- •Раздел 11 гл.II составлен проф. Н.М. Кругловым
- •I. Программа курса «Метеорология и климатология»
- •1. Цели и задачи дисциплины
- •2. Требования к уровню освоения содержания дисциплины
- •3. Объем дисциплины и виды учебной работы
- •4. Содержание дисциплины
- •4.2. Содержание разделов дисциплины
- •5. Лабораторный практикум
- •5.1. Тематика практических работ
- •5.2. Распределение учебного времени
- •6. Учебно-методическое обеспечение дисциплины
- •6.1. Рекомендуемая литература
- •6.2.Средства обеспечения освоения дисциплины
- •7. Материально-техническое обеспечение дисциплины
- •II. Основное содержание курса «Метеорология и климатология»
- •1. Введение в курс. Основные понятия
- •2. Основные сведения об атмосфере
- •3. Радиационный режим атмосферы
- •- Паргелический круг – форма гало, представляющая узкую белую полосу, появляющуюся на небе днем и проходящую параллельно горизонту на высоте Солнца;
- •4. Тепловой режим атмосферы
- •5. Температурный режим почвогрунтов и водных объектов
- •5. Вода в атмосфере. Влагооборот
- •7. Барическое поле и ветер
- •8. Климат
- •9. Инструментальная метеорология
- •10. Прогноз погоды. Элементы синоптической метеорологии
- •11. Исследование метеорологических элементов в агротехнологиях
- •III. Климат и климатообразующие факторы Центрального Черноземья
- •Гидрология территории
- •3. Растительность
- •4. Почвы
- •5. Климатические особенности
- •6. Сельскохозяйственное освоение территории
- •IV. Словарь и основные определения
- •Поглощенная радиация – это та часть падающей на земную поверхность радиации, которая поглощается земной поверхностью и идет на нагревание верхних слоев почвы и воды.
- •V. Контрольные вопросы по курсу «Метеорология и климатология»
- •VI. Задания к контрольным работам
- •Оглавление
- •394087, Воронеж, ул. Мичурина, 1
2. Основные сведения об атмосфере
Изучение явлений, происходящих в атмосфере, показало, что земная атмосфера состоит из ряда слоев с различными физическими свойствами. Нижний из них, прилегающий к земной поверхности, называется тропосферой. Высота ее в средних широтах определяется примерно в 10-12 км. Слой, лежащий над тропосферой, называется стратосферой. Между этими слоями располагается переходный слой толщиной от нескольких сот метров до 1-2 км, называемый тропопаузой.
В тропосфере имеют место восходящие и нисходящие токи, создающие вертикальное перемешивание в ней воздуха. Оно определяет высоту тропосферы, распределение в ней тепла и, кроме того, создает неизменный состав воздуха во всей толще тропосферы.
Температура в тропосфере на каждые 100 м подъема уменьшается на 0,6°. В тропосфере находятся наиболее плотные слои воздуха. В ней сосредоточено около 70-75% всей массы атмосферы. В тропосфере находится почти весь водяной пар атмосферы, а потому только в ней может протекать процесс конденсации водяного пара с образованием обычных форм облаков и осадков. Все явления погоды создаются в тропосфере. Она является самым деятельным слоем атмосферы.
Высота верхней границы тропосферы зависит от времени года, а также от изменений погоды. В средних широтах в отдельные дни зимой она может понижаться до 6-7 км, а летом подниматься до высоты 15 км. Высота тропосферы зависит также от географической широты. На экваторе тропосфера поднимается до 17 км, в умеренных широтах она снижается до 11 км, в полярных – до 9 км.
В тропопаузе температура перестает падать и даже повышается. Такое явление прекращения падения температуры с высотой называется изотермией, а возрастание с высотой – инверсией температуры.
