Vi lever i bunden af et usynligt hav kaldet atmosfæren, et lag af gasser, der omgiver vores planet. Nitrogen og ilt tegner sig for 99 procent af gasserne i tør luft, med argon, kuldio .id, helium, neon og andre gasser, der udgør små portioner. Vanddamp og støv er også en del af Jordens atmosfære. Andre planeter og måner har meget forskellige atmosfærer, og nogle har slet ingen atmosfærer.,
atmosfæren er så spredt ud, at vi næppe bemærker det, men dens vægt er lig med et lag vand mere end 10 meter (34 fod) dybt, der dækker hele planeten. De nederste 30 kilometer (19 miles) af atmosfæren indeholder omkring 98 procent af dens masse. Atmosfæren-luft-er meget tyndere i store højder. Der er ingen atmosfære i rummet.
forskere siger, at mange af gasserne i vores atmosfære blev kastet ud i luften af tidlige vulkaner. På det tidspunkt ville der have været lidt eller ingen fri ilt omkring Jorden., Frit ilt består af iltmolekyler, der ikke er bundet til et andet element, som kulstof (til dannelse af kuldio .id) eller hydrogen (til dannelse af vand).
fri ilt kan være blevet tilsat til atmosfæren af primitive organismer, sandsynligvis bakterier, under fotosyntese. Fotosyntese er den proces, en plante eller anden autotroph bruger til at fremstille mad og ilt fra kuldio .id og vand. Senere tilføjede mere komplekse former for planteliv mere ilt til atmosfæren. Ilt i dagens atmosfære tog sandsynligvis millioner af år at akkumulere.,
atmosfæren fungerer som et gigantisk filter, der holder mest ultraviolet stråling ud, mens solens varmestråler slipper ind. Ultraviolet stråling er skadelig for levende ting, og det er det, der forårsager solbrændinger. Solvarme er derimod nødvendig for alt liv på jorden.
Jordens atmosfære har en lagdelt struktur. Fra jorden mod himlen er lagene troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og e .osfæren. Et andet lag, kaldet ionosfæren, strækker sig fra mesosfæren til eksosfæren. Ud over eksosfæren er det ydre rum., Grænserne mellem atmosfæriske lag er ikke klart defineret, og ændre sig afhængigt af breddegrad og sæson.
troposfæren
troposfæren er det laveste atmosfæriske lag. I gennemsnit strækker troposfæren sig fra jorden til omkring 10 kilometer (6 miles) høj, lige fra omkring 6 kilometer (4 miles) ved polerne til mere end 16 kilometer (10 miles) ved ækvator. Toppen af troposfæren er højere om sommeren end om vinteren.
næsten alt vejr udvikler sig i troposfæren, fordi det indeholder næsten hele atmosfærens vanddamp., Skyer, fra lavtliggende tåge til tordenhoved til cirrus i høj højde, dannes i troposfæren. Luftmasser, områder med højtryks-og lavtrykssystemer, bevæges af vind i troposfæren. Disse vejrsystemer fører til daglige vejrændringer såvel som sæsonbestemte vejrmønstre og klimasystemer, såsom El Nino.
luft i troposfæren tynder, når højden stiger. Der er færre iltmolekyler øverst på Mount Everest, Nepal, for eksempel, end der er på en strand på Ha .aii. Derfor bruger bjergbestigere ofte beholdere med ilt, når de klatrer høje toppe., Tynd luft er også grunden til, at helikoptere har svært ved at manøvrere i store højder. Faktisk kunne en helikopter ikke lande på Mount Everest før i 2005.
når luften i troposfæren tynder, falder temperaturen. Dette er grunden til bjergtoppe er normalt meget koldere end dalene nedenunder. Forskere plejede at tro, at temperaturen fortsatte med at falde, da højden steg ud over troposfæren. Men data indsamlet med vejrballoner og raketter har vist, at dette ikke er tilfældet. I den nedre stratosfære forbliver temperaturen næsten konstant., Når højden stiger i stratosfæren, stiger temperaturen faktisk.
solvarme trænger let ind i troposfæren. Dette lag absorberer også varme, der reflekteres tilbage fra jorden i en proces kaldet drivhuseffekten. Drivhuseffekten er nødvendig for livet på jorden. Atmosfærens mest udbredte drivhusgasser er kuldio .id, vanddamp og metan.
hurtigt bevægende Vind i høj højde kaldet jetstrømme hvirvler rundt om planeten nær troposfærens øvre grænse. Jetstrømme er ekstremt vigtige for luftfartsindustrien., Fly sparer tid og penge ved at flyve i jetstrømme i stedet for den nedre troposfære, hvor luften er tykkere.
stratosfæren
troposfæren har en tendens til at ændre sig pludseligt og voldsomt, men stratosfæren er rolig. Stratosfæren strækker sig fra tropopausen, troposfærens øvre grænse, til omkring 50 kilometer (32 miles) over jordens overflade.
