У нашій онлайн базі вже 23512 рефератів!

Навігація
Перелік розділів
Найпопулярніше
Нові реферати
Пошук
Замовити реферат
Додати реферат
В вибране
Контакти
Російські реферати
Статьи
Об'яви

Новини
Загрузка...
На сайті всього 23512 рефератів!
Ласкаво просимо на UA.TextReferat.com
Реферати, курсові і дипломні українською мовою, які можна скачати цілком або переглядати по сторінкам.

Усе доступно безкоштовно, тому ми не платимо винагороди за додавання. Авторські права на реферати належать їх авторам.

Будова планети Земля

Будова планети Земля

Магнітосфера

Зовнішньою і найбільш протяжною оболонкою Землі є магнітосфера - область навколоземного простору, фізичні властивості якої визначаються магнітним полем Землі і його взаємодією з потоками заряджених часток.

Дослідження, проведені за допомогою космічних зондів і штучних супутників Землі, показали, що Земля постійно знаходиться в потоці корпускулярного випромінювання Сонця (т.зв. сонячний вітер). Він утворюється завдяки безупинному розширенню (витіканню) плазми сонячної корони і складається з заряджених часток (протонів, ядер та іонів гелію, а також більш важких позитивних іонів та електронів). В орбіті Землі швидкість спрямованого руху часток у потоці коливається від 300 до 800 км/сек. Сонячна плазма несе із собою магнітне поле, напруженість якого в середньому дорівнює 4,8-10-за/м (6·10-5 е).

При зіткненні потоку сонячної плазми з перешкодою - магнітним полем Землі - утворюється ударна хвиля, що поширюється назустріч потоку, фронт якого з боку Сонця в середньому локалізований на відстані 14-14 радіусів Землі (RA) від її центру. За фронтом ударної хвилі випливає перехідна область товщиною ~ 20 тис. км, де магнітне поле сонячної плазми стає неупорядкованим, а рух її часток - хаотичним. Температура плазми у цій області підвищується приблизно з 200 тис. градусів до ~ 10 млн. градусів.

Магнітосфера реагує на прояви сонячної активності, що викликає помітні зміни у сонячному вітрі і його магнітному полі. Виникає складний комплекс явищ, що одержав назву магнітної бурі. При бурях спостерігається безпосереднє вторгнення в магнітосферу часток сонячного вітру, відбувається нагрівання і посилення іонізації верхніх шарів атмосфери, прискорення заряджених часток, збільшення яскравості полярних сяйв, виникнення електромагнітних шумів, порушення радіозв'язку на коротких хвилях і т.д.

В області замкнутих ліній геомагнітного поля існує магнітна пастка для заряджених часток. Нижня її межа визначається поглинанням захоплених у пастку часток атмосферою на висоті кількох сотень км, верхня практично збігається з межею магнітосфери на денній стороні Землі, дещо знижуючи на нічній стороні. Потоки захоплених у пастку часток високих енергій (головним чином протонів і електронів) утворюють т.зв. радіаційний пояс Землі. Частки радіаційного пояса становлять значну радіаційну небезпеку при польотах у космос.

Атмосфера

Атмосферою, чи повітряною оболонкою Землі, називають газове середовище, що оточує "тверду" Землю й обертається разом з нею. Маса атмосфери складає ~5,15·1018 кг. Середній тиск атмосфери на поверхню Землі на рівні моря дорівнює 101 325 н/м2 (це відповідає 1 атмосфері чи 760 мм рт. ст.). Щільність і тиск атмосфери швидко убувають з висотою: біля поверхні Землі середня щільність повітря r = 1,22 кг/м3, на висоті 10 км (= 0,41 кг/м3), а на висоті 100 км r=8,8(10-7 кг/м3). Атмосфера має шарувату будівлю, шари розрізняються своїми фізичними і хімічними властивостями (температурою, хімічним складом, іонізацією молекул тощо).

Прийнятий розподіл атмосфери на шари засновано головним чином на зміні у ній температури з висотою, оскільки воно відбиває баланс основних енергетичних процесів в атмосфері.

Нижня частина атмосфери, що містить близько 80% усієї її маси, називається тропосферою. Вона поширюється до висоти 16-18 км в екваторіальному поясі і до 8-10 км у полярних широтах. Температура тропосфери знижується з висотою у середньому на 0,6 К на кожні 100 м. Над тропосферою до висоти 55 км розташована стратосфера, у якій знаходиться майже 20% маси атмосфери. Від тропосфери вона відділена перехідним шаром - тропопаузою, з температурою 190-220 К. До висоти ~25 км температура стратосфери дещо падає, ле далі починає рости, досягаючи максимуму (~270 К) на висоті 50-55 км. Цей ріст пов'язаний головним чином зі збільшенням концентрації озону у верхніх шарах стратосфери, який інтенсивно поглинає ультрафіолетове випромінювання Сонця.

