Съдържанието на кислород в повърхностния слой на атмосферата е. Тема по география - атмосфера

Състав на Земята. Въздух

Въздухът е механична смес от различни газове, които изграждат земната атмосфера. Въздухът е необходим за дишането на живите организми и се използва широко в промишлеността.

Фактът, че въздухът е смес, а не хомогенна субстанция, е доказан по време на експериментите на шотландския учен Джоузеф Блек. По време на един от тях ученият открива, че при нагряване на бял магнезий (магнезиев карбонат) се отделя „свързан въздух“, тоест въглероден диоксид, и се образува изгорял магнезий (магнезиев оксид). При изгаряне на варовик, напротив, „свързаният въздух“ се отстранява. Въз основа на тези експерименти ученият заключава, че разликата между въглеродния диоксид и разяждащите алкали е, че първият съдържа въглероден диоксид, който е една от съставките на въздуха. Днес знаем, че освен въглеродния диоксид, съставът на земния въздух включва:

Съотношението на газовете в земната атмосфера, посочено в таблицата, е характерно за долните й слоеве, до надморска височина от 120 km. В тези области се намира добре смесена, хомогенна област, наречена хомосфера. Над хомосферата се намира хетеросферата, която се характеризира с разлагането на газовите молекули на атоми и йони. Регионите са разделени един от друг с турбо пауза.

Химическата реакция, при която молекулите се разлагат на атоми под въздействието на слънчева и космическа радиация, се нарича фотодисоциация. При разпадането на молекулярния кислород се получава атомарен кислород, който е основният газ на атмосферата на височини над 200 km. На височини над 1200 км започват да преобладават водородът и хелият, които са най-леките от газовете.

Тъй като по-голямата част от въздуха е концентрирана в 3-те долни атмосферни слоя, промените в състава на въздуха на надморска височина над 100 km нямат забележим ефект върху общия състав на атмосферата.

Азотът е най-разпространеният газ, който представлява повече от три четвърти от обема на въздуха на Земята. Съвременният азот е образуван от окисляването на ранната амонячно-водородна атмосфера от молекулярен кислород, който се образува по време на фотосинтезата. Понастоящем малки количества азот навлизат в атмосферата в резултат на денитрификация - процесът на редуциране на нитратите до нитрити, последван от образуването на газообразни оксиди и молекулярен азот, който се произвежда от анаеробни прокариоти. Известно количество азот навлиза в атмосферата по време на вулканични изригвания.

В горните слоеве на атмосферата, когато са изложени на електрически разряди с участието на озон, молекулярният азот се окислява до азотен оксид:

N 2 + O 2 → 2NO

При нормални условия моноксидът незабавно реагира с кислорода, за да образува азотен оксид:

2NO + O 2 → 2N 2 O

Азотът е най-важният химичен елемент в земната атмосфера. Азотът е част от протеините и осигурява минерално хранене на растенията. Той определя скоростта на биохимичните реакции и играе ролята на разредител на кислорода.

Вторият най-често срещан газ в земната атмосфера е кислородът. Образуването на този газ е свързано с фотосинтетичната активност на растенията и бактериите. И колкото по-разнообразни и многобройни стават фотосинтезиращите организми, толкова по-значителен става процесът на съдържание на кислород в атмосферата. По време на дегазирането на мантията се отделя малко количество тежък кислород.

В горните слоеве на тропосферата и стратосферата под въздействието на ултравиолетовото слънчево лъчение (означаваме го като hν) се образува озон:

O 2 + hν → 2O

В резултат на същото ултравиолетово лъчение озонът се разлага:

O 3 + hν → O 2 + O

О 3 + O → 2О 2

В резултат на първата реакция се образува атомарен кислород, а в резултат на втората - молекулярен кислород. Всичките 4 реакции се наричат ​​„механизъм на Чапман“, кръстен на британския учен Сидни Чапман, който ги открива през 1930 г.

Кислородът се използва за дишането на живите организми. С негова помощ протичат процеси на окисляване и изгаряне.

Озонът служи за защита на живите организми от ултравиолетовото лъчение, което причинява необратими мутации. Най-висока концентрация на озон се наблюдава в долната стратосфера в рамките на т.нар. озонов слой или озонов екран, лежащ на надморска височина от 22-25 km. Съдържанието на озон е малко: при нормално налягане целият озон в земната атмосфера би заемал слой с дебелина само 2,91 mm.

Образуването на третия най-често срещан газ в атмосферата, аргон, както и неон, хелий, криптон и ксенон, се свързва с вулканични изригвания и разпадане на радиоактивни елементи.

По-специално, хелият е продукт на радиоактивното разпадане на уран, торий и радий: 238 U → 234 Th + α, 230 Th → 226 Ra + 4 He, 226 Ra → 222 Rn + α (в тези реакции α-частицата е хелиевото ядро, което в По време на процеса на загуба на енергия улавя електрони и се превръща в 4 He).

Аргонът се образува при разпадането на радиоактивния изотоп на калия: 40 K → 40 Ar + γ.

Неонът излиза от магмени скали.

Криптонът се образува като краен продукт от разпада на уран (235 U и 238 U) и торий Th.

По-голямата част от атмосферния криптон се е образувал в ранните етапи от еволюцията на Земята в резултат на разпадането на трансуранови елементи с феноменално кратък период на полуразпад или е дошъл от космоса, където съдържанието на криптон е десет милиона пъти по-високо от това на Земята.

Ксенонът е резултат от деленето на урана, но по-голямата част от този газ остава от ранните етапи на формирането на Земята, от първичната атмосфера.

Въглеродният диоксид навлиза в атмосферата в резултат на вулканични изригвания и по време на разлагането на органични вещества. Съдържанието му в атмосферата на средните географски ширини на Земята варира значително в зависимост от сезоните на годината: през зимата количеството на CO 2 се увеличава, а през лятото намалява. Това колебание е свързано с активността на растенията, които използват въглероден диоксид в процеса на фотосинтеза.

Водородът се образува в резултат на разлагането на водата от слънчевата радиация. Но тъй като е най-лекият от газовете, които изграждат атмосферата, той постоянно се изпарява в открития космос и следователно съдържанието му в атмосферата е много малко.

Водната пара е резултат от изпарението на водата от повърхността на езерата, реките, моретата и сушата.

