикам, нисходящее движение (опускание) в тропиках и возвращение от тропиков к экватору. Эти постоянные воздушные течения называются: нижние - пассатами, верхние - антипассатами. В сев. полушарии пассат - с.-в. ветер, антипассат - ю.-з. В юж. полушарии пассат - ю.-в. ветер, антипассат - с.-в. ветер. В более высоких широтах наблюдается др. система циркуляции: отток воздуха от тропической обл. высокого давления в более высокие широты и приток воздуха из полярных обл., обусловленный более высоким давлением в полярных обл., по сравнению со ср. широтами (вследствие низких темп-р в полярных обл. воздух выхолаживается, становится более плотным, что и вызывает более высокое давление его на поверхности земли). Общую циркуляцию А. нарушает сезонная циркуляция, вызываемая различным нагреванием суши и моря зимой и летом. Летом материки нагреваются сильнее моря, поэтому над ними устанавливается пониженное давление, а море нагревается слабее, давление над ним выше. Вследствие этого от обл. более высокого давления направляется поток воздуха в обл. более низкого давления - с моря на материк (летний муссон). В зимнее время явление имеет обратный характер: ветер дует с более холодного материка к тёплому морю (зимний муссон).

Муссоны особенно сильно развиты в Индии, а в СССР - на Дальнем Востоке.

С. Небольсин

Литература: Мальченко Е., Общая метеорология, Д., 1947.

Источники:

1. Сельскохозяйственная энциклопедия. Т. 1 (А - Е)/ Ред. коллегия: П. П. Лобанов (глав ред) [и др.]. Издание третье, переработанное - М., Государственное издательство сельскохозяйственной литературы, 1949, с. 620