Что такое стратосфера кратко 6 класс география
Стратосфера
Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15—20 до 55—60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте
30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7—4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO, галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).
В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют — на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км — О2, выше 300 км — N2 [1] ). На высоте 200—500 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряженных частиц (О + 2, О − 2, N + 2) составляет
1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы — ОН•, НО•2 и др.
В стратосфере почти нет водяного пара.
Полёты в стратосфере
Полёты в стратосферу начались в 1930-годах. Широко известен полёт на первом стратостате (FNRS-1), который совершили Огюст Пикар и Пауль Кипфер 27 мая 1931 г. на высоту 16,2 км. Современные боевые и сверхзвуковые коммерческие самолёты летают в стратосфере на высотах в основном до 20 км (хотя динамический потолок может быть значительно выше). Высотные метеозонды поднимаются до 40 км; рекорд для беспилотного аэростата составляет 51,8 км.
В последнее время в военных кругах США большое внимание уделяют освоению слоёв стратосферы выше 20 км, часто называемых «предкосмосом» (англ. «near space» ). Предполагается, что беспилотные дирижабли и самолёты на солнечной энергии (наподобие NASA Pathfinder) смогут длительное время находиться на высоте порядка 30 км и обеспечивать наблюдением и связью очень большие территории, оставаясь при этом малоуязвимыми для средств ПВО; такие аппараты будут во много раз дешевле спутников. [2]
Стратосфера
Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15—20 до 55—60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте
30 км. Общий объём О3, будь он сконцентрирован в одном отдельном слое, составил бы при нормальном давлении сплошной слой толщиной всего 1,7—4,0 мм.
В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.
В стратосфере и более высоких слоях под воздействием солнечной радиации молекулы газов диссоциируют — на атомы (выше 80 км диссоциируют СО2 и Н2, выше 150 км — О2, выше 300 км — N2). На высоте 200—500 км в ионосфере происходит также ионизация газов, на высоте 320 км концентрация заряжённых частиц (О+2, О−2, N+2) составляет
1/300 от концентрации нейтральных частиц. В верхних слоях атмосферы присутствуют свободные радикалы — ОН•, НО•2 и др.
В стратосфере почти нет водяного пара.
Связанные понятия
Упоминания в литературе
Связанные понятия (продолжение)
Титан — крупнейший спутник Сатурна — является одним из кандидатов на колонизацию во внешней части Солнечной системы. Одна из причин интереса к колонизации спутника — наличие на нём углеводородов, на которых в настоящее время работает большая часть земной техники. В процессе колонизации Титана также следует учитывать возможность наличия жидких органических соединений и даже некислородной жизни. Текущие планы флагманской программы NASA (Outer Planet Flagship) подтверждают, что Титан наряду с Энцеладом.
Стратосфера: характеристики, функции, температура
Содержание:
Тропосфера простирается от поверхности Земли на высоту до 10 км. Следующий слой, стратосфера, находится на высоте от 10 до 50 км над земной поверхностью.
Высота мезосферы колеблется от 50 до 80 км. Термосфера от 80 до 500 км, и, наконец, экзосфера простирается от 500 до 10 000 км в высоту, что является пределом межпланетного пространства.
Характеристики стратосферы
Место расположения
Стратосфера расположена между тропосферой и мезосферой. Нижняя граница этого слоя зависит от широты или расстояния до экваториальной линии Земли.
Состав
Кроме того, в стратосфере есть слой с высокой концентрацией озона, называемый озоновым слоем или озоносферой, который находится на высоте от 30 до 60 км над поверхностью земли.
Химический состав
Самым важным химическим соединением в стратосфере является озон. От 85 до 90% всего озона, присутствующего в атмосфере Земли, находится в стратосфере.
Озон образуется в стратосфере в результате фотохимической реакции (химической реакции, в которую вмешивается свет), которой подвергается кислород. Большая часть газов в стратосферу поступает из тропосферы.