Концентрацията на основните газове в долните слоеве на атмосферата, с изключение на водните пари и въглеродния диоксид, е постоянна. В малки количества атмосферата съдържа серен оксид SO 2, амоняк NH 3, въглероден оксид CO, озон O 3, хлороводород HCl, флуороводород HF, азотен оксид NO, въглеводороди, живачни пари Hg, йод I 2 и много други. В долния слой на атмосферата, тропосферата, винаги има голямо количество суспендирани твърди и течни частици.

Източниците на прахови частици в земната атмосфера включват вулканични изригвания, цветен прашец, микроорганизми и, напоследък, човешки дейности, като изгарянето на изкопаеми горива по време на производството. Най-малките частици прах, които са кондензационни ядра, причиняват образуването на мъгли и облаци. Без прахови частици, постоянно присъстващи в атмосферата, валежите не биха паднали на Земята.

На морско ниво 1013,25 hPa (около 760 mmHg). Средната глобална температура на въздуха на повърхността на Земята е 15°C, като температурите варират от приблизително 57°C в субтропичните пустини до -89°C в Антарктика. Плътността и налягането на въздуха намаляват с височината по закон, близък до експоненциалния.

Структурата на атмосферата. Вертикално атмосферата има слоеста структура, която се определя главно от характеристиките на вертикалното разпределение на температурата (фигура), което зависи от географското местоположение, сезона, времето на деня и т.н. Долният слой на атмосферата - тропосферата - се характеризира с понижаване на температурата с височина (с около 6°C на 1 km), височината му от 8-10 km в полярните ширини до 16-18 km в тропиците. Поради бързото намаляване на плътността на въздуха с височината около 80% от общата маса на атмосферата се намира в тропосферата. Над тропосферата е стратосферата, слой, който обикновено се характеризира с повишаване на температурата с височина. Преходният слой между тропосферата и стратосферата се нарича тропопауза. В долната стратосфера, до ниво от около 20 km, температурата се променя слабо с височината (т.нар. изотермична област) и често дори леко намалява. Над това температурата се повишава поради поглъщането на UV радиация от Слънцето от озона, първоначално бавно и по-бързо от ниво 34-36 km. Горната граница на стратосферата - стратопаузата - се намира на надморска височина 50-55 km, съответстваща на максималната температура (260-270 K). Слоят на атмосферата, разположен на височина 55-85 km, където температурата отново спада с височина, се нарича мезосфера; на горната му граница - мезопаузата - температурата достига 150-160 K през лятото, а 200-230 ° C. През зимата К. Над мезопаузата започва термосферата - слой, характеризиращ се с бързо повишаване на температурата, достигаща 800-1200 К на височина 250 км.В термосферата се абсорбира корпускулярно и рентгеново лъчение от Слънцето, метеорите се забавят и изгарят, така че действа като защитен слой на Земята. Още по-високо е екзосферата, откъдето атмосферните газове се разпръскват в космическото пространство поради разсейване и където се извършва постепенен преход от атмосферата към междупланетното пространство.

Атмосферен състав. До надморска височина около 100 km атмосферата е почти хомогенна по химичен състав и средното молекулно тегло на въздуха (около 29) е постоянно. В близост до повърхността на Земята атмосферата се състои от азот (около 78,1% от обема) и кислород (около 20,9%), а също така съдържа малки количества аргон, въглероден диоксид (въглероден диоксид), неон и други постоянни и променливи компоненти (виж Въздух ).

Освен това атмосферата съдържа малки количества озон, азотни оксиди, амоняк, радон и др. Относителното съдържание на основните компоненти на въздуха е постоянно във времето и еднакво в различните географски области. Съдържанието на водни пари и озон е променливо в пространството и времето; Въпреки ниското им съдържание, тяхната роля в атмосферните процеси е много важна.

Над 100-110 км настъпва дисоциация на молекулите на кислорода, въглеродния диоксид и водните пари, така че молекулната маса на въздуха намалява. На височина около 1000 км започват да преобладават леките газове - хелий и водород, а още по-високо земната атмосфера постепенно се превръща в междупланетен газ.

Най-важният променлив компонент на атмосферата е водната пара, която навлиза в атмосферата чрез изпарение от повърхността на водата и влажната почва, както и чрез транспирация от растенията. Относителното съдържание на водни пари варира на земната повърхност от 2,6% в тропиците до 0,2% в полярните ширини. Тя пада бързо с височина, намалявайки наполовина вече на надморска височина от 1,5-2 км. Вертикалният стълб на атмосферата в умерените ширини съдържа около 1,7 cm „утаен воден слой“. При кондензацията на водните пари се образуват облаци, от които падат атмосферни валежи под формата на дъжд, градушка и сняг.

Важен компонент на атмосферния въздух е озонът, концентриран 90% в стратосферата (между 10 и 50 km), около 10% от него е в тропосферата. Озонът осигурява поглъщане на твърдата UV радиация (с дължина на вълната под 290 nm) и това е неговата защитна роля за биосферата. Стойностите на общото съдържание на озон варират в зависимост от географската ширина и сезона в диапазона от 0,22 до 0,45 cm (дебелината на озоновия слой при налягане p = 1 atm и температура T = 0 ° C). В озоновите дупки, наблюдавани през пролетта в Антарктика от началото на 80-те години на миналия век, съдържанието на озон може да спадне до 0,07 см. То се увеличава от екватора към полюсите и има годишен цикъл с максимум през пролетта и минимум през есента, а амплитудата на годишният цикъл е малък в тропиците и расте към високи географски ширини. Значителен променлив компонент на атмосферата е въглеродният диоксид, чието съдържание в атмосферата се е увеличило с 35% през последните 200 години, което се обяснява главно с антропогенния фактор. Наблюдава се неговата географска ширина и сезонна изменчивост, свързана с фотосинтезата на растенията и разтворимостта в морска вода (според закона на Хенри, разтворимостта на газ във вода намалява с повишаване на температурата).

Важна роля при формирането на климата на планетата играят атмосферните аерозоли - твърди и течни частици, суспендирани във въздуха, с размери от няколко nm до десетки микрона. Има аерозоли от естествен и антропогенен произход. Аерозолът се образува в процеса на газофазови реакции от продуктите на растителния живот и човешката стопанска дейност, вулканични изригвания, в резултат на издигането на прах от вятъра от повърхността на планетата, особено от нейните пустинни райони, и също така е образувани от космически прах, падащ в горните слоеве на атмосферата. По-голямата част от аерозола е концентриран в тропосферата; аерозолът от вулканични изригвания образува така наречения слой Юнге на надморска височина от около 20 km. Най-голямото количество антропогенен аерозол навлиза в атмосферата в резултат на работата на превозни средства и топлоелектрически централи, химическо производство, изгаряне на горива и др. Следователно в някои райони съставът на атмосферата е значително различен от обикновения въздух, което изисква създаване на специална служба за наблюдение и мониторинг на нивото на замърсяване на атмосферния въздух.