stærke vandrette vinde blæser i stratosfæren, men der er lidt turbulens. Dette er ideelt til fly, der kan flyve i denne del af atmosfæren. stratosfæren er meget tør, og skyer er sjældne., De, der danner, er tynde og skarpe. De kaldes nacreous skyer. Nogle gange kaldes de perlemorskyer, fordi deres farver ligner dem inde i en bløddyrskal.
stratosfæren er afgørende for livet på jorden, fordi den indeholder små mængder o .on, en form for ilt, der forhindrer skadelige UV-stråler i at nå jorden. Regionen inden for stratosfæren, hvor denne tynde skal af O .on findes, kaldes o .onlaget. Stratosfærens o .onlag er ujævnt og tyndere i nærheden af polerne. Mængden af O .on i Jordens atmosfære falder støt., Forskere har knyttet brug af kemikalier såsom chlorfluorcarboner (CFC ‘ er) til O .onnedbrydning.
mesosfæren
mesosfæren strækker sig fra stratopausen (stratosfærens øvre grænse) til omkring 85 kilometer (53 miles) over jordens overflade. Her begynder temperaturerne igen at falde.
mesosfaeren har de koldeste temperaturer i atmosfæren, dypning så lavt som -120 grader Celsius (-184 grader Fahrenheit, eller 153 kelvin). Mesosfæren har også atmosfærens højeste skyer. I klart vejr kan du nogle gange se dem som sølvfarvede wisisps umiddelbart efter solnedgang., De kaldes noctilucent skyer eller natskinnende skyer. Mesosfæren er så kold, at noctilucent skyer faktisk er frosne vanddamp—isskyer.
Shooting stars—den brændende udbrænding af meteorer, støv og klipper fra det ydre rum—er synlige i mesosfæren. De fleste stjerneskud er på størrelse med et sandkorn og brænder op, før de kommer ind i stratosfæren eller troposfæren. Men nogle meteorer er størrelsen af småsten eller endda sten., Deres ydre lag brænder, når de løber gennem mesosfæren, men de er massive nok til at falde gennem den nedre atmosfære og gå ned til jorden som meteoritter.
mesosfæren er den mindst forståede del af Jordens atmosfære. Det er for højt til fly eller vejrballoner at fungere, men for lavt til rumfartøjer. Raketsonder, der har givet meteorologer og astronomer deres eneste væsentlige data om denne vigtige del af atmosfæren. Lydraketter er ubemandede forskningsinstrumenter, der indsamler data under sub-orbitalflyvninger.,
måske fordi mesosfæren er så lidt forstået, er den hjemsted for to meteorologiske mysterier: sprites og alver. Sprites er rødlige, lodrette elektriske udladninger, der vises højt over thunderheads, i den øvre stratosfære og mesosfæren. Elver er svage, haloformede udledninger, der vises endnu højere i mesosfæren.ionosfæren strækker sig fra den øverste halvdel af mesosfæren helt til eksosfæren. Dette atmosfæriske lag leder elektricitet.
ionosfæren er opkaldt efter ioner skabt af energiske partikler fra sollys og det ydre rum., Ioner er atomer, hvor antallet af elektroner ikke svarer til antallet af protoner, hvilket giver atomet en positiv (færre elektroner end protoner) eller negativ (flere elektroner end protoner) ladning. Ioner er skabt som kraftfulde røntgenstråler og UV-stråler banke elektroner off atomer.ionosfæren—et lag af frie elektroner og ioner-afspejler radiobølger. Guglielmo Marconi, som “Faderen af Trådløse,” hjalp med at bevise dette i 1901, da han sendte et radio signal fra Cornwall, England, til St. John ‘ s, Newfoundland, Canada., Marconis eksperiment viste, at radiosignaler ikke rejste i en lige linje, men sprang ud af et atmosfærisk lag—ionosfæren.
ionosfæren er opdelt i forskellige lag, kaldet D, E, F1 og F2 lag. Som alle andre dele af atmosfæren varierer disse lag med sæson og breddegrad. Ændringer i ionosfæren sker faktisk dagligt. Det lave D-lag, der absorberer højfrekvente radiobølger, og E-laget forsvinder faktisk om natten, hvilket betyder, at radiobølger kan nå højere ind i ionosfæren., Derfor kan AM-radiostationer udvide deres rækkevidde med hundreder af kilometer hver nat.ionosfæren reflekterer også partikler fra solvinden, strømmen af stærkt ladede partikler, der udstødes af solen. Disse elektriske skærme skaber auroras (lysskærme) kaldet De Nordlige og sydlige lys.
termosfæren
termosfæren er det tykkeste lag i atmosfæren. Kun de letteste gasser-for det meste ilt, helium og brint—findes her.,
termosfæren strækker sig fra mesopausen (mesosfærens øvre grænse) til 690 kilometer (429 miles) over jordens overflade. Her absorberer tyndt spredte molekyler af gas røntgenstråler og ultraviolet stråling. Denne absorptionsproces driver molekylerne i termosfæren til store hastigheder og høje temperaturer. Temperaturer i termosfæren kan stige til 1.500 grader Celsius (2.732 grader Fahrenheit eller 1.773 kelvin).
selvom temperaturen er meget høj, er der ikke meget varme. Hvordan er det muligt?, Varme skabes, når molekyler bliver ophidsede og overfører energi fra et molekyle til et andet. Varme sker i et område med højt tryk (tænk på vand, der koger i en gryde). Da der er meget lidt tryk i termosfæren, er der lidt varmeoverførsel.
