Висота атмосфери

Насправді верхньої межі атмосфери не існує: вона поступово переходить у міжпланетний простір. Згідно з теоретичними розрахунками поширення деяких окремих молекул повітря можливе до висоти біля 42000 км на екваторі та 28000 км на полюсах. До цих висот земне тяжіння здатне утримувати окремі частинки повітря, що приймають участь у русі Землі. Верхній шар землі, де ще спостерігаються деякі фізичні явища, має висоту біля 1000–2000 км. Ці явища дають можливість судити про особливості будови атмосфери.

Перламутрові хмари відрізняються райдужним забарвленням і яскравим блиском, спостерігаються іноді на висоті 22–27 км. За оптичними ознаками можна припустити, що ці хмари, як і низькі форми хмарності, складаються з краплин води чи кристалів льоду.

На ще більших висотах плавають сріблисті хмари. Вперше їх спостерігав астроном В.К.Цераський на фоні сутінкового неба в Москві. Ці хмари за своєю тонкою та ніжною структурою, що наче переливається сріблистим блиском, нагадують перисті хмари. Сонце заходить під час сутінок і вночі із-за горизонту освітлює ці хмари, які у свою чергу світяться відбитим світлом.

Сріблисті хмари розташовуються на висоті 80–85 км і рухаються зі швидкістю 40–50 м/с зі сходу та північного-сходу на захід. Раніше вважалося, що ці хмари утворюються з космічного пилу чи пилу, який викидається в атмосферу при вулканічних виверженнях. На даний час більшість вчених думає, що сріблисті хмари – це продукт конденсації водяної пари на великих висотах.

Поява перламутрових і сріблистих хмар говорить про наявність на великих висотах водяної пари.

Цікаве явище, за яким можна судити про структуру атмосфери, є сутінки. Спустившись за горизонт, Сонце освітлює своїм промінням більш високі шари атмосфери. Розсіяне цими шарами сонячне світло доходить до Землі у вигляді сутінкового світла до тих пір, поки Сонце не опуститься дуже далеко за горизонт. Сонячне проміння припинить освітлювати шари повітря над місцем спостережень, тоді закінчаться сутінки та наступить нічна пітьма. В ході сутінок відмічається ступінчастість, при чому спостерігаються три ступені переходу:

1. Перша зміна освітлення – Сонце опускається за горизонт на кут біля 8°. У цей час сонячне світло розсіюється шарами атмосфери на висоті 9–11 км.

2. Друга ступінь зміни освітлення – Сонце опускається за горизонт на кут біля 18°. У цей час сонячне світло розсіюється шарами атмосфери на висоті 80–90 км.

3. Третя ступінь – Сонце опускається за горизонт на кут біля 18°. У цей час сонячне світло розсіюється шарами атмосфери на висоті 200–220 км.

Така зміна освітленості вказує на шарувату будову атмосфери.

Розповсюдження звукових хвиль в атмосфері також являється одним з явищ, яке характеризує висоту та будову атмосфери. При сильних вибухах навколо місця спалахів звичайно спостерігається зона безпосередньої чутності звуку, далі йде кільцева зона шириною 100–120 км, де звук не чутно, потім знову починається область чутності звуку. Зовнішня зона чутності пояснюється відбиттям звукових хвиль в атмосфері на висоті 50–60 км. Вивчаючи це явище, можна зробити ряд непрямих висновків про висоту та стан атмосфери на тих висотах, де відбувається відбиття звукових променів.

До числа явищ, які спостерігаються у високих шарах атмосфери, належать метеори чи падаючі зірки. Ці космічні тіла різних розмірів: від дуже маленьких до дуже великих, що досягають десятків і тисяч тон у вазі, потрапляючи в атмосферу тяжіння Землі, прямують до неї з величезною швидкістю (від 10 до 70 км/с). Досягнувши більш щільних шарів атмосфери, метеори внаслідок зростаючого тертя нагріваються, випаровуються та розсіюються в атмосфері. Найбільші з них потрапляють на земну поверхню у вигляді метеоритів. Метеорит, який впав у Сибірі на річці Підкам’яній Тунгусці (в червні 1908 р.) важив 2 млн. т. Висота загорання метеоритів залежить як від швидкості їх руху, так і від щільності та складу того середовища, в якому вони рухаються. На основі багатьох спостережень за згорянням метеоритів і розробленою теорією цього явища були розраховані щільність повітря та його температура в шарі від 70 до 120 км, в якому найбільш часто відбувається загорання метеоритів. Згоряння метеоритів супроводжується появою метеоритних хвостів у вигляді утворень, що світяться, вночі та пилових слідів вдень. Напрямок руху цих хвостів дозволяє визначити напрямок і швидкість повітряних течій на висотах.

Великі можливості для вивчення високих шарів атмосфери дають дослідження полярних сяйв.

Полярні сяйва – це світіння розріджених газів атмосфери при проходженні крізь неї корпускулярного випромінювання Сонця. Спостереження показують, що нижній край світіння лежить на висотах 80–110 км. Таким чином, це явище охоплює великий шар атмосфери. Вивчення спектру полярних сяйв на різних висотах дозволяє судити про склад атмосфери та її температуру у верхніх шарах.

Уявлення про будову атмосфери дає і світіння нічного неба. Після закінчення сутінок вже в нічні години спостерігається досить сильне світіння неба, яскравість якого перевищує сумарну яскравість зірок і Місяця. Ретельно проведені інструментальні спостереження показали, що це самостійне випромінювання шару атмосфери, що за теоретичними розрахунками В.Г.Фесенкова досягає висоти біля 270 км.

Дата добавления: 2014-01-11