Еволюция на атмосферата. Съвременната атмосфера очевидно има вторичен произход: тя се е образувала от газове, отделени от твърдата обвивка на Земята след завършването на формирането на планетата преди около 4,5 милиарда години. През геоложката история на Земята атмосферата е претърпяла значителни промени в състава си под въздействието на редица фактори: разсейване (изпаряване) на газове, предимно по-леки, в космическото пространство; отделяне на газове от литосферата в резултат на вулканична дейност; химични реакции между компонентите на атмосферата и скалите, изграждащи земната кора; фотохимични реакции в самата атмосфера под въздействието на слънчевата UV радиация; акреция (улавяне) на материя от междупланетната среда (например метеорна материя). Развитието на атмосферата е тясно свързано с геоложки и геохимични процеси, а през последните 3-4 милиарда години и с дейността на биосферата. Значителна част от газовете, които съставляват съвременната атмосфера (азот, въглероден диоксид, водна пара), са възникнали по време на вулканична дейност и проникване, което ги е пренесло от дълбините на Земята. Кислородът се е появил в значителни количества преди около 2 милиарда години в резултат на фотосинтезиращи организми, които първоначално са се появили в повърхностните води на океана.

Въз основа на данни за химичния състав на карбонатните отлагания са получени оценки за количеството въглероден диоксид и кислород в атмосферата от геоложкото минало. През целия фанерозой (последните 570 милиона години от историята на Земята) количеството въглероден диоксид в атмосферата варира в широки граници в зависимост от нивото на вулканична активност, температурата на океана и скоростта на фотосинтезата. През по-голямата част от това време концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата е била значително по-висока от днешната (до 10 пъти). Количеството кислород във фанерозойската атмосфера се променя значително, като преобладава тенденцията към неговото увеличаване. В докамбрийската атмосфера масата на въглеродния диоксид като правило е по-голяма, а масата на кислорода е по-малка в сравнение с атмосферата на фанерозоя. Колебанията в количеството въглероден диоксид са имали значително влияние върху климата в миналото, увеличавайки парниковия ефект с нарастващите концентрации на въглероден диоксид, правейки климата много по-топъл през основната част на фанерозоя в сравнение с съвременната ера.

Атмосфера и живот. Без атмосфера Земята би била мъртва планета. Органичният живот възниква в тясно взаимодействие с атмосферата и свързаните с нея климат и време. Незначителна по маса в сравнение с планетата като цяло (около една милионна част), атмосферата е незаменимо условие за всички форми на живот. Най-важните от атмосферните газове за живота на организмите са кислород, азот, водна пара, въглероден диоксид и озон. Когато въглеродният диоксид се абсорбира от фотосинтезиращите растения, се създава органична материя, която се използва като източник на енергия от по-голямата част от живите същества, включително хората. Кислородът е необходим за съществуването на аеробни организми, за които потокът от енергия се осигурява от окислителните реакции на органичната материя. Азотът, усвоен от някои микроорганизми (азотфиксатори), е необходим за минералното хранене на растенията. Озонът, който абсорбира тежката UV радиация от Слънцето, значително отслабва тази вредна за живота част от слънчевата радиация. Кондензацията на водни пари в атмосферата, образуването на облаци и последващите валежи доставят вода на сушата, без която не е възможна никаква форма на живот. Жизнената дейност на организмите в хидросферата до голяма степен се определя от количеството и химичния състав на атмосферните газове, разтворени във водата. Тъй като химичният състав на атмосферата значително зависи от дейността на организмите, биосферата и атмосферата могат да се разглеждат като част от единна система, поддържането и еволюцията на която (вижте Биогеохимичните цикли) е от голямо значение за промяната на състава на атмосфера през цялата история на Земята като планета.

Радиационен, топлинен и воден баланс на атмосферата. Слънчевата радиация е практически единственият източник на енергия за всички физически процеси в атмосферата. Основната характеристика на радиационния режим на атмосферата е така нареченият парников ефект: атмосферата пропуска слънчевата радиация към земната повърхност доста добре, но активно абсорбира топлинна дълговълнова радиация от земната повърхност, част от която се връща на повърхността под формата на противорадиация, компенсираща радиационните загуби на топлина от земната повърхност (виж Атмосферна радиация). При липса на атмосфера средната температура на земната повърхност би била -18°C, но в действителност тя е 15°C. Входящата слънчева радиация се абсорбира частично (около 20%) в атмосферата (главно от водна пара, водни капчици, въглероден диоксид, озон и аерозоли), а също така се разпръсква (около 7%) от аерозолни частици и колебания на плътността (Rayleigh scattering). . Общата радиация, достигаща до земната повърхност, частично (около 23%) се отразява от нея. Коефициентът на отразяване се определя от отразяващата способност на подлежащата повърхност, така нареченото албедо. Средно албедото на Земята за интегралния поток от слънчева радиация е близо 30%. Тя варира от няколко процента (суха почва и чернозем) до 70-90% за прясно паднал сняг. Радиационният топлообмен между земната повърхност и атмосферата значително зависи от албедото и се определя от ефективното излъчване на земната повърхност и погълнатото от нея противоизлъчване на атмосферата. Алгебричната сума на радиационните потоци, влизащи в земната атмосфера от космоса и напускащи я обратно, се нарича радиационен баланс.

Трансформациите на слънчевата радиация след поглъщането й от атмосферата и земната повърхност определят топлинния баланс на Земята като планета. Основният източник на топлина за атмосферата е земната повърхност; топлината от него се пренася не само под формата на дълговълнова радиация, но и чрез конвекция, а също така се отделя при кондензация на водна пара. Дяловете на тези топлинни потоци са средно съответно 20%, 7% и 23%. Тук също се добавя около 20% топлина поради поглъщането на пряка слънчева радиация. Потокът от слънчева радиация за единица време през една област, перпендикулярна на слънчевите лъчи и разположена извън атмосферата на средно разстояние от Земята до Слънцето (т.нар. слънчева константа), е равна на 1367 W/m2, промените са 1-2 W/m2 в зависимост от цикъла на слънчева активност. С планетарно албедо от около 30%, средният за времето глобален приток на слънчева енергия към планетата е 239 W/m2. Тъй като Земята като планета излъчва средно еднакво количество енергия в космоса, тогава, съгласно закона на Стефан-Болцман, ефективната температура на изходящото топлинно дълговълново лъчение е 255 K (-18 ° C). В същото време средната температура на земната повърхност е 15°C. Разликата от 33°C се дължи на парниковия ефект.