В стратосфере содержится озон (O3), азот (N2), кислород (O2), оксиды азота, азотная кислота (HNO3), серная кислота (H2ЮЗ4), силикаты и галогенированные соединения, такие как хлорфторуглероды. Некоторые из этих веществ появляются в результате извержений вулканов. Концентрация водяного пара (H2Или в газообразном состоянии) в стратосфере он очень низкий.
В стратосфере вертикальное перемешивание газа происходит очень медленно и практически отсутствует из-за отсутствия турбулентности. По этой причине химические соединения и другие материалы, попадающие в этот слой, остаются в нем надолго.
Температура
Температура в стратосфере имеет обратное поведение по сравнению с температурой тропосферы. В этом слое температура увеличивается с высотой.
Это повышение температуры связано с возникновением химических реакций с выделением тепла, где озон (O3). В стратосфере содержится значительное количество озона, который поглощает высокоэнергетическое ультрафиолетовое излучение Солнца.
Образование озона
В стратосфере молекулярный кислород (O2) диссоциирует под действием ультрафиолетового (УФ) излучения Солнца:
ИЛИ2 + УФ-СВЕТ → O + O
Атомы кислорода (O) обладают высокой реакционной способностью и реагируют с молекулами кислорода (O2) с образованием озона (O3):
При этом выделяется тепло (экзотермическая реакция). Эта химическая реакция является источником тепла в стратосфере и вызывает его высокие температуры в верхних слоях.
Характеристики
Стратосфера выполняет защитную функцию для всех форм жизни, существующих на планете Земля.Озоновый слой предотвращает попадание высокоэнергетического ультрафиолетового (УФ) излучения на поверхность земли.
Озон поглощает ультрафиолетовый свет и разлагается на атомарный кислород (O) и молекулярный кислород (O2), о чем свидетельствует следующая химическая реакция:
В стратосфере процессы образования и разрушения озона находятся в равновесии, которое поддерживает его постоянную концентрацию.
Таким образом, озоновый слой работает как защитный экран от ультрафиолетового излучения, которое является причиной генетических мутаций, рака кожи, разрушения сельскохозяйственных культур и растений в целом.
Разрушение озонового слоя
CFC соединения
С 1970-х годов исследователи выражают серьезную обеспокоенность по поводу разрушительного воздействия хлорфторуглеродов (ХФУ) на озоновый слой.
В 1930 году было введено использование хлорфторуглеродных соединений, получивших коммерческое название фреонов. Среди них CFCl3 (фреон 11), CF2Cl2 (фреон 12), C2F3Cl3 (Фреон 113) и C2F4Cl2 (фреон 114). Эти соединения легко прессуются, относительно инертны и негорючие.
Их начали использовать в качестве хладагентов в кондиционерах и холодильниках, заменив аммиак (NH3) и диоксид серы (SO2) жидкий (высокотоксичный).
Впоследствии ХФУ в больших количествах использовались при производстве одноразовых пластиковых изделий, в качестве пропеллентов для коммерческих продуктов в виде аэрозолей в баллончиках и в качестве чистящих растворителей для карт электронных устройств.
Широкое использование в больших количествах ХФУ создало серьезную экологическую проблему, поскольку те, которые используются в промышленности и при использовании хладагентов, выбрасываются в атмосферу.
В атмосфере эти соединения медленно диффундируют в стратосферу; в этом слое они разлагаются под действием УФ-излучения:
Атомы хлора очень легко реагируют с озоном и разрушают его:
Один атом хлора может разрушить более 100 000 молекул озона.
Оксиды азота
Оксиды азота NO и NO2 Они реагируют, разрушая озон. Присутствие этих оксидов азота в стратосфере происходит из-за газов, выбрасываемых двигателями сверхзвуковых самолетов, выбросов в результате деятельности человека на Земле и вулканической активности.
