Хотя в своей обычной жизни мы не отдаём ей должное, внимание всего мира было приковано к слоям атмосферы в 2013 году, когда австрийский парашютист Феликс Баумгартнер (Felix Baumgartner) добрался в капсуле до стратосферы, поднявшись на высоту 37 км над поверхностью Земли, и совершил прыжок. Его рекордное, поразительное свободное падение породило новую волну интереса к космическим путешествиям и к физике атмосферы.
В нашем сегодняшнем списке мы познакомим вас с фактами про атмосферу Земли, которые известны немногим, но должны стать широко известными, поскольку очень важны для понимания окружающего нас мира.
Мы расскажем, как сформировался озоновый слой, как в средних широтах образуются пустыни, почему самолёты оставляют после себя белый след и многое другое. Так что отложите ненадолго все дела и узнайте эти 25 фактов про атмосферу Земли, которые являются действительно грандиозными!
25. Хотите — верьте, хотите — нет, но небо на самом деле фиолетовое. Когда солнечный свет проходит через атмосферу, воздух и частицы воды поглощают его, отражают и рассеивают прежде чем мы его увидим.
Поскольку рассеивание предпочитает более короткие волны света, то наиболее сильно рассеивается фиолетовый цвет. Мы же думаем, что видим голубое небо, а не фиолетовое потому, что наши глаза более чувствительны к синему цвету.
24. Как вы, наверное, знаете из школьных занятий, наша атмосфера состоит из почти 78% азота, 21% кислорода и крохотного процента аргона, углекислого газа, неона, гелия и других газов. А вот что вы, скорее всего, не учили в школе, так это то, что наша атмосфера является единственной (не считая великолепного открытия на комете 67P), в составе которой есть свободный кислород.
Поскольку кислород является химически очень активным газом, он часто вступает во взаимодействие с другими химическими веществами в космосе. Его чистая форма на Земле делает нашу планету пригодной для жизни, поэтому является объектом поиска жизни на других планетах.
23. Большинство людей, возможно, поймут этот вопрос неправильно: где содержится больше воды — в облаках или в ясном небе?
Хотя многие подумают, что основным "хранилищем" являются облака, поскольку именно оттуда льётся дождь, большая часть воды находится в нашей атмосфере в виде невидимого водяного пара. По этой причине на нашем теле проступает больше пота, когда уровень водяного пара в воздухе, известного как влажность, повышается.
22. Некоторые скептики в вопросе глобального потепления утверждают, что это явление нереально, так как в их городах становится всё холоднее. Глобальный климат Земли — это сочетание самых разнообразных региональных климатических условий. Поэтому даже если в некоторых частях планеты наблюдается потепление, то в других — похолодание, а в целом средний глобальный климат стремительно нагревается.
21. Вы никогда не задумывались над тем, почему летящий в небе самолёт оставляет после себя белый след? Эти белые следы, известные как инверсионные или конденсационные следы, образуются тогда, когда горячие и влажные выхлопные газы из двигателя самолёта смешиваются с более холодным наружным воздухом. Водяной пар из выхлопов замерзает и становится видимым — так же, как наше тёплое дыхание в холодную погоду.
Слабый и быстро исчезающий конденсационный след означает, что воздух на этой большой высоте имеет низкую влажность, что служит признаком хорошей погоды. Насыщенный и стойкий инверсионный след указывает на высокую влажность и может означать приближение грозы.
20. Атмосфера Земли состоит из пяти основных слоёв, благодаря которым на нашей планете возможна жизнь. Первый слой, тропосфера, простирается от уровня моря до 8 км в полярных и 18 км в тропических широтах. Большинство погодных явлений происходит в этом слое из-за смеси тёплого воздуха, который, поднимаясь и опускаясь, образует облака и ветер.
19. Следующий слой — стратосфера, достигающая почти до 50 км над уровнем моря. Здесь находится озоновый слой, защищающий нас от опасных ультрафиолетовых лучей. Хотя стратосфера находится выше тропосферы, этот слой на самом деле может быть теплее благодаря поглощённой энергии солнечных лучей.
18. Мезосфера — это средний из пяти слоёв, простирающийся до 80-90 км над поверхностью Земли, температура в котором колеблется в районе -118°С. Большинство метеоритов, входящих в нашу атмосферу, сгорают в мезосфере.
17. Вслед за мезосферой идёт термосфера, которая простирается до 800 км над поверхностью Земли. Внутри этого слоя лежат основные области ионосферы. Большинство спутников, а также Международная космическая станция, находятся в термосфере.
16. Экзосфера — пятый и самый верхний, внешний слой атмосферы, который становится всё разреженнее и разреженнее по мере удаления от поверхности Земли, пока не переходит в ближнекосмический вакуум (пока не смешивается с межпланетным пространством). Он начинается на высоте от 700 км над поверхностью Земли.
Самое захватывающее в том, что размеры этого слоя могут увеличиваться или уменьшаться в зависимости от солнечной активности. Когда Солнце спокойно и не сжимает слой во время солнечных бурь, внешняя часть экзосферы может простираться на расстоянии 1000-10000 км от поверхности Земли.
15. Пассаты дуют в самых тёплых частях нашей планеты, примерно между 23° с.ш. и 23° ю.ш. Вот почему большинство муссонов и гроз рождаются в этих нестабильных регионах.