Стратосфера характеризуется тем, что в нижней части ее (до высоты 30–35 км) температура изменяется мало. В умеренных широтах она в среднем за год составляет – 55°, а затем происходит рост ее, и на высоте около 50 км температура достигает положительных максимальных значений. Такое повышение температуры связывают с наличием на этих высотах озона, который способен поглощать солнечную энергию в ультрафиолетовой части спектра.
С высоты 50 км температура понижается, и на высоте около 85 км она достигает весьма низких значений, временами до -100-110° и ниже. Слой атмосферы, примерно от 50 до 85 км, называют мезосферой.
Над мезосферой располагается термосфера, которая простирается до высоты примерно 800 км. Она характеризуется повышением температуры до очень высоких значений. По данным, полученным с помощью ракет, установлено, что на высоте 200 км она превышает 500°, а выше может достигать 1000–1500°. Информация с искусственных спутников Земли показала, что в верхней термосфере температура может доходить в некоторые годы до 2000°.
Над термосферой (выше 800 км) располагается экзосфера. Температура ее определяется очень высокими значениями – выше 1000-1500°. Этот слой является внешним слоем атмосферы. В экзосфере происходит рассеивание газов в мировое пространство.
Кроме основных слоев, выделяемых по термическим условиям, в области верхней атмосферы различают еще слой, характеризующийся большой электропроводностью воздуха. Эту ионизованную область атмосферы называют ионосферой. Нижняя граница ее располагается на высоте около 60–80 км, верхняя же граница распространяется до предела атмосферы.
В ионосфере часто наблюдаются полярные сияния. Они вызываются потоками электрически заряженных частиц, испускаемых наиболее активными участками поверхности Солнца.
Основными газами, входящими в состав воздуха, являются азот, кислород и аргон. В небольшом количестве в воздухе содержатся гелий, неон, криптон, ксенон, водород и ряд других газов. В результате распада радиоактивных элементов, содержащихся в земной коре, в атмосферу проникают радиоактивные газы: радон, торон и актинон. Эти газы в течение некоторого времени (от нескольких секунд до нескольких суток) также распадаются. Продукты их распада присоединяются к пылинкам, взвешенным в воздухе, или возвращаются на земную поверхность в виде тяжелых металлов – висмута и свинца. Кроме указанных газов в воздухе в переменном количестве постоянно присутствуют водяной пар, углекислый газ, озон, аммиак, метан, различные окислы азота и т. д.
В атмосфере взвешены также жидкие и твердые частицы: капли воды, кристаллы льда, пылинки. Состав сухого воздуха, очищенного от взвешенных частиц, одинаков на всем земном шаре и остается постоянным до высоты примерно 25 км. В нем содержится (по объему): азота 78,09%, кислорода 20,95%, аргона 0,93 %. Все остальные газы, входящие в состав сухого воздуха, занимают лишь 0,03 % его объема.
Современный состав атмосферы установился несколько сотен миллионов лет назад. Сформировавшийся в природе круговорот атмосферных газов способствовал тому, что газовый состав атмосферы оставался неизменным до тех пор, пока резко не возросла производственная деятельность человека, главным образом добыча и сжигание каменного угля, нефти и природного газа. В результате производственной деятельности человека в атмосферу в качестве отходов производства выбрасывается огромное количество химических веществ. Многие из них по составу тождественны постоянным компонентам атмосферного воздуха. Естественные процессы генерации и потребления этих веществ стабилизированы таким образом, что общее содержание газов в атмосфере не меняется. Однако под влиянием деятельности человека увеличивается содержание в атмосфере некоторых газов, например сернистого (SO2), угарного (СО) и различных окислов азота. В связи с этим природные процессы «самоочищения» в ряде случаев не справляются со своей задачей, и в атмосфере происходит глобальный рост концентрации некоторых газов. Скорость такого роста тем больше, чем больше антропогенное производство по сравнению с естественным восстановлением. Изменение нормальных уровней концентрации загрязняющих веществ может, в свою очередь, привести к отрицательным климатическим, медико-биологическим и экономическим последствиям.