Истончение и дыры в озоновом слое
В 1980-х годах было обнаружено, что в озоновом слое над районом Южного полюса образовалась дыра. В этой области количество озона сократилось вдвое.
Также было обнаружено, что над Северным полюсом и по всей стратосфере защитный озоновый слой истончился, то есть уменьшился его ширина, потому что количество озона значительно уменьшилось.
Потеря озона в стратосфере имеет серьезные последствия для жизни на планете, и несколько стран признали необходимость и неотложность радикального сокращения или полного отказа от использования ХФУ.
Международные соглашения об ограничении использования ХФУ
В 1978 году многие страны запретили использование ХФУ в качестве пропеллентов в коммерческих аэрозольных продуктах. В 1987 году подавляющее большинство промышленно развитых стран подписали так называемый Монреальский протокол, международное соглашение, в котором были поставлены цели постепенного сокращения производства ХФУ и его полной ликвидации к 2000 году.
Некоторые страны не соблюдают Монреальский протокол, потому что это сокращение и устранение ХФУ повлияет на их экономику, поставив экономические интересы выше сохранения жизни на планете Земля.
Почему в стратосфере не летают самолеты?
Во время полета самолета действуют 4 основные силы: подъемная сила, вес самолета, сопротивление и тяга.
Самолет, которыйони летают в тропосфере
Коммерческие и гражданские самолеты на короткие дистанции летают примерно на 10 000 метров над уровнем моря, то есть у верхней границы тропосферы.
Все самолеты требуют герметизации кабины, которая заключается в нагнетании сжатого воздуха в кабину самолета.
Почему требуется герметизация кабины?
По мере того, как самолет набирает высоту, внешнее атмосферное давление уменьшается, а также уменьшается содержание кислорода.
Если бы в салон не подавался сжатый воздух, пассажиры страдали бы от гипоксии (или горной болезни) с такими симптомами, как усталость, головокружение, головная боль и потеря сознания из-за недостатка кислорода.
Если произошел сбой в подаче сжатого воздуха в кабину или произошла декомпрессия, возникнет аварийная ситуация, когда самолет должен немедленно снизиться, и все его пассажиры должны будут использовать кислородные маски.
Полеты в стратосфере, сверхзвуковые самолеты
На высотах более 10 000 метров в стратосфере плотность газового слоя ниже, и поэтому подъемная сила, способствующая полету, также ниже.
С другой стороны, на таких больших высотах содержание кислорода (O2) в воздухе меньше, и это требуется как для сгорания дизельного топлива, обеспечивающего работу авиационного двигателя, так и для эффективного наддува в салоне.
На высоте более 10 000 метров над поверхностью земли самолет должен двигаться на очень высокой скорости, называемой сверхзвуковой, достигая на уровне моря более 1225 км / час.
Недостатки сверхзвуковых самолетов, разработанных на сегодняшний день
Сверхзвуковые полеты производят так называемые звуковые удары, которые представляют собой очень громкие звуки, похожие на гром. Эти шумы негативно влияют на животных и людей.
Кроме того, этим сверхзвуковым самолетам необходимо использовать больше топлива и, следовательно, производить больше загрязняющих веществ в воздухе, чем самолетам, которые летают на меньшей высоте.
Для изготовления сверхзвуковых самолетов требуются гораздо более мощные двигатели и дорогие специальные материалы. Коммерческие полеты были настолько дорогостоящими, что их выполнение было нерентабельным.
Ссылки
Исследование операций: для чего, модели, приложения
Стратосфера Земли
Строение стратосферы
Толщина этого атмосферного слоя составляет чуть менее четырёх десятков километров. Начинается он на высоте 11-18 км (зависит от того, на какой высоте заканчивается нижележащая тропопауза), а верхняя граница стратосферы расположена на высоте 50 км. Но объяснять постоянно это слишком долго, поэтому говорят, что стратосфера находится на высоте 11-50 км.
