elämme alareunassa näkymätön ocean kutsutaan ilmakehän kerros kaasut ympärillä planeettamme. Typen ja hapen osuus on 99 prosenttia kaasuja kuiva ilma, argon, hiilidioksidi, helium, neon, ja muut kaasut muodostavat minuutin annoksina. Vesihöyry ja pöly kuuluvat myös maan ilmakehään. Muilla planeetoilla ja kuilla on hyvin erilaiset ilmakehät, ja joillakin ei ole lainkaan ilmakehiä.,
ilmakehä on niin levittäytynyt, että tuskin huomaamme sitä, mutta sen paino on yhtä suuri kuin yli 10 metriä syvä vesikerros, joka peittää koko planeetan. Ilmakehän alimmassa 30 kilometrissä on noin 98 prosenttia sen massasta. Ilmakehä-ilma-on paljon ohuempaa korkealla. Avaruudessa ei ole ilmakehää.
tutkijoiden mukaan varhaiset tulivuoret sinkosivat ilmaan monia ilmakehämme kaasuista. Silloin maan ympärillä olisi ollut vain vähän tai ei lainkaan vapaata happea., Vapaa happi koostuu happea ei ole kiinnitetty toinen elementti, kuten hiilidioksidin (muodostaen hiilidioksidia) tai vety (muodostaa vettä).
vapaa happi on saattanut lisätä ilmakehään alkeellisia eliöitä, todennäköisesti bakteereja, fotosynteesin aikana. Fotosynteesi on prosessi, kasvi tai muu autotroph käyttää tehdä ruokaa ja happea, hiilidioksidia ja vettä. Myöhemmin monimutkaisemmat kasvilajit lisäsivät ilmakehään lisää happea. Tämän päivän ilmakehän hapen kertymiseen kului todennäköisesti miljoonia vuosia.,
ilmakehä toimii kuin valtava suodatin, joka pitää eniten uv-säteilyn, kun kerroit auringon lämmittävä säteily. Ultraviolettisäteily on haitallista elollisille, ja se aiheuttaa auringonpolttamia. Aurinkolämpö taas on välttämätön kaikelle elämälle maapallolla.
Maan ilmakehässä on kerroksellinen rakenne. Maasta kohti taivasta, kerrokset ovat otsonia stratosfäärissä, mesosphere, thermosphere, ja exosphere. Toinen kerros, jota kutsutaan ionosfäärin, ulottuu mesosphere, että exosphere. Exosfäärin takana on ulkoavaruus., Ilmakehän kerrosten välisiä rajoja ei ole määritelty selkeästi, ja ne muuttuvat leveysasteesta ja vuodenajasta riippuen.
troposfääri
troposfääri on alin ilmakehän kerros. Keskimäärin troposfääri ulottuu maasta noin 10 km (6 mailia) korkea, vaihdellen noin 6 km (4 mailin) napojen yli 16 km (10 mailia) Päiväntasaajalla. Troposfäärin huippu on kesällä korkeampi kuin talvella.
troposfäärissä kehittyy lähes koko sää, koska se sisältää lähes kaiken ilmakehän vesihöyryn., Troposfäärissä muodostuu pilviä matalasta sumusta ukkospilviin ja korkeaan cirrukseen. Troposfäärin tuulet liikuttavat ilmamassoja, korkeapaineen ja matalapaineen alueita. Nämä sää järjestelmät johtaa päivittäin sään muutokset sekä vuodenaikojen sääolosuhteista ja ilmasto-järjestelmissä, kuten El Nino.
troposfäärin ilma ohenee korkeuden kasvaessa. Esimerkiksi Nepalin Mount Everestin huipulla on vähemmän happimolekyylejä kuin Havaijin rannalla. Siksi vuorikiipeilijät käyttävät usein happisäiliöitä korkeille huipuille kiivetessään., Ohut ilma on myös syy siihen, miksi helikoptereilla on vaikeuksia liikkua korkealla. Helikopteri pääsi laskeutumaan Mount Everestille vasta vuonna 2005.
troposfäärin ilman ohentuessa lämpötila laskee. Siksi vuorenhuiput ovat yleensä paljon kylmempiä kuin alla olevat laaksot. Tutkijat ajattelivat, että lämpötila laski jatkuvasti, kun korkeus kasvoi troposfäärin ulkopuolella. Sääpalloilla ja raketeilla kerätyt tiedot ovat kuitenkin osoittaneet, että näin ei ole. Alemmassa stratosfäärissä lämpötila pysyy lähes vakiona., Kun korkeus nousee stratosfäärissä, lämpötila itse asiassa nousee.
auringon lämpö tunkeutuu troposfääriin helposti. Tämä kerros myös imee lämpöä, joka heijastuu takaisin maasta prosessissa kutsutaan kasvihuoneilmiö. Kasvihuoneilmiö on välttämätön maapallon elämälle. Ilmakehän runsaimmat kasvihuonekaasut ovat hiilidioksidi, vesihöyry ja metaani.