Содержание в атмосфере основных газов (кислорода, азота, аргона) пока еще остается без изменений. Однако на сжигание топлива расходуется большое количество кислорода. Если наметившиеся в последние десятилетия темпы роста потребления топлива сохранятся и в дальнейшем, то за 50 лет будет израсходовано около 0,8 % свободного кислорода, содержащегося в атмосфере и гидросфере.
Водяной пар. Водяной пар является важной составной частью воздуха. Он содержится в нижних слоях атмосферы и занимает по объему от 0,1 до 4 %. Количество его в значительной степени зависит от характера земной поверхности и воздушных течений. В атмосферу водяной пар поступает в основном в результате испарения влаги с водных поверхностей, суши, растительного покрова, а также в небольших количествах со снежного и ледяного покровов. Кроме того, он выделяется при дыхании живых организмов, при вулканических извержениях, при некоторых производственных процессах и т. д. Вследствие турбулентного перемешивания водяной пар распространяется от земной поверхности вверх, а горизонтальными воздушными потоками переносится на значительные расстояния. Большая часть водяного пара сосредоточена в самых нижних слоях атмосферы. С высотой содержание его резко убывает. Благодаря водяному пару в атмосфере образуются облака, из которых могут выпадать осадки. Водяной пар хорошо поглощает радиацию, излучаемую земной поверхностью, и тем самым предохраняет последнюю от сильного охлаждения.
Углекислый газ (СО2) является одной из важнейших переменных составных частей воздуха. Он поступает в атмосферу главным образом при вулканических извержениях, а также в результате гниения и разложения органических веществ, в процессе дыхания животных и растений и при сжигании топлива. Расходуется углекислый газ на питание растений. Содержание его по объему составляет в среднем 0,033 %. Он хорошо поглощает и излучает длинноволновую лучистую энергию.
Содержание углекислого газа в воздухе изменяется в зависимости от широты, местных условий, времени суток и года. В высоких широтах его меньше, чем в умеренных; над океаном меньше, чем над сушей; в дневные часы меньше, чем в ночные.
Основным регулятором концентрации углекислого газа служит океан. В океане его примерно в 100 раз больше, чем в атмосфере. Это объясняется тем, что растворимость СО2 в воде во много раз выше, чем других атмосферных газов. В результате обмена углекислым газом устанавливается динамическое равновесие между поступлением его из воздуха в воду и из воды в воздух. При этом концентрация СО2, растворенного в воде, прямо пропорциональна концентрации СО2, содержащегося в воздухе.
Сезонные изменения интенсивности фотосинтеза растений приводят к сезонным колебаниям концентрации СО2 в нижней тропосфере, при этом максимум концентрации отмечается весной, а минимум – осенью. Амплитуда этих колебаний составляет 2–3 % среднего годового значения. В процессе фотосинтеза за год поглощается примерно 5 % среднего содержания углекислого газа в атмосфере и столько же его выделяется в атмосферу.
По оценкам многих ученых, за последние 60–70 лет глобальное количество углекислого газа увеличилось (по объему) более, чем на 10 % (примерно от 0,029 % в 1900 г. до 0,033 % в 1970 г.). Таким образом, в текущем столетии происходит непрерывное увеличение содержания углекислого газа в атмосфере.
Озон. Среди газов, входящих в состав воздуха, исключительно большую роль играет озон, представляющий собой трехатомный кислород О3. Образование озона в нижних слоях атмосферы происходит под влиянием грозовых разрядов, а также окисления некоторых органических веществ в высоких слоях – под действием ультрафиолетовых лучей солнца с длиной волны менее 0,1 мкм. В свою очередь, озон поглощает ультрафиолетовую радиацию с длиной волны менее 0,29 мкм, в результате чего происходит диссоциация его молекул. Таким образом, в атмосфере непрерывно происходит образование озона и его распад.