За их пределами нет такого сильного ветра. Соответственно, на материковую часть попадает минимальная влажность из океанов, и сухой воздух легко опускается на поверхность планеты, часто приводя к образованию огромных территорий безводных пустынь.
14. Большинство реактивных самолётов и метеозондов летают в стратосфере. Реактивные самолёты, находясь на этой высоте под меньшим воздействием силы тяжести и трения, могут летать быстрее, а метеозонды — получать лучшее представление о штормах, которые образуются ниже, в тропосфере.
13. Наша планета, вероятно, теряла свою атмосферу несколько раз. Когда Земля была покрыта магматическими океанами, в неё врезались массивные землеподобные межзвёздные объекты. Эти удары (также участвовавшие в создании нашей Луны) могли быть ответственны за первые попытки образования атмосферы Земли.
12. Не имея в своей атмосфере различные газы, наша планета была бы слишком холодная для существования человека. Водяной пар, углекислый газ и другие атмосферные газы поглощают солнечное тепло, распространяя его по поверхности планеты, тем самым создавая климат, пригодный для жизни.
Учёные обеспокоены тем, что если слишком большое количество газов, поглощающих тепло, поступит в атмосферу, парниковый эффект будет увеличиваться, выходя из-под контроля и создавая обжигающую, неприспособленную для жизни среду, как это наблюдается на Венере.
11. Пробы атмосферного воздуха, взятого после урагана Карла, пронёсшегося над Карибским бассейном в 2010 году, показали, что до 25% найденных в нём бактерий были связаны или были такими же, какие присутствуют в кале. Многие из этих бактерий, присутствуя в атмосфере, могут собираться в капельки и попадать на Землю в виде дождя. Учёные рассматривают эти бактерии как возможный способ передачи заболеваний.
10. Наш пресловутый (и так необходимый) озоновый слой сформировался, когда атомы кислорода смешались с ультрафиолетовым солнечным излучением, создав озон (О3). Молекулы озона поглощают большинство вредного солнечного излучения, не давая ему достигать нас.
Несмотря на свою значимость, озоновый слой был сформирован сравнительно недавно — после того, как в наших океанах появилось достаточно жизни, чтобы выделять количество кислорода, необходимого для его создания.
9. Своё название ионосфера получила потому, что высокоэнергетические частицы из космоса и наше Солнце помогают формировать ионы, создающие мягкий, электрический слой вокруг планеты. Этот слой помогал отражать радиоволны до тех пор, пока не были запущены спутники.
8. Кислотный дождь, уничтожающий целые леса и опустошающий водные экосистемы, формируется в атмосфере при условии, когда частицы диоксида серы или оксида азота смешиваются вместе с водяным паром и падают на Землю в виде дождя.
Оба этих химических соединения также встречаются в природе: диоксид серы выделяется при извержении вулканов, а оксид азота вырабатывается электрическими разрядами молнии.
7. Хотя давление воздуха с увеличением высоты падает, оно может изменяться в больших пределах на одном и том же месте Земли. Когда Солнце нагревает землю, нагревается и окружающий воздух, который поднимается, становясь точкой низкого давления.
Поскольку объекты перемещаются из областей высокого давления в области низкого давления, воздух вблизи высокого давления начинает стремительное движение, чтобы уравнять давление.
6. Молния — это настолько мощная сила, что всего один удар молнии может нагреть окружающий воздух до 30.000°С. Будучи электрическим взрывом, разряд молнии вызывает появление ударной волны, которая на больших расстояниях вырождается в звуковую волну, которую мы называем громом.
5. Хотя ветер, который мы ощущаем на поверхности Земли, часто приходит с северного и южного полюсов, на самом деле он формируется вокруг экватора.
Поскольку солнечный свет сильнее нагревает экватор и близлежащие широты, наибольший нагрев происходит здесь. (Солнечные лучи, конечно, достигают и полюсов, правда, это происходит под углом и не так активно.) Нагретый экваториальный воздух поднимается высоко в атмосферу и движется по направлению к полюсам, где опускается и возвращается обратно к экватору.
4. Северное полярное и южное полярное сияние, видимые в высоких северных и южных широтах, вызваны реакцией ионов, происходящей в четвёртом слое нашей атмосфере — термосфере.
Когда высоко заряженные частицы солнечного ветра сталкиваются с молекулами воздуха над нашими магнитными полюсами, они светятся и создают великолепные световые шоу, которые видны как с Земли, так и из космоса.
3. Парашютист Феликс Баумгартнер попал в историю, совершив прыжок с капсулы, находящейся в верхнем слое стратосферы. Осуществив прыжок с высоты 37 км над поверхностью Земли, Баумгартнер сначала находился в свободном полёте, летя со скоростью, превышающей скорость звука. Постепенно, по мере утолщения воздуха, его скорость падения становилась всё меньше.
2. Закаты Солнца часто выглядят так, будто это зарево от пожара, потому что небольшие атмосферные частицы рассеивают свет, отражая его в оранжевых и жёлтых оттенках. Такой же принцип лежит в основе формирования радуги.
1. В 2013 году учёные выяснили, что крошечные бактерии способны выживать и размножаться высоко над поверхностью Земли. Собранные на высоте 8-15 км над Землёй, были обнаружены бактерии как частично мигрирующие, так и частично местные, разрушающие плавающие в атмосфере органические соединения для своего питания.
