Слой атмосферы, который находится ближе всего к Земле, — это тропосфера. Это самый нижний слой атмосферы, который простирается от поверхности Земли до высоты примерно 8-15 км (в зависимости от географического положения). Тропосфера является самой важной для жизни на Земле, поскольку здесь происходят все основные климатические и метеорологические процессы: облакообразование, дождевые осадки, ветер и изменения погоды.
1. Границы тропосферы
Нижняя граница — это поверхность Земли, то есть непосредственно то место, где мы находимся.
Верхняя граница — это тропопауза, которая разделяет тропосферу от следующего слоя атмосферы, стратосферы. На экваторе тропопауза находится на высоте около 18 км, в умеренных широтах — около 10-12 км, а в полярных регионах — на высоте около 8 км. Эти значения могут немного варьироваться в зависимости от времени года и географического положения.
2. Структура и состав тропосферы
Тропосфера состоит преимущественно из азота (около 78%), кислорода (около 21%) и небольших количеств аргона, углекислого газа и других газов. Она также содержит водяной пар, который может быть в виде газа, облаков или осадков. Вода играет ключевую роль в формировании погоды.
Температура:
Температура в тропосфере уменьшается с высотой. Среднее снижение температуры составляет примерно 6,5 °C на каждый километр подъема.
На поверхности температура варьируется в зависимости от времени года и местоположения, но по мере подъема температура постепенно понижается, достигая минимальных значений около тропопаузы, где температура стабилизируется на уровне -50 °C до -60 °C.
Давление:
Атмосферное давление также уменьшается с высотой. На уровне моря оно составляет примерно 1013 гПа (гектопаскалей), а на высоте 5 км — уже около 540 гПа.
3. Метеорологические явления в тропосфере
Тропосфера — это та часть атмосферы, где происходят все значимые метеорологические процессы:
Облака образуются в тропосфере в результате конденсации водяного пара. Облака могут быть как низкими (например, стратус), так и высокими (например, перисто-кучевые).
Дожди и другие осадки тоже формируются в тропосфере. Эти явления происходят, когда в облаках образуются капли воды, которые, преодолевая сопротивление воздуха, начинают падать на Землю.
Ветер возникает из-за различий в давлении и температуре. Ветры в тропосфере могут быть очень сильными, особенно в штормовых условиях.
4. Роль тропосферы для жизни на Земле
Тропосфера играет жизненно важную роль для всех живых существ на Земле:
Жизнь на Земле зависит от того, что тропосфера содержит кислород, который необходим для дыхания большинства живых существ, а также углекислый газ, который растения используют для фотосинтеза.
Погода и климат: Все атмосферные явления, такие как дождь, снег, бури, возникают именно в тропосфере. Это связано с тем, что именно в этом слое происходит циркуляция воздуха, взаимодействие температурных и давлениях фронтов, образующих циклоны и антициклоны.
Жизненно важные вещества: Тропосфера служит своего рода защитой для Земли от ультрафиолетового излучения и космических частиц. Например, в тропосфере осуществляется частичное поглощение солнечного излучения и фильтрация вредных частиц, что помогает поддерживать пригодные для жизни условия.
5. Изменения в тропосфере и влияние человека
Парниковый эффект: В последние десятилетия наблюдается усиление парникового эффекта, что приводит к потеплению тропосферы. Это явление связано с увеличением концентрации парниковых газов (в основном углекислого газа, метана и других) в атмосфере, что способствует удержанию тепла.
Загрязнение воздуха: Деятельность человека, включая выбросы углекислого газа, оксидов азота, серы и других загрязняющих веществ, оказывает серьезное влияние на качество воздуха в тропосфере. Это может приводить к образованию смогов, ухудшению качества воздуха, а также оказывать негативное воздействие на здоровье человека и экосистемы.
6. Тропосфера и другие слои атмосферы
Тропосфера находится под следующими слоями атмосферы:
Стратосфера — слой, который начинается выше тропопаузы. В нем находится озоновый слой, который поглощает вредное ультрафиолетовое излучение. В стратосфере температура с высотой не уменьшается, а наоборот, она растет, что связано с поглощением солнечного излучения озоном.
Мезосфера — выше стратосферы, в этом слое температура снова начинает снижаться.
Таким образом, тропосфера — это динамичный и важный для жизни слой атмосферы, в котором происходят все основные процессы, определяющие погоду и климат на Земле.
