Распределение температур и влажность в атмосфере

Распределение температур. Благодаря подогреву снизу в приземном слое атмосферы температура с высотой падает. В этом слое (тропосфере), толщина которого в приполярных областях 8 км и над экватором 16-19 км, заключено 80% всей массы атмосферы.

Для тропосферы характерно увеличение с высотой скорости ветра, большая влажность на нижних уровнях и значительные вертикальные перемещения воздуха - все то, что определяет погоду. Граница между тропосферой и расположенной над ней стратосферой носит название тропопаузы.

В нижней части стратосферы температура, в сущности, постоянна, но для этих слоев характерна своя циркуляция воздуха и большие скорости воздушных потоков; этим обычно пользуются пилоты, конечно, если им с ветром по пути.

В верхних слоях стратосферы, выше 25 км, температура постепенно увеличивается, достигая максимума в стратопаузе. Выше стратопаузы, в мезосфере, температура начинает быстро падать примерно до высоты 85 км. Над этим уровнем, мезопаузой, расположена термосфера, где, как полагают, температура снова растет кверху, по направлению к термопаузе (высота примерно 400 км). За термопаузой, в экзосфере, давление падает практически до вакуума - становится таким же, как давление во внешней атмосфере Солнца, в которой вращается Земля.

В пределах тропосферы действует особой тип теплового баланса. В тропических широтах Земля получает тепла больше, чем теряет, а в полярных - наоборот. Этот большой перепад температур от экватора к полюсу создает в том же направлении градиент давления; теплый воздух движется в сторону низ кого давления и уменьшает разницу температур, охлаждая тропики и нагревая полярные страны (3).

3. Температуры в атмосфере и на поверхности Земли зависят главным образом от приходо-расходного баланса радиации. Среднегодовое количество солнечной радиации, достигающей земной поверхности (исчисляется в кило-ленгли - одна калория, поглощаемая 1 см²), составляет максимум в районах жарких пустынь (А).

Сравнение со среднегодовым длинноволновым излучением с поверхности Земли (Б) показывает избыток радиации почти для всех широт, но она поглощается атмосферой и затем с высотой рассеивается. Этим обеспечивается общее равновесие.

Несбалансированное поступление радиации между экваториальными и полярными широтами (В) отчасти компенсируется за счет переноса тепла атмосферой и океанами. Этот выравнивающий перенос между областями дефицита и избытка радиации лучше всего осуществляется в средних широтах за счет циклонов и антициклонов (знаменитые сороковые широты на морских картах).

4. Температура атмосферы равномерно понижается с увеличением высоты и широты местности до уровня, носящего название тропопаузы.

Он расположен на высоте около 9 км над полюсом и поднимается до 18 км над тропиками

Влажность атмосферы. Вода в атмосфере присутствует в основном в виде пара. Он образуется в результате испарения влаги с поверхности Земли, поэтому влажность атмосферы с высотой уменьшается (5).

5. В тропосфере влажность с высотой уменьшается. Теплый воздух способен вместить больше водяных паров, чем холодный, поэтому в умеренных широтах воздух более влажен, чем в Антарктиде

Над субтропическими пустынями нижние слои атмосферы наиболее сухие; над экваториальными и муссонными областями и особенно над поверхностью океана они содержат наибольшее количество влаги. Вода постоянно циркулирует между Землей и атмосферой. В атмосфере находится всего 1% от общего количества воды на планете, но этого достаточно, чтобы дожди поддерживали жизнь на Земле.