Восемь лекций по физике атмосферы и гидросферы - 14 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

Как же может быть, что на высоте в несколько сотен километров, где ле-
тают космические корабли, температура составляет около тысячи градусов, а
они не раскаляются, и космонавты даже выходят в открытый космос? Дело в
том, что нагретость тела в данном случае определяется равновесием тепловой
энергии, получаемой от Солнца, плюс собственное тепловыделение, и энергии,
уносимой инфракрасным излучением в окружающую среду. Изза чрезвычайно
низкой концентрации молекул в термосфере их общая кинетическая энергия
поступательного движения все же мала, чтобы оказать заметное влияние на
температуру внутри космического корабля или скафандра.
1.3. Преобразование энергии в атмосфере
Слоеное строение атмосферы Земли объясняется различным характером
поглощения солнечного света разными газами [1].
Первым фильтром на пути к Земле для солнечных лучей является термо-
сфера. Она поглощает самую коротковолновую часть спектра (дальний ультра-
фиолет). Именно поэтому и происходит разогрев термосферы. Следует отме-
тить, что температура экзосферы зависит от солнечной активности: в годы спо-
койного Солнца она ниже (около 1000 К), а в максимумах солнечной актив-
ности выше (достигает 1300 К).
Стратосфера обязана своим существованием озону (Оз), который распо-
лагается на высотах от 20 до 60 км. Озон поглощает солнечное излучение в
14
диапазоне
уже в верхней части этого слоя. Поэтому там и
температура выше, чем радиационная температура Земли, хотя она и в несколь-
ко раз ниже, чем в термосфере. Выше стратосферы озона нет. Коротковолновое
ультрафиолетовое излучение Солнца расщепляет его на молекулярный кисло-
род О2 и атомарный кислород О.
Между теплыми слоями атмосферы располагаются холодные. Они обме-
ниваются энергией между собой. Все сказанное, конечно, относится к освещен-
ной стороне Земли. На ночной стороне происходит охлаждение. Однако поло-
вины суток не хватает для размывания «слоистого пирога» атмосферы. Только
полярной ночью атмосфера устроена иначе.
В количественном отношении в экзосфере и термосфере поглощается
лишь один процент солнечного излучения дальний ультрафиолет. Три про-
цента (ближний ультрафиолет) поглощается озоном стратосферы. Четыре про-
цента (инфракрасный «хвост» спектра) поглощается водяными парами в верх-
них слоях тропосферы. Оставшиеся 92% энергии солнечного света приходится
на «окно прозрачности» атмосферы. Это излучение в диапазоне длин волн
Значительная его часть (45%), преимущественно в синей
области спектра, рассеивается воздухом, отчего небо голубое. Прямые солнеч-
ные лучи (оставшиеся 47%) достигают поверхности Земли.
Земля отражает около 7% из этих 47%. Из них 3% тратится на диффузное
рассеивание. Остальные 40% и еще 8% от атмосферы поглощаются Землей, на

Страницы