Водният баланс на атмосферата като цяло съответства на равенството на количеството влага, изпарено от земната повърхност, и количеството на валежите, падащи на повърхността на Земята. Атмосферата над океаните получава повече влага от процесите на изпарение, отколкото над сушата, и губи 90% под формата на валежи. Излишната водна пара над океаните се транспортира до континентите от въздушните течения. Количеството водна пара, пренесено в атмосферата от океаните към континентите, е равно на обема на реките, вливащи се в океаните.

Движение на въздуха. Земята е сферична, така че много по-малко слънчева радиация достига до високите географски ширини, отколкото до тропиците. В резултат на това възникват големи температурни контрасти между географските ширини. Разпределението на температурата също се влияе значително от взаимното разположение на океаните и континентите. Поради голямата маса на океанските води и високия топлинен капацитет на водата, сезонните колебания в температурата на повърхността на океана са много по-малки, отколкото на сушата. В тази връзка в средните и високите ширини температурата на въздуха над океаните през лятото е значително по-ниска, отколкото над континентите, и по-висока през зимата.

Неравномерното нагряване на атмосферата в различните региони на земното кълбо причинява пространствено нехомогенно разпределение на атмосферното налягане. На морското равнище разпределението на налягането се характеризира с относително ниски стойности в близост до екватора, нараства в субтропиците (пояси с високо налягане) и намалява в средните и високите ширини. В същото време над континентите на екстратропичните ширини налягането обикновено се повишава през зимата и намалява през лятото, което се свързва с разпределението на температурата. Под въздействието на градиента на налягането въздухът изпитва ускорение, насочено от области с високо налягане към области с ниско налягане, което води до движение на въздушните маси. Движещите се въздушни маси също се влияят от отклоняващата сила на въртенето на Земята (силата на Кориолис), силата на триене, която намалява с височината, и, за криви траектории, центробежната сила. Турбулентното смесване на въздуха е от голямо значение (виж Турбулентност в атмосферата).

С разпределението на планетарното налягане е свързана сложна система от въздушни течения (обща атмосферна циркулация). В меридионалната равнина могат да се проследят средно две или три меридионални циркулационни клетки. Близо до екватора нагрятият въздух се издига и пада в субтропиците, образувайки клетка на Хадли. Въздухът от обратната клетка на Ферел също се спуска там. На високи географски ширини често се вижда права полярна клетка. Скоростите на меридионалната циркулация са от порядъка на 1 m/s или по-малко. Благодарение на силата на Кориолис, в по-голямата част от атмосферата се наблюдават западни ветрове със скорост в средната тропосфера около 15 m/s. Има относително стабилни вятърни системи. Те включват търговски ветрове - ветрове, духащи от зони с високо налягане в субтропиците до екватора със забележим източен компонент (от изток на запад). Мусоните са доста стабилни - въздушни течения, които имат ясно изразен сезонен характер: духат от океана към сушата през лятото и в обратна посока през зимата. Мусоните в Индийския океан са особено редовни. В средните ширини движението на въздушните маси е предимно западно (от запад на изток). Това е зона на атмосферни фронтове, върху които възникват големи вихри - циклони и антициклони, обхващащи много стотици и дори хиляди километри. Циклони се срещат и в тропиците; тук те се отличават с по-малки размери, но много висока скорост на вятъра, достигаща ураганна сила (33 m/s или повече), т. нар. тропически циклони. В Атлантическия и източната част на Тихия океан те се наричат ​​урагани, а в западната част на Тихия океан се наричат ​​тайфуни. В горната тропосфера и долната стратосфера, в областите, разделящи директната меридионална циркулационна клетка на Хадли и обратната клетка на Ферел, често се наблюдават сравнително тесни, широки стотици километри, струйни течения с рязко очертани граници, в които вятърът достига 100-150 и дори 200 м/с.

Климат и време. Разликата в количеството слънчева радиация, достигаща на различни географски ширини до земната повърхност, която е различна по своите физични свойства, определя разнообразието на климата на Земята. От екватора до тропическите ширини температурата на въздуха на земната повърхност е средно 25-30°C и варира слабо през годината. В екваториалния пояс обикновено има много валежи, което създава условия за излишна влага там. В тропическите зони валежите намаляват и в някои райони стават много малко. Тук са обширните пустини на Земята.

В субтропичните и средните ширини температурата на въздуха варира значително през цялата година, като разликата между летните и зимните температури е особено голяма в районите на континентите, далеч от океаните. Така в някои райони на Източен Сибир годишната температура на въздуха достига 65°C. Условията на овлажняване в тези географски ширини са много разнообразни, зависят главно от режима на общата атмосферна циркулация и варират значително от година на година.

В полярните ширини температурата остава ниска през цялата година, дори ако има забележими сезонни колебания. Това допринася за широкото разпространение на ледената покривка в океаните и сушата и вечната замръзналост, които заемат над 65% от площта й в Русия, главно в Сибир.

През последните десетилетия промените в глобалния климат стават все по-забележими. Температурите се повишават повече на високи географски ширини, отколкото на ниски ширини; повече през зимата, отколкото през лятото; повече през нощта, отколкото през деня. През 20-ти век средната годишна температура на въздуха на земната повърхност в Русия се е повишила с 1,5-2°C, а в някои райони на Сибир се наблюдава увеличение с няколко градуса. Това е свързано с увеличаване на парниковия ефект поради увеличаване на концентрацията на следи от газове.

Времето се определя от условията на атмосферната циркулация и географското положение на района, най-стабилно е в тропиците и най-променливо в средните и високите ширини. Времето се променя най-вече в зоните на промяна на въздушните маси, причинени от преминаването на атмосферни фронтове, циклони и антициклони, носещи валежи и усилен вятър. Данните за прогнозиране на времето се събират от наземни метеорологични станции, кораби и самолети и от метеорологични спътници. Вижте също Метеорология.

