7. Принципи поділу атмосфери на шари

Атмосфера за своїми фізичними властивостями є неоднорідною як по висоті, так і по горизонтальних напрямках. Однак, по висоті основні фізичні величини змінюються найбільш різко. Так, температура повітря у вертикальному напрямку знижується в середньому на 6,5°С на кожний кілометр (у тропосфері), а в горизонтальному напрямку вона змінюється на таку ж величину на відстані 500-600 км. Таким чином, тут розуміється, насамперед, вертикальний поділ атмосфери.

В основному приймаються до уваги чотири ознаки, за якими ділять атмосферу на шари у вертикальному напрямку:

- термічна стратифікація атмосфери (розподіл температури з висотою);

- склад атмосферного повітря і наявність заряджених частинок;

- характер взаємодії атмосфери із земною поверхнею;

- вплив атмосфери на рух літальних апаратів.

1. Вертикальна будова атмосфери за термічною стратифікацією

Згідно номенклатури, прийнятої Комісією з аерології Всесвітньої метеорологічної організації (ВМО) у 1961 році, земна атмосфера за характером температурної стратифікації ділиться на 5 основних шарів: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера і екзосфера і 4 перехідних шари: тропопауза, стратопауза, мезопауза і термопауза.

Характеристики такої будови атмосфери наведені в табл. 1.2.

Таблиця 1.2

Вертикальний розподіл температури у різних шарах атмосфери

Шар	Висота , км		Температура		Градієнт /км	Приміт-ка
	нижня	верхня	нижня	верхня
тропосфера	поверхня Землі	~ 12 ─ 13	15	-56	-6,5
тропопауза	~12 ─ 13	~ 14	-56	-56	0,0
стратосфера	~ 14 ~ 20 32	~ 20 32 47	-56 -56 -44	-56 -44 -2,5	0,0 +1,0 +2,8
стратопауза	47	52	-2,5	-2,5	0,0
мезосфера	52 71	71 85	-2,5 -58	-58 -86	-2,8 -2,0
мезопауза	85	95	-86	-86	0,0
термосфера	95	~ 800-1000	-86	~ +1200	»0
термопауза	товщина не визначена
екзосфера	800-1000	поширюється приблизно до висоти 20 000 км

Тропосфера – нижня частина земної атмосфери між діяльною (земною) поверхнею і тропоапузою, що характеризуєтьсч пониженням температури повітря з висотою в середньому на 6,5°С/км. В полярних і середніх широтах висота тропосфери сягає 8 – 12 км, у тропіках - 16 – 18 км. У тропосфері зосереджена основна маса атмосферного повітря – від 75-80 % у середніх і полярних широтах до 90% - у тропіках. Тропопауза (товщина 1 – 2 км) – перехідний шар між тропосферою та стратосферою, що є основою інверсійного або ізотермічного розподілу температури в стратосфері.

Стратосфера – шар атмосфери, що простягується до висоти, приблизно, 50 км. У нижній стратосфері температура переважно залишається сталою або повільно зростає з висотою. У середній і верхній частинах стратосфери спостерігається значне зростання температури з висотою, що обумовлено поглинанням ультрафіолетової сонячної радіації озоном (атмосферний озон переважно міститься у стратосфері, а тому цей шар називають ще озоносферою).

Мезосфера – шар атмосфери, що простягується, приблизно, до 85-95 км. У мезосфері найбільш стрімко падає температура, внаслідок чого тут сильно розвинена турбулентність. На верхній границі мезосфери атмосферний тиск, приблизно, у 200 разів менший ніж біля повехні Землі. Разом у тропосфері, стратосфері і мезосфері міститься понад 99,5% всієї маси атмосфери.

Термосфера – шар атмосфери, що простягується до висоти 800-1000 км, характеризується стрімким зростанням температури. Повітря в тропосфері є надзвичайно розрідженим, на висотах 300-750 км середня густина його складає

10^-11 – 10^-13 кг/м³.

Екзосфера - верхня частина атмосфери (вище 800-1000 км), що переходить у земну корону. Густина повітря в екзосфері є настільки малою, що молекули і атоми можуть вільно викидатись у міжпланетне середовище і назавжди покидати земну атмосферу.