Поглощая коротковолновую радиацию, озон предохраняет органический мир от губительного влияния ультрафиолетового излучения, обладающего высокой биологической активностью. В то же время озон является регулятором поступления на земную поверхность ультрафиолетовой радиации, необходимой для органической жизни. В небольших концентрациях озон оказывает благотворное действие на организм человека. При повышенных концентрациях он становится вредным для всего органического мира.
Озон поглощает около 4 % всей лучистой энергии Солнца, приходящей к Земле. Кроме того, он поглощает некоторую часть земного и атмосферного излучения. Энергия, поглощенная озоном, влияет на ряд атмосферных процессов.
Озон распределен в атмосфере неравномерно как по горизонтали, так и по вертикали. Над экватором количество озона наименьшее. С увеличением широты содержание его увеличивается. В полярных широтах оно достигает максимума. Данные высотных наблюдений за содержанием озона показывают, что с увеличением широты (в обоих полушариях) приведенная толщина слоя озона растет. Наименьшее ее значение близко к 2,6 мм и наблюдается в области 7–23° с. ш. К северу и югу от этой области общее содержание озона увеличивается, достигая 3,9 мм на 60° с. ш. и 3,06 мм на 20° ю. ш. При этом вблизи 35°с. ш. происходит наиболее резкое возрастание. Обнаружен годовой ход озона с максимумом в весенние месяцы и минимумом осенью.
Содержание озона до высоты 10 км весьма мало. Начиная с 10 км оно увеличивается и достигает максимума на высоте 20–25 км, наибольшая же относительная объемная его концентрация отмечается на высотах около 35 км. Далее с высотой содержание озона снова убывает, и выше 80 км он практически отсутствует.
Предварительные итоги исследований показывают, что при ожидаемом в ближайшее десятилетие увеличении количества полетов сверхзвуковых самолетов, а также значительном увеличении числа полетов обычных транспортных самолетов, летающих на высотах более 10 км, выбрасываемые ими продукты сгорания увеличат содержание в стратосфере окислов азота, разрушающих озон.
В последние годы в атмосфере обнаружен антропогенный фреон. В нижней атмосфере фреон почти инертен. Однако, попадая с восходящими потоками воздуха в верхние слои, он разлагается под воздействием ультрафиолетовой радиации, в результате чего образуются хлор и хлорные соединения, которые являются сильными разрушителями озона.
В целом можно сказать, что атмосфера состоит из смеси газов, называемой воздухом, в которой находятся во взвешенном состоянии жидкие и твердые частички. Общая масса последних незначительна в сравнении со всей массой атмосферы. У земной поверхности воздух на 99% состоит из азота (78% по объему или 76% по массе) и кислорода (21% по объему или 23% по массе). Оба эти газа входят в состав воздуха у земной поверхности в виде двухатомных молекул (N2 и О2).
Оставшийся 1 % приходится почти целиком на аргон (Аr). Всего 0,08% остается на углекислый газ (СО2). Многочисленные другие газы входят в состав воздуха в тысячных, миллионных и еще меньших долях процента. Это криптон, ксенон, неон, гелий, водород, озон, йод, радон, метан, аммиак, перекись водорода, закись азота и др.
У земной поверхности воздух, как правило, содержит водяной пар; его содержанием определяется влажность воздуха.
Процентное содержание водяного пара во влажном воздухе у земной поверхности составляет в среднем от 0,2% в полярных широтах, до 2,5% у экватора, а в отдельных случаях колеблется почти от нуля до 4%. В связи с этим становится переменным и процентное соотношение других газов во влажном воздухе. Чем больше в воздухе водяного пара, тем меньшая часть его объема приходится на постоянные газы при тех же условиях давления и температуры.
Водяной пар непрерывно поступает в атмосферу путем испарения с водных поверхностей, с влажной почвы и путем транспирации растений, при этом в разных местах и в разное время он поступает в различных количествах. От земной поверхности он распространяется вверх, а воздушными течениями переносится из одних мест Земли в другие.