Оптични, акустични и електрически явления в атмосферата. Когато електромагнитното лъчение се разпространява в атмосферата, в резултат на пречупване, поглъщане и разсейване на светлината от въздуха и различни частици (аерозоли, ледени кристали, водни капки), възникват различни оптични явления: дъги, корони, ореол, мираж и др. разсейването на светлината определя видимата височина на небесния свод и синия цвят на небето. Диапазонът на видимост на обектите се определя от условията на разпространение на светлината в атмосферата (виж Атмосферна видимост). Прозрачността на атмосферата при различни дължини на вълните определя обхвата на комуникация и възможността за откриване на обекти с инструменти, включително възможността за астрономически наблюдения от повърхността на Земята. За изследване на оптичните нехомогенности на стратосферата и мезосферата феноменът на здрача играе важна роля. Например фотографирането на здрача от космически кораб прави възможно откриването на аерозолни слоеве. Характеристиките на разпространението на електромагнитното лъчение в атмосферата определят точността на методите за дистанционно наблюдение на нейните параметри. Всички тези въпроси, както и много други, се изучават от атмосферната оптика. Пречупването и разсейването на радиовълните определят възможностите за радиоприемане (вж. Разпространение на радиовълните).

Разпространението на звука в атмосферата зависи от пространственото разпределение на температурата и скоростта на вятъра (виж Атмосферна акустика). Представлява интерес за изследване на атмосферата чрез дистанционни методи. Експлозиите на заряди, изстреляни от ракети в горните слоеве на атмосферата, предоставиха богата информация за вятърните системи и температурните промени в стратосферата и мезосферата. В стабилно стратифицирана атмосфера, когато температурата намалява с височина по-бавно от адиабатния градиент (9,8 K/km), възникват така наречените вътрешни вълни. Тези вълни могат да се разпространяват нагоре в стратосферата и дори в мезосферата, където отслабват, допринасяйки за увеличаване на ветровете и турбуленцията.

Отрицателният заряд на Земята и полученото електрическо поле, атмосферата, заедно с електрически заредените йоносфера и магнитосфера, създават глобална електрическа верига. Образуването на облаци и електричество при гръмотевична буря играе важна роля в това. Опасността от мълниезащита наложи разработването на методи за мълниезащита на сгради, съоръжения, електропроводи и комуникации. Това явление представлява особена опасност за авиацията. Гръмотевичните разряди причиняват атмосферни радиосмущения, наречени атмосферни (вижте Свистящи атмосферни). При рязко увеличаване на напрегнатостта на електрическото поле се наблюдават светлинни разряди, които се появяват по върховете и острите ъгли на стърчащи над земната повърхност предмети, по отделни върхове в планините и др. (Elma lights). Атмосферата винаги съдържа силно вариращо количество леки и тежки йони, в зависимост от специфичните условия, които определят електрическата проводимост на атмосферата. Основните йонизатори на въздуха в близост до земната повърхност са радиацията от радиоактивни вещества, съдържащи се в земната кора и атмосферата, както и космическите лъчи. Вижте също Атмосферно електричество.

Влияние на човека върху атмосферата.През последните векове се наблюдава увеличаване на концентрацията на парникови газове в атмосферата поради икономическата дейност на човека. Процентът на въглероден диоксид се е увеличил от 2,8-10 2 преди двеста години до 3,8-10 2 през 2005 г., съдържанието на метан - от 0,7-10 1 преди приблизително 300-400 години до 1,8-10 -4 в началото на 21-ви век; около 20% от увеличението на парниковия ефект през миналия век идва от фреони, които практически липсват в атмосферата до средата на 20 век. Тези вещества са признати за разрушаващи стратосферния озон и тяхното производство е забранено от Монреалския протокол от 1987 г. Увеличаването на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата се дължи на изгарянето на все по-големи количества въглища, нефт, газ и други видове въглеродни горива, както и изсичането на гори, в резултат на което усвояването на въглеродният диоксид чрез фотосинтеза намалява. Концентрацията на метан се увеличава с увеличаване на производството на нефт и газ (поради загубите му), както и с разширяването на оризовите култури и увеличаването на броя на добитъка. Всичко това допринася за затоплянето на климата.

За промяна на времето са разработени методи за активно влияние върху атмосферните процеси. Използват се за защита на селскостопанските растения от градушка чрез разпръскване на специални реактиви в гръмотевични облаци. Има и методи за разпръскване на мъгла на летищата, защита на растенията от замръзване, повлияване на облаците за увеличаване на валежите в желаните зони или за разпръскване на облаци по време на обществени събития.

Изследване на атмосферата. Информация за физическите процеси в атмосферата се получава предимно от метеорологични наблюдения, които се извършват от глобална мрежа от постоянно действащи метеорологични станции и постове, разположени на всички континенти и на много острови. Ежедневните наблюдения дават информация за температурата и влажността на въздуха, атмосферното налягане и валежите, облачността, вятъра и др. Наблюденията на слънчевата радиация и нейните трансформации се извършват в актинометрични станции. Голямо значение за изучаване на атмосферата имат мрежи от аерологични станции, в които се извършват метеорологични измервания до надморска височина 30-35 км с помощта на радиозонди. В редица станции се извършват наблюдения на атмосферния озон, електрическите явления в атмосферата и химичния състав на въздуха.

Данните от наземните станции се допълват от наблюдения върху океаните, където работят „метеорологични кораби“, постоянно разположени в определени райони на Световния океан, както и метеорологична информация, получена от изследователски и други кораби.

През последните десетилетия все повече информация за атмосферата се получава с помощта на метеорологични спътници, които носят инструменти за фотографиране на облаци и измерване на потоци от ултравиолетово, инфрачервено и микровълново лъчение от Слънцето. Сателитите позволяват да се получи информация за вертикалните профили на температурата, облачността и нейното водоснабдяване, елементите на радиационния баланс на атмосферата, температурата на повърхността на океана и др. Използвайки измервания на пречупването на радиосигнали от система от навигационни спътници, е възможно да се определят вертикални профили на плътност, налягане и температура, както и съдържание на влага в атмосферата. С помощта на сателити стана възможно да се изясни стойността на слънчевата константа и планетарното албедо на Земята, да се изградят карти на радиационния баланс на системата Земя-атмосфера, да се измери съдържанието и променливостта на малките атмосферни замърсители и да се решат много други проблеми на физиката на атмосферата и мониторинга на околната среда.