Свойства стратосферы
Интересно
Большинство современных самолётов летают на высоте около 20 километров, поскольку там наиболее подходящие и стабильные условия для полётов. Хотя предполагается, что с развитием авиации самолёты смогут подниматься на высоту до 30 км и находиться там продолжительное время. Только зачем? А вот желание поднять как можно выше в воздух метеозонды вполне понятно, ведь это необходимо для сбора метеоданных. Сейчас они летают на высоте 40 км, но иногда беспилотники поднимаются и до полусотни километров.
Из-за воздействия ультрафиолетового излучения на озоносферу, происходит множество химических и физических процессов. Их мы можем наблюдать в виде различных свечений атмосферы. 
Тропосфера
Тропосфера является самым нижним слоем атмосферы и простирается от поверхности до высоты 15-18 км. Содержит Тропосфера около 80% всех запасов воздуха.
Мезосфера
Довольно интересный атмосферный слой, в котором можно наблюдать «падающие звёзды», на деле являющиеся сгорающими в атмосфере астероидами и метеороидами.
Стратосфера, свойства, строение и структура
Стратосфера, свойства, строение и структура.
Стратосфера – один из основных слоев атмосферы, который располагается между тропосферой и мезосферой на высоте от 10 – 50 км от уровня моря.
Стратосфера:
Сама стратосфера очень разрежена, влага (водяной пар) в ней практически отсутствует, а потому в ней не образуются облака, за исключением перламутровых. Перламутровые облака представляют собой конденсационные образования, которые образуются в нижнем слое стратосфере на высотах от 15 до 27 км в зимне-весенний период, преимущественно в полярных широтах (иногда – в средних широтах) при аномально низких температурах (менее –78 о С). Перламутровые облака являются достаточно редким явлением. Лучшее время для их наблюдений – сумерки, когда Солнце опускается на 1-6 градусов за горизонт.
Плотность воздуха в стратосфере в десятки и сотни раз меньше, чем на уровне моря. Давление на нижней границе стратосферы в 10 раз меньше, чем у поверхности Земли, а на верхней – меньше почти в 1000 раз.
По сравнению с тропосферой стратосфера представляет более однородную и более стабильную атмосферную среду, которая создает очень стабильные атмосферные условия. Поэтому в стратосфере отсутствует атмосферная турбулентность, которая так распространена в тропосфере. Здесь присутствуют устойчивые воздушные течения. Скорость ветра в стратосфере может значительно превышать скорость ветра в тропосфере, достигая 300 км/ч.
Строение, структура, слои стратосферы:
Стратосфера состоит из нескольких слоев: нижнего и верхнего.
Нижний слой стратосферы располагается на высоте 10 – 25 км над уровнем моря. Вблизи экватора нижний край стратосферы начинается с высоты около 18 км, в средних широтах – около 12 км и на полюсах – около 10 км. Для нижнего слоя стратосферы характерно незначительное изменение температуры с изменением высоты. Температура составляет порядка −56,5 °С.
Температура в пределах стратосферы также изменяются по мере смены сезонов года, достигая особенно низких температур в полярную ночь (зиму).
30 км. Общий объём О3, будь он сконцентрирован в одном отдельном слое, составил бы при нормальном давлении сплошной слой толщиной всего 1,7−4,0 мм.
Полеты в стратосфере:
Коммерческие авиалайнеры обычно летают на высотах 9-12 км, которые находятся в нижних слоях стратосферы в умеренных широтах. Это связано с экономией топлива при полете, в основном за счет низких температур, возникающих вблизи тропопаузы, и низкой плотности воздуха, уменьшающей лобовое сопротивление летательного аппарата.
Современные боевые и сверхзвуковые коммерческие самолёты летают в стратосфере на больших высотах – до 20 км ввиду более стабильных летных условий (хотя динамический потолок может быть значительно выше). Высотные метеозонды поднимаются до 40 км. Рекорд высоты для беспилотного аэростата составляет 51,8 км.