С водяным паром в воздухе и с его переходами из газообразного состояния в жидкое и твердое связаны важнейшие процессы погоды и особенности климата. Наличие водяного пара в атмосфере существенно сказывается на тепловых условиях атмосферы и земной поверхности.
Основными характеристиками физического состояния газа (в том числе, воздуха) являются его давление, температура и плотность. Эти три характеристики зависят одна от другой. Связь между давлением, температурой и плотностью для идеальных газов дается уравнением состояния газов, известным из физики,
, (1)
где p – давление, – плотность газа, T – температура по абсолютной шкале Кельвина1 и R – газовая постоянная, зависящая от природы газа. Уравнение состояния газов с достаточным приближением применимо и к сухому воздуху, и к водяному пару, и к влажному воздуху. В каждом случае будет своя величина газовой постоянной R. Для влажного воздуха R меняется в зависимости от упругости водяного пара, содержащегося в воздухе.
Температура воздуха - одна из важнейших характеристик погоды и климата, оказывающая прямое воздействие на человека, животных, растения, на работу механизмов и т.д. Максимальная температура +58С отмечена в сентябре 1922 года в районе Триполи (Северная Африка), минимальная -89 С – в июле 1983 года на станции «Восток» в Антарктиде. С высотою температура воздуха меняется в разных слоях и в разных случаях по-разному. В среднем она сначала понижается до высоты 10-15 км, затем растет до 50-60 км, потом снова падает.
Атмосферное давление. Атмосфера, окружающая земной шар, оказывает давление на поверхность земли и на все предметы, находящиеся над землей. При восходящих движениях оно несколько меньше этого веса, а при нисходящих – несколько больше. Но эта разность настолько мала, что на практике ею пренебрегают. Если в атмосфере мысленно выделить какой-либо объем, то давление извне, испытываемое его воображаемыми подвижными стенками, равно давлению, которое оказывает воздух изнутри выделенного объема. Воздух – легко сжимаемая газовая смесь, поэтому на одном и том же уровне в негерметически закрытых помещениях атмосферное давление не отличается от давления под открытом небом. Давление газа обусловлено движениями его молекул, той «бомбардировкой», которой они подвергают тела, погруженные в газ, или стенки сосудов. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с основанием, равным единице площади; с высотой атмосферное давление убывает.
Атмосферное давление измеряется высотой ртутного столба в барометре, уравновешивающего это давление. Но высота ртутного столба при одном и том же атмосферном давлении зависит от его температуры и от ускорения свободного падения, которое несколько меняется в зависимости от широты и высоты над уровнем моря. Чтобы исключить зависимость высоты ртутного столба в барометре от его температуры и от изменения ускорения свободного падения, приводят измеренную высоту к температуре 0 °С и ускорению свободного падения на широте 45° и на уровне моря и, введя инструментальную поправку, получают давление на станции.
Единицей давления служит паскаль (Па), равный силе 1 ньютона (Н), действующей на площадь 1 м2:
1Па=1Н/м2.
В системе СГС атмосферное давление измеряется в миллибарах (мб). Один миллибар есть давление, которое сила в 1000 дин производит на площадь в один квадратный сантиметр. Среднее атмосферное давление на уровне моря - 760 мм рт. ст. – близко к 1013 мб, а 750 мм рт. ст. эквивалентны 1000 мб.
В метеорологии давление выражают в гектопаскалях (гПа) с точностью до десятых долей. До недавнего времени в метеорологии в качестве единицы давления использовался миллибар (мбар), т. е. тысячная доля бара, равного 106 дин/см2:
1 мбар = 103 дин/см2 = 102Па= 1гПа.