Лит.: Budyko M.I. Климатът в миналото и бъдещето. Л., 1980; Матвеев Л. Т. Курс по обща метеорология. Атмосферна физика. 2-ро изд. Л., 1984; Будико M.I., Ронов A.B., Яншин A.L. История на атмосферата. Л., 1985; Khrgian A. Kh Атмосферна физика. М., 1986; Атмосфера: Справочник. Л., 1991; Khromov S.P., Petrosyants M.A. Метеорология и климатология. 5-то изд. М., 2001.

Г. С. Голицин, Н. А. Зайцева.

Земната атмосфера е газовата обвивка на нашата планета. Между другото, почти всички небесни тела имат подобни черупки, от планетите на Слънчевата система до големите астероиди. зависи от много фактори - големината на скоростта му, масата и много други параметри. Но само черупката на нашата планета съдържа компонентите, които ни позволяват да живеем.

Атмосферата на Земята: кратка история на нейното възникване

Смята се, че в началото на своето съществуване нашата планета изобщо не е имала газова обвивка. Но младото, новообразувано небесно тяло постоянно се развивало. Първичната атмосфера на Земята се е образувала в резултат на постоянни вулканични изригвания. Ето как в продължение на много хиляди години около Земята се образува обвивка от водна пара, азот, въглерод и други елементи (с изключение на кислорода).

Тъй като количеството на влагата в атмосферата е ограничено, нейният излишък се превърна във валежи - така се образуваха морета, океани и други водни тела. Първите организми, населили планетата, са се появили и развили във водната среда. Повечето от тях принадлежат на растителни организми, които произвеждат кислород чрез фотосинтеза. Така атмосферата на Земята започва да се изпълва с този жизненоважен газ. И в резултат на натрупването на кислород се образува озоновият слой, който защитава планетата от вредното въздействие на ултравиолетовото лъчение. Именно тези фактори създадоха всички условия за нашето съществуване.

Структурата на земната атмосфера

Както знаете, газовата обвивка на нашата планета се състои от няколко слоя - тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера. Невъзможно е да се направят ясни граници между тези слоеве - всичко зависи от времето на годината и географската ширина на планетата.

Тропосферата е долната част на газовата обвивка, чиято височина е средно от 10 до 15 километра. Това е мястото, където се концентрира по-голямата част от влагата Между другото, тук се намира цялата влага и се образуват облаци. Благодарение на съдържанието на кислород тропосферата поддържа жизнената дейност на всички организми. В допълнение, той е от решаващо значение за формирането на времето и климатичните особености на района - тук се образуват не само облаци, но и ветрове. Температурите падат с надморска височина.

Стратосфера - започва от тропосферата и завършва на височина от 50 до 55 километра. Тук температурата се повишава с надморска височина. Тази част от атмосферата практически не съдържа водни пари, но има озонов слой. Понякога тук можете да забележите образуването на "перлени" облаци, които могат да се видят само през нощта - смята се, че те са представени от силно кондензирани водни капки.

Мезосферата се простира до 80 километра нагоре. В този слой можете да забележите рязък спад на температурата, докато се движите нагоре. Турбулентността също е силно развита тук. Между другото, в мезосферата се образуват така наречените „светлопрозрачни облаци“, които се състоят от малки ледени кристали - те могат да се видят само през нощта. Интересно е, че на горната граница на мезосферата практически няма въздух - той е 200 пъти по-малко, отколкото близо до земната повърхност.

Термосферата е горният слой на газовата обвивка на Земята, в който е обичайно да се прави разлика между йоносферата и екзосферата. Интересното е, че температурата тук се покачва много рязко с надморската височина - на височина 800 километра от земната повърхност тя е повече от 1000 градуса по Целзий. Йоносферата се характеризира със силно разреден въздух и огромно съдържание на активни йони. Що се отнася до екзосферата, тази част от атмосферата плавно преминава в междупланетното пространство. Струва си да се отбележи, че термосферата не съдържа въздух.

Може да се отбележи, че земната атмосфера е много важна част от нашата планета, която остава решаващ фактор за появата на живот. Осигурява жизнената активност, поддържа съществуването на хидросферата (водната обвивка на планетата) и предпазва от ултравиолетовото лъчение.

10.045×10 3 J/(kg*K) (в температурния диапазон от 0-100°C), C v 8.3710*10 3 J/(kg*K) (0-1500°C). Разтворимостта на въздух във вода при 0°C е 0,036%, при 25°C - 0,22%.

Атмосферен състав

История на формирането на атмосферата

Ранна история

В момента науката не може да проследи със стопроцентова точност всички етапи от формирането на Земята. Според най-разпространената теория атмосферата на Земята е имала четири различни състава във времето. Първоначално се състои от леки газове (водород и хелий), уловени от междупланетното пространство. Това е т.нар първична атмосфера. На следващия етап активната вулканична дейност доведе до насищане на атмосферата с газове, различни от водород (въглеводороди, амоняк, водни пари). Така се формира вторична атмосфера. Тази атмосфера беше възстановяваща. Освен това процесът на образуване на атмосферата се определя от следните фактори:

• постоянно изтичане на водород в междупланетното пространство;
• химически реакции, протичащи в атмосферата под въздействието на ултравиолетово лъчение, мълнии и някои други фактори.

Постепенно тези фактори доведоха до образуването третична атмосфера, характеризиращ се с много по-ниско съдържание на водород и много по-високо съдържание на азот и въглероден диоксид (образуван в резултат на химични реакции от амоняк и въглеводороди).

Появата на живот и кислород

С появата на живи организми на Земята в резултат на фотосинтеза, придружена от освобождаване на кислород и усвояване на въглероден диоксид, съставът на атмосферата започва да се променя. Съществуват обаче данни (анализ на изотопния състав на атмосферния кислород и този, освободен по време на фотосинтезата), които показват геоложкия произход на атмосферния кислород.

Първоначално кислородът се изразходва за окисляване на редуцирани съединения - въглеводороди, желязо, съдържащо се в океаните, и др. В края на този етап съдържанието на кислород в атмосферата започва да се увеличава.

През 90-те години на миналия век бяха проведени експерименти за създаване на затворена екологична система („Биосфера 2“), по време на които не беше възможно да се създаде стабилна система с еднакъв състав на въздуха. Влиянието на микроорганизмите доведе до намаляване на нивата на кислород и увеличаване на количеството въглероден диоксид.