Над стратосферою розташована мезосфера (до 80 км), термосфера (від 80 км до 800-1000 км) і екзосфера (вище 800-1000 км). Загальна маса всіх цих шарів не перевищує 0,5% маси атмосфери. У мезосфері, відділеній від стратосфери стратопаузою, озон зникає, температура знову падає до 180-200 К поблизу її верхньої межі (мезопаузи). У термосфері відбувається швидкий ріст температури, зв'язаний головним чином з поглинанням у ній сонячного короткохвильового випромінювання. Ріст температури спостерігається до висоти 200-300 км. Вище, приблизно до 800-1000 км, температура залишається постійної (~1000 К), тому що тут розріджена атмосфера слабко поглинає сонячне випромінювання.

Верхній шар атмосфери - екзосфера - украй розріджена (біля його нижньої межі число протонів у 1 м3 складає ~ 1011) і зіткнення часток у ньому відбуваються рідко. Швидкості окремих часток екзосфери можуть перевищувати критичну швидкість вислизання (другу космічну швидкість). Ці частки, якщо їм не перешкодять зіткнення, можуть, переборовши тяжіння Землі, залишити атмосферу і піти в міжпланетний простір. Так відбувається розсіювання (дисипація) атмосфери. Тому екзосферу називають також сферою розсіювання. Вислизають з атмосфери у міжпланетний простір головним чином атоми водню й гелію. Хімічний склад земної атмосфери неоднорідний.

Сухе атмосферне повітря біля поверхні Землі містить за об`ємом 78,08% азоту, 20,95% кисню (~ 10-6% озону), 0,93% аргону і близько 0,03% вуглекислого газу. Не більше 0,1% складають разом водень, неон, гелій, метан, криптон та інші гази. У шарі атмосфери до висот 90-100 км, де відбувається інтенсивне перемішування атмосфери, відносний склад її основних компонентів не міняється (цей шар називається гомосферою). В атмосфері міститься (1,3-1,5)·1016 кг води. Головна маса атмосферної води (у вигляді пари, зважених крапель і кристаликів льоду) зосереджена у тропосфері, причому з висотою її зміст різко убуває. У вологому повітрі вміст водяної пари біля земної поверхні коливається від 3-4% у тропіках до 2·10-5% в Антарктиді.

Біля верхньої границі тропосфери й у стратосфері спостерігається підвищений вміст озону. Шар максимальної концентрації озону розташований на висотах ~21-25 км. Починаючи з висоти ~ 40 км збільшується вміст атомарного кисню. Дисоціація молекулярного азоту починається на висоті близько 200 км. Поряд з дисоціацією молекул під дією короткохвильового і корпускулярного випромінювань Сонця на висотах від 50 до 400 км відбувається іонізація атмосферних газів. Від ступеня іонізації залежить електропровідність атмосфери. На висоті 250-300 км, де розташований максимум іонізації, електропровідність атмосфери у 1012 разів вища, аніж біля земної поверхні.

Для верхніх шарів атмосфери характерний також процес дифузійного поділу газів під дією сили ваги (гравітаційний поділ): гази розподіляються з висотою відповідно до їхньої молекулярної маси. Верхні шари атмосфери в результаті виявляються збагаченими більш легкими газами. Сукупність процесів дисоціації, іонізації і гравітаційного поділу визначає хімічну неоднорідність верхніх шарів атмосфери. Приблизно до 200 км основним компонентом повітря є азот N2. Вище починає превалювати атомарний кисень. На висоті понад 600 км переважним компонентом стає гелій, а в шарі від 2 тис. км і вище - водень, що утворює навколо Землі т.зв. водневу корону.

Через атмосферу до поверхні Землі надходить електромагнітне випромінювання Сонця - головне джерело енергії фізичних, хімічних і біологічних процесів географічної оболонки Землі. Атмосфера прозора для електромагнітного випромінювання у діапазоні довжин хвиль l від 0,3 мкм (3000 A) до 5,2 мкм (в який заключено близько 88% всієї енергії сонячного випромінювання) і радіодіапазоні - від 1 мм до 30 м. Випромінювання інфрачервоного діапазону (l>5,2 мкм) поглинається в основному парами води і вуглекислим газом тропосфери і стратосфери. Непрозорість атмосфери у радіодіапазоні обумовлена відбиттям радіохвиль від її іонізованих шарів (іоносфери).

Випромінювання ультрафіолетового діапазону (l від 3000 до 1800 A) поглинається озоном на висотах 15-60 км, а хвилі довжиною 1800-1000 A і коротше - азотом, молекулярним і атомарним киснем (на висоті від кількох десятків до кількох сотень км над поверхнею Землі). Тверде короткохвильове випромінювання (рентгенівське і гамма-випромінювання) поглинається всією товщею атмосфери, до поверхні Землі воно не доходить. Таким чином, біосфера виявляється захищеною від згубного впливу короткохвильового випромінювання Сонця. У вигляді прямої і розсіяної радіації поверхні Землі досягає лише 48% енергії сонячного випромінювання, що падає на зовнішню межу атмосфери. У той же час атмосфера майже непрозора для теплового випромінювання Землі (за рахунок присутності в атмосфері вуглекислого газу і парів води).

[1] 2 3

завантажити реферат завантажити реферат
Нове
Цікаві новини
загрузка...
Замовлення реферату
Замовлення реферату

Лічильники

Rambler's Top100

Усі права захищено. @ 2005-2017 textreferat.com