Nopea-liikkuva, korkeilla tuulet kutsutaan jet-syötteeseen pyöritä ympäri planeettaa lähellä ylemmän rajan troposfäärin. Suihkuvirtaukset ovat lentoliikenteelle äärimmäisen tärkeitä., Lentokoneet säästävät aikaa ja rahaa lentämällä suihkuvirtauksissa alemman troposfäärin sijaan, jossa ilma on paksumpaa.
stratosfääri
troposfääri pyrkii muuttumaan äkillisesti ja rajusti, mutta stratosfääri on rauhallinen. Stratosfääri ulottuu tropopaussista, troposfäärin ylärajasta, noin 50 kilometriä maanpinnan yläpuolelle.
stratosfäärissä puhaltavat voimakkaat vaakatuulet, mutta turbulenssia on vähän. Tämä on ihanteellinen lentokoneille, jotka voivat lentää tässä osassa ilmakehää.
stratosfääri on hyvin kuiva ja pilvet harvinaisia., Ne, jotka muodostavat ovat ohuita ja wispy. Niitä kutsutaan nacreous pilviksi. Joskus niitä kutsutaan helmiäispilviksi,koska niiden värit näyttävät nilviäisten kuoren sisältä.
stratosfääri on tärkeä elämälle maapallolla, koska se sisältää pieniä määriä otsonia, eräänlaista happea, joka estää haitallisten UV-säteiden pääsyn maahan. Stratosfäärin aluetta, jossa tätä ohutta otsonikerrosta esiintyy, kutsutaan otsonikerrokseksi. Stratosfäärin otsonikerros on epätasainen ja napojen lähellä ohuempi. Otsonin määrä maan ilmakehässä vähenee tasaisesti., Tutkijat ovat yhdistäneet kloorifluorihiilivetyjen (CFC) kaltaisten kemikaalien käytön otsonikatoon.
Voimalla
mesosphere ulottuu stratopause (ylempi rajan stratosphere) noin 85 km (53 km) yläpuolella Maapallon pinta-alasta. Täällä lämpötilat alkavat taas laskea.
mesosphere on kylmin lämpötila ilmakehässä, kastamalla niinkin alhainen kuin -120 astetta (-184 astetta Fahrenheit, tai 153 kelvin). Mesosfäärissä on myös ilmakehän korkeimmat pilvet. Kirkkaalla säällä niitä voi joskus nähdä hopeanhohtoisina viisuina heti auringonlaskun jälkeen., Niitä kutsutaan noctilucent pilvet, tai yöllä hohtavat pilvet. Mesosphere on niin kylmä, että noctilucent pilvet ovat todella jäädytetty vesi-höyry—ice pilviä.
tähdenlennot—meteorien, pölyn ja ulkoavaruudesta tulevien kivien tulinen loppuunpalaminen-näkyvät mesosfäärissä. Useimmat tähdenlennot ovat hiekanjyvän kokoisia ja palavat ennen stratosfääriin tai troposfääriin pääsyä. Jotkin meteoriitit ovat kuitenkin pikkukivien tai jopa kivenlohkareiden kokoisia., Uloimmat kerrokset polttaa, koska ne rodun kautta mesosphere, mutta ne ovat massiivisia tarpeeksi laskevan läpi alempaan ilmakehään ja kaatuu Maahan kuin meteoriitit.
mesosfääri on vähiten ymmärretty osa maan ilmakehää. Se on liian korkea ilma-tai sääpalloille, mutta liian matala avaruusaluksille. Luotainraketit ovat antaneet meteorologeille ja tähtitieteilijöille ainoat merkittävät tiedot tästä tärkeästä osasta ilmakehää. Luotainraketit ovat miehittämättömiä tutkimusinstrumentteja, jotka keräävät dataa kehälentojen aikana.,
ehkä siksi, että mesosfääriä on niin vähän ymmärretty, siellä on kaksi meteorologista mysteeriä: spritejä ja haltioita. Spritet ovat punertava, pystysuora sähkö päästöt, jotka näkyvät korkealla thunderheads, ylä stratosphere ja mesosphere. Tontut ovat himmeitä, halon muotoisia purkauksia, jotka näkyvät mesosfäärissä vieläkin korkeammalla.