Азот

Образуването на голямо количество N 2 се дължи на окисляването на първичната амонячно-водородна атмосфера с молекулярен O 2, който започва да идва от повърхността на планетата в резултат на фотосинтеза, предполагаемо преди около 3 милиарда години (според според друга версия атмосферният кислород е от геоложки произход). Азотът се окислява до NO в горните слоеве на атмосферата, използва се в промишлеността и се свързва от азотфиксиращи бактерии, докато N2 се освобождава в атмосферата в резултат на денитрификация на нитрати и други азотсъдържащи съединения.

Азотът N 2 е инертен газ и реагира само при определени условия (например по време на мълния). Цианобактериите и някои бактерии (например нодулни бактерии, които образуват ризобиална симбиоза с бобови растения) могат да го окислят и да го превърнат в биологична форма.

Окисляването на молекулярния азот чрез електрически разряди се използва в промишленото производство на азотни торове и също така доведе до образуването на уникални находища на нитрати в чилийската пустиня Атакама.

Благородни газове

Изгарянето на гориво е основният източник на замърсяващи газове (CO, NO, SO2). Серният диоксид се окислява от въздуха O 2 до SO 3 в горните слоеве на атмосферата, който взаимодейства с парите на H 2 O и NH 3 и получените H 2 SO 4 и (NH 4) 2 SO 4 се връщат на земната повърхност заедно с валежите. Използването на двигатели с вътрешно горене води до значително замърсяване на атмосферата с азотни оксиди, въглеводороди и Pb съединения.

Аерозолното замърсяване на атмосферата се причинява както от естествени причини (вулканични изригвания, прашни бури, пренасяне на капчици морска вода и частици полени от растения и др.), така и от икономически дейности на човека (добив на руди и строителни материали, изгаряне на гориво, производство на цимент и др. .) . Интензивното мащабно изхвърляне на прахови частици в атмосферата е една от възможните причини за изменението на климата на планетата.

Структурата на атмосферата и характеристиките на отделните черупки

Физическото състояние на атмосферата се определя от времето и климата. Основни параметри на атмосферата: плътност на въздуха, налягане, температура и състав. С увеличаване на надморската височина плътността на въздуха и атмосферното налягане намаляват. Температурата също се променя с промените в надморската височина. Вертикалната структура на атмосферата се характеризира с различни температурни и електрически свойства и различни условия на въздуха. В зависимост от температурата в атмосферата се разграничават следните основни слоеве: тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера, екзосфера (сфера на разсейване). Преходните области на атмосферата между съседни черупки се наричат ​​съответно тропопауза, стратопауза и др.

Тропосфера

Стратосфера

В стратосферата по-голямата част от късовълновата част на ултравиолетовото лъчение (180-200 nm) се задържа и енергията на късите вълни се трансформира. Под въздействието на тези лъчи се променят магнитните полета, молекулите се разпадат, настъпва йонизация и ново образуване на газове и други химични съединения. Тези процеси могат да се наблюдават под формата на северно сияние, светкавици и други сияния.

В стратосферата и по-високите слоеве, под въздействието на слънчевата радиация, газовите молекули се разпадат на атоми (над 80 km CO 2 и H 2 се дисоциират, над 150 km - O 2, над 300 km - H 2). На надморска височина от 100-400 km в йоносферата се наблюдава и йонизация на газове; на височина от 320 km концентрацията на заредени частици (O + 2, O - 2, N + 2) е ~ 1/300 от концентрация на неутрални частици. В горните слоеве на атмосферата има свободни радикали - OH, HO 2 и др.

В стратосферата почти няма водна пара.

Мезосфера

До височина 100 км атмосферата е хомогенна, добре смесена смес от газове. В по-високите слоеве разпределението на газовете по височина зависи от техните молекулни тегла; концентрацията на по-тежките газове намалява по-бързо с отдалечаване от повърхността на Земята. Поради намаляване на плътността на газа, температурата пада от 0°C в стратосферата до −110°C в мезосферата. Но кинетичната енергия на отделните частици на височини от 200-250 km съответства на температура ~1500°C. Над 200 km се наблюдават значителни колебания в температурата и плътността на газа във времето и пространството.

На надморска височина от около 2000-3000 км екзосферата постепенно се превръща в така наречения околокосмически вакуум, който е изпълнен със силно разредени частици междупланетен газ, главно водородни атоми. Но този газ представлява само част от междупланетната материя. Другата част се състои от прахови частици от кометен и метеорен произход. В допълнение към тези изключително разредени частици, в това пространство прониква електромагнитно и корпускулярно лъчение от слънчев и галактически произход.

Тропосферата представлява около 80% от масата на атмосферата, стратосферата - около 20%; масата на мезосферата е не повече от 0,3%, термосферата е по-малко от 0,05% от общата маса на атмосферата. Въз основа на електрическите свойства на атмосферата се разграничават неутроносферата и йоносферата. В момента се смята, че атмосферата се простира до надморска височина от 2000-3000 км.

В зависимост от състава на газа в атмосферата те отделят хомосфераИ хетеросфера. Хетеросфера- Това е зоната, в която гравитацията влияе върху разделянето на газовете, тъй като тяхното смесване на такава надморска височина е незначително. Това предполага променлив състав на хетеросферата. Под него се намира добре смесена, хомогенна част от атмосферата, наречена хомосфера. Границата между тези слоеве се нарича турбопауза, тя се намира на надморска височина от около 120 км.

Атмосферни свойства

Вече на височина от 5 км над морското равнище нетрениран човек започва да изпитва кислороден глад и без адаптация производителността на човека значително намалява. Тук свършва физиологичната зона на атмосферата. Човешкото дишане става невъзможно на надморска височина от 15 km, въпреки че до приблизително 115 km атмосферата съдържа кислород.

Атмосферата ни доставя необходимия за дишане кислород. Въпреки това, поради спада на общото налягане на атмосферата, докато се издигате на височина, парциалното налягане на кислорода намалява съответно.

Човешките бели дробове постоянно съдържат около 3 литра алвеоларен въздух. Парциалното налягане на кислорода в алвеоларния въздух при нормално атмосферно налягане е 110 mmHg. Чл., Налягане на въглероден диоксид - 40 mm Hg. чл., а водната пара −47 mm Hg. Изкуство. С увеличаване на надморската височина налягането на кислорода пада, а общото налягане на парите на водата и въглеродния диоксид в белите дробове остава почти постоянно - около 87 mm Hg. Изкуство. Подаването на кислород в белите дробове ще спре напълно, когато налягането на околния въздух стане равно на тази стойност.