Так как атмосферное давление измеряется высотой ртутного столба, уравновешивающего это давление, то применяется еще и внесистемная единица – миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.):
1 мм рт. ст. == 1 - 10-sppg-= 1,33 гПа,
где 1-10 3 – объем столбика ртути в барометре высотой 1 мм, Рр=13,595 г/см3–плотность ртути при t = O°C, g = 9,807 м/с2– ускорение свободного падения на широте 45°и на уровне моря. Соотношение между единицами давления:
1 гПа = 1 мбар = 0,75 мм. рт. ст.; 1 мм рт. ст. = 1,33 мбар =1,33 гПа.
Нормальным атмосферным давлением называется давление, равное весу столба ртути высотой 760 мм при температуре 0°С на уровне моря и широте 45°. Это давление равно
= 1013,25J.
При повышении температуры воздух расширяется и конвективно поднимается, а давление падает. При уменьшении температуры воздух сжимается, становится более плотным, а давление растет. Распределение атмосферного давления по земной поверхности обусловливает движение воздушных масс и атмосферных фронтов, определяет направление и скорость ветра.
Давление воздуха изменяется с высотой в соответствии с выражением
, (2)
где , – величины давления на высотах , g – ускорение свободного падения (9,8 м/с2), – среднее значение температуры между уровнями z1 и z2. Уравнение (2) называют барометрической формулой высоты. Эта формула показывает, в частности, что вблизи земной поверхности нужно подняться примерно на 8 м, чтобы давление упало на 1 мб.
Плотность воздуха непосредственно не измеряется: она вычисляется с помощью уравнения состояния газов (1). Применяя уравнение состояния газов к сухому воздуху, следует ввести числовое значение газовой постоянной для сухого воздуха , если ρ и р взяты в системе единиц СГС (давление в дин/см2 и плотность в г/см3). Тогда уравнение (1) даст плотность сухого воздуха. Влажный воздух несколько менее плотен, чем сухой воздух при тех же значениях давления и температуры. Это объясняется тем, что водяной пар менее плотен, чем сухой воздух. Если взять какой-то объем сухого воздуха и заменить часть молекул постоянных газов более легкими молекулами водяного пара в том же количестве и с теми же скоростями движения, так что температура и давление от этого не изменятся, плотность полученного влажного воздуха будет несколько меньше, чем плотность сухого воздуха.
Плотность воздуха в каждом месте непрерывно меняется во времени. Кроме того, она сильно меняется с высотой, потому что с высотой меняются также атмосферное давление и температура воздуха. Давление с высотой всегда уменьшается, а вместе с ним убывает и плотность. В среднем для Европы она равна у земной поверхности 1250 г/м3, на высоте 5 км – 735 г/м3, 10 км – 411 г/м3, 20 км - 87 г/м3. Если бы плотность воздуха не менялась с высотой, а оставалась на всех уровнях такой же, как у земной поверхности, то для высоты атмосферы получилась бы величина около 8000 м. В самом деле приземная плотность сухого воздуха при давлении 760 мм и температуре 0° равна 1293 г/м3; столб воздуха с этой плотностью должен был бы иметь высоту очень близкую к 8000 м, чтобы производить такое же давление, какое производит столб ртути в 760 мм высотой (1033 г/см3). Указанная высота (8000 м) называется высотой однородной атмосферы.
Знание атмосферного давления позволяет рассчитать общую массу атмосферы. Общая масса атмосферы составляет немного больше г, или т. Это примерно в миллион раз меньше, чем масса самого Земного шара. При этом половина всей массы атмосферы находится в нижних 5 км, три четверти - в нижних 10 км и 95% – в нижних 20 км.