Ionosfäärin
ionosfääri ulottuu yläosassa mesosphere aina exosphere. Tämä ilmakehän kerros johtaa sähköä.
ionosfääri on saanut nimensä ioneista, jotka syntyvät auringon ja ulkoavaruuden energisistä hiukkasista., Ionit ovat atomeja, joissa elektronien lukumäärä ei ole sama määrä protoneja, jolloin atomin positiivinen (vähemmän elektroneja kuin protoneja) tai negatiivinen (enemmän elektroneja kuin protoneja) maksutta. Ioneja syntyy, kun voimakkaat röntgensäteet ja UV-säteet pudottavat elektroneja atomeilta.
ionosfääri-vapaiden elektronien ja ionien kerros-heijastaa radioaaltoja. Guglielmo Marconi,” Wirelessin isä”, auttoi todistamaan tämän vuonna 1901, kun hän lähetti radiosignaalin Cornwallista Englannista St. John ’ siin Newfoundlandiin Kanadaan., Marconin koe osoitti, että radiosignaalit eivät kulkeneet suorassa linjassa, vaan kimposivat ilmakehän kerroksesta—ionosfääristä.
ionosfäärissä on jaettu eri kerrosta, nimeltään D, E, F1 ja F2-kerroksiin. Kuten kaikki muutkin ilmakehän osat, nämä kerrokset vaihtelevat vuodenajan ja leveysasteen mukaan. Muutokset ionosfäärissä tapahtuvat itse asiassa päivittäin. Matala D-kerros, joka absorboi korkeataajuisia radioaaltoja, ja E-kerros itse asiassa katoaa yöllä, jolloin radioaallot voivat nousta korkeammalle ionosfääriin., Siksi AM – radioasemat voivat laajentaa kantamaansa sadoilla kilometreillä joka yö.
ionosfääri heijastaa myös aurinkotuulen hiukkasia, auringon työntämien voimakkaasti varautuneiden hiukkasten virtaa. Nämä sähkö-näytöt luovat revontulia (valo näyttää) kutsutaan Pohjois-ja Etelä-Valoja.
Termosfääri
termosfääri on ilmakehän paksuin kerros. Vain kevyimmät kaasut-lähinnä Happi, helium ja vety—löytyvät täältä.,
termosfääri ulottuu mesopaussista (mesosfäärin ylärajasta) 690 kilometrin korkeuteen maan pinnasta. Täällä ohuesti hajaantuneet kaasumolekyylit absorboivat röntgensäteilyä ja ultraviolettisäteilyä. Tämä absorptioprosessi siirtää termosfäärin molekyylit suuriin nopeuksiin ja korkeisiin lämpötiloihin. Lämpötilat thermosphere voi nousta 1500 astetta (2,732 astetta Fahrenheit, tai 1,773 kelvin).
vaikka lämpötila on hyvin korkea, lämpöä ei juuri ole. Miten se on mahdollista?, Lämpöä syntyy, kun molekyylit innostuvat ja siirtävät energiaa molekyylistä toiseen. Lämpö tapahtuu korkean paineen alueella (ajattele kattilassa kiehuvaa vettä). Koska termosfäärissä on hyvin vähän painetta, lämmönsiirto on vähäistä.
Hubble – avaruusteleskooppi ja kansainvälinen avaruusasema (ISS) kiertävät Maata termosfäärissä. Vaikka termosfääri on maan ilmakehän toiseksi korkein kerros, täällä toimivat satelliitit ovat ” matalalla maan kiertoradalla.,”
Exosphere
termosfäärin ja exosfäärin välistä vaihtelevaa aluetta kutsutaan turbopaussiksi. Exosfäärin alinta tasoa kutsutaan eksobaasiksi. Eksosfäärin ylärajalla ionosfääri yhdistyy planeettainväliseen avaruuteen eli planeettojen väliseen tilaan.
