Жизнь на планете Земля невозможна без атмосферы, газами которой дышат все живые существа, включая человека. Эта воздушная оболочка состоит из нескольких слоев, наиважнейшим и наиболее изученным из которых является тропосфера. Ее значение очень велико, ведь именно тут протекает жизнь людей и большинства живых существ, а также сосредоточен практически весь атмосферный воздух. Что такое тропосфера, и какие в ней происходят явления?
Определение тропосферы: расположение и особенности
Тропосфера – атмосфера Земли, самый нижний воздушный слой, в котором существует растительный и животный мир, в том числе и человек. Она расположена между поверхностью планеты и стратосферой. Между ними находится тропопауза – переходный слой.
В тропосфере сосредоточено 80% всего атмосферного воздуха, притом свыше 50% пригодного для дыхания находится до пяти километров над землей. По этой причине на этом уровне нетренированному человеку становится тяжело дышать.
При относительно небольшой высоте данного слоя на него очень влияют процессы, происходящие на земле. Это отдача в атмосферу тепловой энергии Земли, а также влаги и взвесей (пыль, морская соль, споры растений и так далее). Здесь находится почти весь пар, формируются облака, несущие дождь, снег и град и возникает ветер.
Физические параметры
Высота, состав и температура тропосферы, а также влажность и давление являются ее важнейшими физическими параметрами.
Высота рассматриваемого слоя равна:
- над полюсами 8-12 километров;
- в средних широтах 10-12 км;
- на экваторе примерно 18 км.
В данном интервале осуществляется непрерывное движение потоков воздуха, которые могут перемещаться как по горизонтали, так и по вертикали. Как видно, толщина уменьшается по направлению от экватора к полюсам.
Состав атмосферного газа не изменяется и представлен кислородом и азотом. Давление и плотность воздуха, а также концентрация в нем влаги с высотой уменьшаются. Водяные пары появляются вследствие улетучивания жидкости из морей и океанов.
Воздух меняется с высотой: охлаждается и становится более разреженным. Температура убывает со скоростью 0,65 град/100 метров и достигает у верхней границы тропосферы -55°. Остановка понижения температуры и служит верхней границей этого слоя. Таким образом, с повышением температура постепенно уменьшается, а воздух нагревается от земли (снизу – вверх).
Парниковый эффект
Приземный слой атмосферы является средой обитания людей, флоры и фауны. Тут наиболее слабый ветер и повышенная влажность, содержится большое количество пыли, летающих микроорганизмов и различных взвешенных частиц.
Лучи Солнца без труда проходят сквозь воздух и нагревают почву. Излучаемая землей теплота аккумулируется в тропосфере, а углекислый газ, метан и пары воды удерживают тепло. Такой процесс нагревания земли и воздуха и задержки тепла в тропосфере получил название парниковый эффект.
В последние десятилетия мировое сообщество обеспокоено данной проблемой, так как она приводит к глобальному потеплению климата. Зная, какие явления происходят в тропосфере, человечество может попробовать уменьшить негативное воздействие на окружающую среду, в том числе и на атмосферу.
Характерные явления
Тема «Какие явления происходят в тропосфере» – 6 класс школьной программы. Именно в средней школе у учеников появляется понимание того, что тропосфера – крайне важный атмосферный слой, в котором образуются и происходят природные явления, влияющие на существование людей и иных живых организмов. Поэтому этот слой атмосферы внимательно изучается мировыми специалистами. Именно в тропосфере бывают различные погодные изменения, за которыми наблюдают, помимо всего прочего, посредством метеостанций и метеозондов.
Привычные для данной области процессы представлены образованием ветров, облаков и осадков. Кроме того, случаются грозы, туманы, пыльные бури и метели. Реже случаются катастрофические явления: наводнения, ураганы и иные погодные аномалии.
То, какие явления происходят в тропосфере, можно рассмотреть на примере обычной росы, которая образуется в теплое время года в утренние часы. При похолодании вместо нее появляется тончайший слой кристалликов льда.
При остывании почвы начинается охлаждение приземного слоя воздуха. Контактируя с верхней прослойкой грунта, присутствующий в тропосфере водяной пар начинает конденсироваться и появляется роса. Скорость ее возникновения прямо пропорциональна понижению температуры почвы. Самая обильная роса возникает в тропическом поясе, поскольку там очень большая влажность и длительность ночей, в течение которых происходит активное охлаждение земной поверхности. Вследствие этого, утренняя влага конденсируется весьма интенсивно.
Также, характерное метеорологическое явление – это туман: скопление продуктов конденсата у поверхности земли. Он возникает в результате контакта охлажденного воздуха с теплым. Важно, что относительная влажность воздуха должна быть очень высокой – более 85%.
Движение воздушных масс
Среди явлений, какие происходят в тропосфере, одним из самых обычных можно назвать ветер – поток воздуха, быстро движущийся вдоль земной поверхности. Источник появления ветра заключается в неравномерном распределении атмосферного давления. Когда скорость воздушных потоков усиливается, могут образовываться смерчи, торнадо и ураганы.
Колоссальные объёмы воздуха тропосферы, которые обладают одинаковыми характеристиками, называются воздушными массами. Они зависимы от участков, где формируются. При передвижении воздушные массы длительное время не меняют свои характеристики. Соприкасаясь, разные потоки воздуха вступают друг с другом в реакции. Эти две особенности предопределяют погодные условия в различных местностях. Воздействие воздушных потоков друг на друга порождает появление в вышине движущихся атмосферных вихрей – циклонов и антициклонов.
Циклоном называется огромный вихрь с низким атмосферным давлением в центре. Диаметр циклона может достигать нескольких тысяч километров. При циклоне обычно ненастье с сильными ветрами и осадками. Антициклон — это гигантский вихрь с высоким атмосферным давлением, несущий хорошую погоду: мало облаков, небольшой ветер, без осадков.
Опасные атмосферные явления
Какие явления происходят в тропосфере можно рассмотреть также на примере опасных погодных феноменов. Опасность заключается в том, что они могут нанести значительный ущерб аграрным угодьям, благополучию стран и природной среде в целом. Кроме того, стихийные бедствия угрожают жизни и здоровью людей и животных.
Например, опасным атмосферным феноменом является гроза. Это явление, при котором среди облаков или между тучей и поверхностью земли появляются электрические разряды — молнии, сопровождаемые громом.
Молния – это искровой разряд электричества, скопившийся в воздухе. Гром же образуется в результате процесса, когда очень нагретый и моментально расширяющийся около молнии воздух провоцирует рождение звуковых волн. Отражаясь от разных препятствий (туч и объектов на земле), эти волны создают эхо – громовой раскат. Обычно гроза возникает в массивных кучевых облаках и опасна сильным ливнем, градом, штормовым усилением ветра, молниями.
Радуга
В природе существуют не только опасные атмосферные явления, но и красивые, радующие глаз феномены. Например, радуга – явление, которое можно увидеть при озарении Солнцем большого количества дождинок. Она кажется наблюдателю многоцветной дугой или окружностью, в которой присутствуют семь цветов, постепенно перетекающих друг в друга. Причиной радуги является солнечный свет, разложенный на компоненты.
Радугу можно заметить, если вместе с дождем светит солнце. Но нужно оказаться точно между солнцем и дождем, причем небесное светило должно быть сзади, а дождь впереди. В одно и то же время увидеть солнце и радугу не получится. Интенсивность красок и размер полос семицветного чуда обуславливаются величиной и численностью водяных капель. Чем больше капли, тем радуга уже и ярче. Поэтому после грозы с дождем появляется яркая и узкая радуга.