Высотная структура атмосферы включает четыре основных слоя (тропосферу, стратосферу, мезосферу и экзосферу), а также ряд более тонких слоев со специфическими свойствами:
- тропосфера – нижний, основной слой атмосферы до высоты 8-10 км в полярных, 10-12 км в умеренных и 16-18 км в тропических широтах. Тропосфера – слой, наиболее подверженный воздействию земной поверхности. В тропосфере сосредоточено более 80% всей массы атмосферного воздуха, сильно развиты турбулентность и конвекция, сосредоточена преобладающая часть водяного пара, возникают облака, формируются воздушные массы и атмосферные фронты, развиваются циклоны и антициклоны и другие процессы, определяющие погоду и климат;
- пограничный слой атмосферы – прилегающий к земной поверхности слой тропосферы до высоты в среднем около 1000 м, свойства которого в основном определяются динамичными и тепловыми воздействиями земной поверхности;
- приземный слой атмосферы – часть пограничного слоя атмосферы; нижний, прилегающий к земной поверхности слой тропосферы толщиной 30-50 м (иногда до 250 м), свойства которого в значительной степени определяются близостью подстилающей поверхности. В приземном слое атмосферы скорость ветра, температура и влажность воздуха особенно быстро меняются с высотой. В нем обычно возникают приземные инверсии температуры, туманы, заморозки, скапливаются загрязнения;
-тропопауза – переходный слой от тропосферы к стратосфере толщиной от нескольких сотен метров до 2-3 км. Высота тропопаузы колеблется в зависимости от географической широты, времени года и циклонической деятельности. В субтропиках наблюдаются разрывы тропопаузы, обусловленные мощными струйными течениями, в связи с чем различают низкую теплую полярную тропопаузу и высокую холодную тропическую тропопаузу;
-стратосфера – слой атмосферы, лежащий над тропосферой. Стратосфера характеризуется возрастанием температуры с высотой (вблизи тропопаузы температура стратосферы составляет от -40 до -80°С), малой турбулентностью, ничтожным содержанием водного пара, повышенным по сравнению с ниже- и вышележащими слоями содержанием озона. В стратосфере наблюдаются перламутровые облака, типичны большие скорости ветра (до 80-100 м/с);
-озоносфера – слой в пределах стратосферы на высоте 10-50 км, отличающийся повышенной концентрацией озона. Максимальная концентрация атмосферного озона достигается на высоте 20-25 км (в озоновом слое), где плотность озона в 10 раз больше его плотности у земной поверхности. Озон образуется при поглощении кислородом наиболее коротковолновой части ультрафиолетовой солнечной радиации. Максимум содержания озона приходится на весну, минимум - на осень, причем годовая амплитуда возрастает с широтой. Слой озона (озоновый экран) задерживает большую часть космического излучения;
-стратопауза – пограничный слой атмосферы Земли между стратосферой и мезосферой на высоте 50-55 км;
-мезосфера – средний слой атмосферы, лежащий над стратосферой на высотах от 50 до 80-85 км. Мезосфера характеризуется понижением средней температуры с высотой от 0°С на нижней границе до -90°С у верхней границы. Близ верхней границы мезосферы наблюдаются серебристые облака, освещаемые солнцем в ночное время. Давление воздуха на верхней границе мезосферы в 200 раз меньше, чем у земной поверхности;
-мезопауза - переходный слой в атмосфере Земли между мезосферой и термосферой на высоте 80-90 км;
-термосфера – слой верхней атмосферы над мезосферой (в среднем от 80 до 300-800 км). В термосфере происходит рост температуры до 1500°С (на высоте 500-600 км), связанный главным образом с поглощением солнечной коротковолновой радиации;
-ионосфера - нижняя часть термосферы, расположенная непосредственно над мезосферой на высоте от 50-60 км до 800-1000 км. Ионосфера характеризуется сильной ионизацией воздуха, которая происходит под воздействием ультрафиолетовой солнечной радиации. Частицы ионосферы образуют очень разреженную и высокоэлектропроводную среду (плазму), что определяет специфический характер распространения в ней коротких радиоволн, которые испытывают здесь поглощение, отражение и преломление. Вследствие отражения радиоволн от слоя ионосферы возможна дальняя радиосвязь;
-экзосфера – внешний, наиболее разреженный слой атмосферы, характеризующийся постоянством температуры с высотой.