eksosfääri laajenee ja supistuu joutuessaan kosketuksiin aurinkomyrskyjen kanssa. Solar myrskyt hiukkaset ovat heitetään kautta tilaa räjähtäviä tapahtumia, aurinko, kuten auringonpurkaukset ja koronan massa ulos paiskautuminen (Cme).,
aurinkomyrskyt voivat puristaa eksosfäärin vain 1 000 kilometrin korkeuteen maasta. Kun aurinko on tyyni, eksosfääri voi ulottua 10 000 kilometriä.
vety, maailmankaikkeuden kevyin alkuaine, hallitsee eksosfäärin ohutta ilmakehää. Vain pieniä määriä heliumia, hiilidioksidia, happea ja muita kaasuja.
monet sääsatelliitit kiertävät Maata eksosfäärissä. Exosfäärin alaosaan kuuluu matalaa Maata kiertävä rata, kun taas Keski-Maan kiertorata on korkeammalla ilmakehässä.,
eksosfäärin yläraja näkyy satelliittikuvissa maasta. Geocoronaksi kutsutaan sumeaa sinistä valaistusta, joka kiertää Maata.
maan ulkopuoliset ilmakehät
kaikilla aurinkokuntamme planeetoilla on ilmakehiä. Suurin osa näistä ilmakehistä eroaa radikaalisti Maan ilmakehästä, vaikka ne sisältävät monia samoja alkuaineita.
aurinkokunnassa on kahdenlaisia planeettoja: maanpäällisiä planeettoja (Merkurius, Venus, Maa ja Mars) ja kaasujättiläisiä (Jupiter, Saturnus, Uranus ja Neptunus).,
maanpäällisten planeettojen ilmakehät muistuttavat jonkin verran maan ilmakehää. Merkuriuksen ilmakehässä on vain ohut eksosfääri, jota hallitsevat vety, helium ja happi. Venuksen ilmakehä on paljon maan ilmakehää paksumpi, mikä estää selkeän näkymän planeetasta. Sen ilmakehää hallitsee hiilidioksidi, ja siinä on pyöriviä rikkihappopilviä. Marsin ilmakehää hallitsee myös hiilidioksidi, vaikka se on Venuksesta poiketen melko ohut.
Kaasujätit koostuvat kaasuista. Niiden ilmakehät ovat lähes kokonaan vetyä ja heliumia., Metaanin esiintyminen Uranuksen ja Neptunuksen ilmakehissä antaa planeetoille kirkkaan sinisen värin.
Jupiterin ja Saturnuksen alemmissa ilmakehissä vesi -, ammoniakki-ja rikkivetypilvet muodostavat selkeitä nauhoja. Nopea tuulet erillinen vaalea bändit, nimeltään alueilla, tumma-värillinen bändejä, nimeltään vyöt. Muut sääilmiöt, kuten pyörremyrskyt ja salamointi, luovat vyöhykkeisiin ja vöihin kuvioita. Jupiterin suuri punainen täplä on vuosisatoja vanha hirmumyrsky, joka on aurinkokunnan suurin myrsky.
joidenkin planeettojen kuilla on omat ilmakehänsä., Saturnuksen suurimmassa kuussa Titanissa on paksu ilmakehä, joka on tehty enimmäkseen typestä ja metaanista. Se, miten auringonvalo hajottaa metaanin Titanin ionosfäärissä, auttaa antamaan kuulle oranssin värin.
useimmilla taivaankappaleilla, mukaan lukien kaikki asteroidivyöhykkeen asteroidit ja oma kuu, ei ole ilmakehää. Koska kuussa ei ole ilmakehää, se ei koe säätä. Ei tuuli tai vesi heikentää niitä, monia kraattereita Kuu on ollut siellä satoja ja jopa tuhansia vuosia.,
miten taivaankappale, on tunnelma rakentuu ja mitä se on tehty sallia astrobiologit spekuloida, millaista elämä planeetan tai kuun voi tukea. Ilmakehät ovat siis tärkeitä merkkiaineita avaruustutkimuksessa.
planeetan tai kuun ilmakehässä on oltava tiettyjä kemikaaleja, jotka tukevat elämää sellaisena kuin sen tunnemme. Näitä kemikaaleja ovat vety, happi, typpi ja hiili. Vaikka Venus, Mars, ja Titan ovat samanlaisia ilmakehän kaasuja, ei missään aurinkokunnassamme Maan lisäksi ilmapiiri voi tukea elämää., Venuksen ilmakehä on aivan liian paksu, Mars liian ohut ja Titan aivan liian kylmä.