Hubble-rumteleskopet og Den Internationale Rumstation (ISS) kredser om jorden i termosfæren. Selvom termosfæren er det næsthøjeste lag af Jordens atmosfære, satellitter, der opererer her, er i “lav jordbane.,”
eksosfæren
det svingende område mellem termosfæren og eksosfæren kaldes turbopausen. Det laveste niveau af e .osfæren kaldes e .obasen. Ved den øvre grænse af eksosfæren smelter ionosfæren sammen med interplanetært rum eller rummet mellem planeter.
eksosfæren udvider sig og trækker sig sammen, når den kommer i kontakt med solstorme. I solstorme bliver partikler kastet gennem rummet fra eksplosive begivenheder på solen, såsom soludbrud og koronale masseudsprøjtninger (CME ‘ er).,
solstorme kan presse eksosfæren til kun 1.000 kilometer (620 miles) over jorden. Når solen er rolig, kan eksosfæren strække sig 10.000 kilometer (6,214 miles).
Hydrogen, det letteste element i universet, dominerer den tynde atmosfære i eksosfæren. Kun spormængder af helium, kuldio .id, ilt og andre gasser er til stede.mange vejrsatellitter kredser om jorden i eksosfæren. Den nedre del af e .osfæren inkluderer kredsløb med lav jord, mens medium jordbane er højere i atmosfæren.,
den øvre grænse af eksosfæren er synlig i satellitbilleder af jorden. Kaldet geocorona, det er den Fu..y blå belysning, der cirkler jorden.
udenjordiske atmosfærer
alle planeterne i vores solsystem har atmosfærer. De fleste af disse atmosfærer er radikalt forskellige fra Jordens, selvom de indeholder mange af de samme elementer.
solsystemet har to hovedtyper af planeter: terrestriske planeter (Merkur, Venus, Jorden og Mars) og gasgiganter (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun).,
atmosfærerne i de jordiske planeter er noget der ligner jordens. Merkurs atmosfære indeholder kun en tynd eksosfære domineret af hydrogen, helium og ilt. Venus ‘ atmosfære er meget tykkere end Jordens, hvilket forhindrer et klart billede af planeten. Dens atmosfære er domineret af kuldio .id, og funktioner hvirvlende skyer af svovlsyre. Atmosfæren på Mars domineres også af kuldio .id, selvom den i modsætning til Venus er ret tynd.
gasgiganter er sammensat af gasser. Deres atmosfære er næsten udelukkende hydrogen og helium., Tilstedeværelsen af metan i atmosfærerne i Uranus og Neptun giver planeterne deres lyse blå farve.
i de lavere atmosfærer af Jupiter og Saturn danner skyer af vand, ammoniak og hydrogensulfid klare bånd. Hurtige vinde adskiller lysfarvede bånd, kaldet bandsoner, fra mørkfarvede bånd, kaldet bælter. Andre Vejrfænomener, såsom cykloner og lyn, skaber mønstre i zonesoner og bælter. Jupiters store røde plet er en århundreder gammel cyklon, der er den største storm i solsystemet.
månerne på nogle planeter har deres egne atmosfærer., Saturns største måne, Titan, har en tyk atmosfære lavet hovedsagelig af nitrogen og metan. Den måde sollys bryder op metan i Titans ionosfære hjælper med at give månen en orange farve.
De fleste himmellegemer, inklusive alle asteroiderne i asteroidebæltet og vores egen måne, har ikke atmosfærer. Manglen på en atmosfære på Månen betyder, at den ikke oplever vejr. Uden vind eller vand for at erodere dem har mange kratere på Månen været der i hundreder og endda tusinder af år.,
den måde, en himmellegemets atmosfære er struktureret på, og hvad den er lavet af, tillader astrobiologer at spekulere i, hvilken slags liv planeten eller månen kan være i stand til at støtte. Atmosfærer, derefter, er vigtige markører i rumforskning.
En planet eller månens atmosfære skal indeholde specifikke kemikalier for at understøtte livet, som vi kender det. Disse kemikalier omfatter hydrogen, o .ygen, nitrogen og carbon. Selvom Venus, Mars og Titan har lignende atmosfæriske gasser, er der ingen steder i solsystemet udover jorden med en atmosfære, der er i stand til at understøtte livet., Venus ‘atmosfære er alt for tyk, Mars’ alt for tynd, og Titan er alt for koldt.