8.1: Атмосферна циркуляція

Last updated
Save as PDF

Page ID: 37546

Miracosta Oceanography 101
Miracosta)

\( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

Атмосферна циркуляція

Наша атмосфера є газоподібною масою або оболонкою, що оточує Землю, і утримується гравітаційним полем Землі. Інші планети та супутники Сонячної системи мають атмосфери. Атмосфера відіграє багато важливих ролей у переміщенні води в басейні світового океану, а також для підтримки життя на Землі!

Атмосфера Землі - це:

Щільність стратифікована - повітря стискається і найбільш щільне біля поверхні і росте все більш розрідженим вгору.
Близько 100 кілометрів товщиною між поверхнею океані/суші та вакуумом космосу.
Складається в основному з газів, переважно азоту (як N ₂) та кисню (як O ₂), а також слідів інших газів (включаючи CO ₂, аргон, водяну пару); і сліди рідин і твердих речовин у суспензії або падіння як опади: підвішена вода (хмари, краплі води і кристали льоду), сліди органічних сполук і зважені частинки пилу з різних джерел.

Малюнок 8.1. Шари атмосфери Землі, як видно з космосу.

будова атмосфери

Атмосфера Землі підрозділяється на рівні (рис. 8.2):

Малюнок 8.2. Будова атмосфери Землі.

* Тропосфера - найнижча ділянка (приблизно до 6-8 миль [10-13 км]), де проходить вся погода і містить близько 80% маси повітря і 99% водяної пари.

* Вище стратосфера містить велику кількість озону, який поглинає ультрафіолетове випромінювання, захищаючи життя на суші і в мілководному океані простягається приблизно до 31 миль (50 км).

*Мезосфера - це частина верхньої атмосфери Землі над стратосферою, в якій температура знижується з висотою до абсолютного мінімуму атмосфери.

* Термосфера область атмосфери над мезосферою і нижче висоти, на якій атмосфера перестає мати властивості суцільного середовища (близько 60 миль [100 км]). Термосфера на всьому протязі характеризується підвищенням температури з висотою, де заряджені атомні частинки сонячного вітру починають взаємодіяти з атмосферними газами.

Передача енергії через атмосферу

Кількість енергії, що надходить в Землю від Сонця, дорівнює енергії, відбитої і випромінюваної назад в космос. Атмосфера, океани та земля поглинають і вивільняють енергію. Живі істоти також поглинають і вивільняють енергію. Частина енергії, що зберігається в органіці, зберігається, коли вона закопується в опадах. Геотермальна енергія - це також слід енергії, що випромінюється в космос. Швидкість передачі енергії також змінюється через хмарний покрив і покриття льодом і снігом.

Вхідне сонячне випромінювання включає всі довжини хвиль електромагнітного спектра. На малюнку 8.3 показані довжини хвиль і інтенсивність сонячної енергії, що вражає вершину атмосфери, і енергія, що досягає поверхні. Атмосфера прозора для більшості довжин хвиль, але частина сонячного спектру поглинається певними парниковими газами в атмосфері, включаючи водяну пару, вуглекислий газ, озон, метан та інші гази. Коротші довжини хвиль (УФ і синє світло) розсіюються в повітрі, роблячи небо блакитним. Довші довжини хвиль менш розсіяні, що робить заходи та світанки червоними (рис. 8.4).

Енергія, яка не відбивається назад у космос, випромінюється назад у космос на довжині хвиль довше, ніж видиме світло (в основному в rmal інфрачервоної частини електромагнітного спектра).


Малюнок 8.3. Довжини хвиль сонячної енергії, що передається і поглинається атмосферою.	Малюнок 8.4. Передача енергії через атмосферу

Склад атмосфери

• Азот (N ₂) - 78%
• Кисень (O ₂) - 21%
• Аргон - 0,9%
• Вуглекислий газ (СО ₂) - 0,036%
• Інші < 1% - Неон, Гелій, Метан (CH ₄), Криптон, Водень (H ₂), сліди інших сполук

Інші сліди газів у змінних кількостях включають оксиди азоту, озон (O ₃), діоксид сірки, вуглеводні тощо. Ці гази виділяються виверженнями вулканів, блискавками, пожежами, ерозією та забруднювачами багатьох видів від людської діяльності. Основні джерела забруднювачів повітря включали гази та дим, що виділяються внаслідок споживання енергії на викопному паливі, промислові викиди, сільське господарство та витоки сполук охолоджуючої рідини холодильника та кондиціонера.