На надморска височина около 19-20 км атмосферното налягане пада до 47 mm Hg. Изкуство. Следователно на тази надморска височина водата и интерстициалната течност започват да кипят в човешкото тяло. Извън кабината под налягане на тези височини смъртта настъпва почти мигновено. Така, от гледна точка на човешката физиология, „космосът“ започва вече на височина 15-19 км.

Плътните слоеве въздух - тропосферата и стратосферата - ни предпазват от вредното въздействие на радиацията. При достатъчно разреждане на въздуха, на височини над 36 km, йонизиращото лъчение - първичните космически лъчи - има интензивен ефект върху тялото; На надморска височина над 40 км ултравиолетовата част от слънчевия спектър е опасна за хората.

Структурата на земната атмосфера

Атмосферата е газовата обвивка на Земята със съдържащите се в нея аерозолни частици, движещи се заедно със Земята в пространството като едно цяло и същевременно участващи в въртенето на Земята. По-голямата част от живота ни протича в дъното на атмосферата.

Почти всички планети от нашата слънчева система имат свои собствени атмосфери, но само атмосферата на земята е способна да поддържа живот.

Когато нашата планета се е формирала преди 4,5 милиарда години, тя очевидно е била лишена от атмосфера. Атмосферата се е образувала в резултат на вулканични емисии на водни пари, смесени с въглероден диоксид, азот и други химикали от вътрешността на младата планета. Но атмосферата може да съдържа ограничено количество влага, така че нейният излишък в резултат на кондензация породи океаните. Но тогава атмосферата беше лишена от кислород. Първите живи организми, възникнали и развили се в океана, в резултат на реакцията на фотосинтеза (H 2 O + CO 2 = CH 2 O + O 2), започнаха да отделят малки порции кислород, които започнаха да навлизат в атмосферата.

Образуването на кислород в земната атмосфера доведе до образуването на озоновия слой на височина от приблизително 8 – 30 km. И по този начин нашата планета е придобила защита от вредното въздействие на ултравиолетовото изследване. Това обстоятелство послужи като тласък за по-нататъшното развитие на формите на живот на Земята, т.к. В резултат на повишената фотосинтеза количеството кислород в атмосферата започна бързо да расте, което допринесе за формирането и поддържането на форми на живот, включително на сушата.

Днес нашата атмосфера се състои от 78,1% азот, 21% кислород, 0,9% аргон и 0,04% въглероден диоксид. Много малки фракции в сравнение с основните газове са неон, хелий, метан и криптон.

Газовите частици, съдържащи се в атмосферата, се влияят от силата на гравитацията на Земята. И като се има предвид, че въздухът е свиваем, неговата плътност постепенно намалява с височината, преминавайки в космоса без ясна граница. Половината от общата маса на земната атмосфера е концентрирана в долните 5 km, три четвърти в долните 10 km, девет десети в долните 20 km. 99% от масата на земната атмосфера е концентрирана под надморска височина от 30 km, което е само 0,5% от екваториалния радиус на нашата планета.

На морското равнище броят на атомите и молекулите на кубичен сантиметър въздух е около 2 * 10 19, на надморска височина от 600 км само 2 * 10 7. На морското равнище атом или молекула изминава приблизително 7 * 10 -6 cm преди да се сблъска с друга частица. На надморска височина от 600 км това разстояние е около 10 км. И на морското равнище, около 7 * 10 9 такива сблъсъци се случват всяка секунда, на височина от 600 км - само около един в минута!

Но не само налягането се променя с надморската височина. Температурата също се променя. Например, в подножието на висока планина може да бъде доста горещо, докато върхът на планината е покрит със сняг и в същото време температурата там е под нулата. И ако вземете самолет на височина около 10-11 км, можете да чуете съобщение, че навън е -50 градуса, а на повърхността на земята е с 60-70 градуса по-топло...

Първоначално учените приемат, че температурата намалява с височината, докато достигне абсолютната нула (-273,16°C). Но това не е вярно.

Атмосферата на Земята се състои от четири слоя: тропосфера, стратосфера, мезосфера, йоносфера (термосфера). Това разделение на слоеве също е прието въз основа на данни за промените на температурата с височина. Най-долният слой, където температурата на въздуха намалява с височината, се нарича тропосфера. Слоят над тропосферата, където падането на температурата спира, се заменя с изотерма и накрая температурата започва да се повишава, се нарича стратосфера. Слоят над стратосферата, в който температурата отново бързо спада, е мезосферата. И накрая, слоят, където температурата започва да се повишава отново, се нарича йоносфера или термосфера.

Тропосферата се простира средно до долните 12 км. Това е мястото, където се формира нашето време. Най-високите облаци (перести) се образуват в най-горните слоеве на тропосферата. Температурата в тропосферата намалява адиабатично с височината, т.е. Промяната на температурата възниква поради намаляване на налягането с височина. Температурният профил на тропосферата до голяма степен се определя от слънчевата радиация, достигаща земната повърхност. В резултат на нагряването на земната повърхност от Слънцето се образуват конвективни и турбулентни потоци, насочени нагоре, които формират времето. Заслужава да се отбележи, че влиянието на подлежащата повърхност върху долните слоеве на тропосферата се простира до височина от приблизително 1,5 km. Разбира се, без планинските райони.

Горната граница на тропосферата е тропопаузата - изотермичен слой. Помислете за характерния външен вид на гръмотевични облаци, чийто връх е „взрив“ от перести облаци, наречен „наковалня“. Тази „наковалня“ просто се „разпростира“ под тропопаузата, защото поради изотермията, възходящите въздушни течения са значително отслабени и облакът спира да се развива вертикално. Но в специални, редки случаи върховете на купесто-дъждовните облаци могат да нахлуят в долните слоеве на стратосферата, нарушавайки тропопаузата.

Височината на тропопаузата зависи от географската ширина. Така на екватора той се намира на надморска височина от около 16 км, а температурата му е около –80°C. На полюсите тропопаузата е разположена по-ниско, на около 8 km надморска височина. През лятото температурата тук е –40°C, а през зимата –60°C. Така, въпреки по-високите температури на повърхността на Земята, тропическата тропопауза е много по-студена, отколкото на полюсите.