Atmosfera to gazowa powłoka otaczająca Ziemię, która ochrania ją przed szkodliwymi rodzajami promieniowania słonecznego. Składa się ona z 5 głównych warstw: troposfery, stratosfery, mezosfery, termosfery i egzosfery.

Budowa Atmosfery

Ten artykuł nie jest kompletny. Chcesz go rozbudować? Kliknij tutaj.


Górna granica atmosfery:

Źródło: NASA Earth Observatory; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/be/Top_of_Atmosphere.jpg/800px-Top_of_Atmosphere.jpg

Egzosfera – najwyższa warstwa atmosfery, której granice są trudne do jednoznacznego określenia. Ponieważ warstwa ta przechodzi stopniowo w przestrzeń kosmiczną, według różnych autorów jej górna granica waha się między 2000 a nawet 190 000 km od Ziemi. Za dolną granicę przyjmuje się najczęściej 500 km, ale inni autorzy wskazują że może to być 600-800 km nad Ziemią. Temperatura w tej warstwie stale spada wraz, aż do zera bezwzględnego (zero Kelwinów = -273°C). Powietrze w tej warstwie jest bardzo rozrzedzone.

Termosfera – występują rozbieżności w określeniu jej górnej granicy, gdyż niektórzy uważają Egzosferę za część Termosfery. Najczęściej przyjmuje się, że sięga do 500 km nad Ziemią (inni uważają że do 800 km). Dolna granica przebiega około 85 km nad ziemią. Temperatura powietrza wzrasta wraz z wysokością od -80°C na wysokości 85 km do +1000°C na wysokości 800 km. W tej warstwie przestają się rozchodzić fale dźwiękowe, co powoduje problemy z łącznością (konieczne jest stosowanie innych częstotliwości), zaczyna się także zmieniać skład chemiczny atmosfery. Częścią Termosfery jest Jonosfera, w której dochodzi do powstawania Zorzy Polarnej – zjawiska świetlnego będącego efektem reakcji gazów znajdujących się w atmosferze z protonami i elektronami wyrzucanymi przez Słońce. Najczęściej Zorze występują na wysokości 85-400 km, rzadko w wyższych partiach Termosfery. Znajduje się tu także Linia Kármána (na wysokości 100 km nad Ziemią) – którą niektórzy uważają, za umowną granicę kosmosu, ponieważ powietrze powyżej tej linii jest zbyt rozrzedzone by latać np. samolotem.

Mezosfera  przebiega między 50 km a 85 km nad Ziemią, temperatura maleje wraz z wysokością od 0°C na wysokości 50 km nad Ziemią do około -90°C na wysokości 85 km nad Ziemią. Wraz z wysokością maleje także ciśnienie, które spada poniżej 0,1 hPa. Mezosfera, Stratosfera i Troposfera stanowią łącznie 99,5% całej masy atmosfery, choć stanowią zaledwie kilka procent jej powierzchni.

Stratosfera  jej górna granica przebiega około 50 km, nad Ziemią, natomiast dolna zależy od górnej granicy Troposfery (może być na wysokości 6-20 km nad Ziemią w zależności od miejsca). Temperatura wzrasta od -60°C na granicy z Troposferą do 0°C na wysokości około 85 km co jest związane z występującym tu ozonem (Ozonosfera jest częścią Stratosfery na wysokości 25-30 km nad Ziemią). Jest  on ważny dla istnienia życia na Ziemi, ponieważ pochłania promieniowanie ultrafioletowe, które jest szkodliwe dla organizmów żywych. W tej warstwie występuje zjawisko Dziury Ozonowej. Ciśnienie w Stratosferze spada do 1 hPa. Zawiera około 20% masy atmosfery.

Troposfera – najniższa warstwa atmosfery. Jej górna granica w zależności od szerokości geograficznej i pory roku na danej półkuli. Znajduje się na wysokości 6 – 8 km – nad biegunami i 16 – 17 km – nad zwrotnikami i równikiem (ciepłe powietrze jest bardziej rozprężone dlatego troposfera sięga wyżej w najcieplejszych obszarach Ziemi i odwrotnie w szerokościach okołobiegunowych). Temperatura maleje wraz z wysokością o 0,6°C na każde 100 metrów, od średnio 15°C przy powierzchni Ziemi, do -60°C na wysokości kilkunastu kilometrów. Maleje także ciśnienie od średnio 1013 hPa przy powierzchni Ziemi do około 270 hPa w górnej granicy warstwy. W Troposferze znajduje się około 80% masy atmosfery. Zachodzą w niej także zjawiska pogodowe oraz obieg wody w przyrodzie, występuje tu życie.

Źródło: NOAA; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/16/Atmosphere_layers-pl.svg/102px-Atmosphere_layers-pl.svg.png

Ponadto na granicy poszczególnych sfer występują cienkie warstwy przejściowe tak zwane “pauzy” o grubości 1 – 2 km, które cechują się stałą temperaturą poprzedzającą gwałtowną jej zmianę w kolejnej warstawie:

Tropopauza –  między Troposferą i Stratosferą na wysokości 6-20 km (w zależności od miejsca i pory roku), temperatura -60°C, ciśnienie 270 hPa

Stratopauza – między Stratosfera i Mezosferą na wysokości 50 km, temperatura 0°C, ciśnienie 1 hPa

Mezopauza – między Mezosferą i Termosferą na wysokości 85 km, temperatura -90°C, ciśnienie poniżej 0,1

Termopauza – między Termosferą i Egzosferą o niejednoznacznym przebiegu i cechach.

Zorza Polarna widziana w Jonosferze:

Źródło: ISS Expedition 23 crew; https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/f/f1/Aurora_Australis_From_ISS.JPG/800px-Aurora_Australis_From_ISS.JPG


 Autor: Wiktoria Tułodziecka, Bartłomiej Kulas

Sprawdzono pod względem merytorycznym: mgr Bartłomiej Kulas