5 интересных явлений в атмосфере Земли

28 September 2020
5 интересных явлений в атмосфере Земли

Атмосфера – газовая оболочка Земли, щит или барьер от различных внешних угроз, например, от радиоактивного излучения Солнца и метеоритов. Именно благодаря атмосфере на Земле поддерживается комфортная температура, а кислород, содержащийся в ней, необходим нам для дыхания.

Посмотрим на состав атмосферы. В настоящее время атмосфера Земли состоит из газов и различных примесей – пыли, капель воды, кристаллов льда и так далее. Больше всего в ней азота (78% объема), на втором месте – кислород (почти 21%), потом аргон (0,934%) и углекислый газ (по разным оценкам примерно 0,03-0,04%).

Углекислый газ нужен растениям для фотосинтеза, но в последнее время его концентрация постоянно растет, и это тревожный сигнал. Углекислый газ относят к так называемым парниковым газам, повышение концентрации которых которые приводит к сами-знаете-чему – парниковому эффекту.

Содержание воды в атмосфере в виде водяного пара зависит от множества параметров – температуры, рельефа местности, даже от растительного покрова.

Еще один из важных газов в атмосфере – озон. В обычных условиях это газ голубого цвета, очень токсичный для живых организмов. Но в атмосфере озоновый слой поглощает опасное ультрафиолетовое излучение, тем самым защищая все живое на планете.

Атмосферу можно условно разделить на несколько слоев:

  • Тропосфера – самый первый слой атмосферы, который находится рядом с Землей. Высота его зависит от региона и в среднем составляет от 8 до 18 км. Именно в этом слое происходит повышенное образование облаков за счет большого количества водяного пара.
  • Стратосфера – слой атмосферы, находящийся на высоте от 11 до 50 км. В этом слое летает большинство самолетов.
  • Мезосфера – слой, расположенный приблизительно на высоте от 50 до 90 км. В этом слое, как правило, начинают светиться и полностью сгорают метеоры.
  • Термосфера – предпоследний слой атмосферы, в котором возникают такие красивые природные явления как полярные сияния.
  • Экзосфера – последний слой, здесь постепенно происходит утечка газа в межпланетное пространство.
Примерная схема слоёв атмосферы
Примерная схема слоёв атмосферы

В атмосфере Земли возникает много интересных эффектов и явлений. Сегодня мы хотим рассказать подробнее о пяти из них.

1. Кислотные дожди

Лес после кислотного дождя
Лес после кислотного дождя

Одно из последствий развития индустриализации. Причиной образования кислотных дождей служат промышленные предприятия, выбрасывающие большие объемы оксидов серы и азота, и автомобили. Существует и естественный источник – извержения вулканов.

На самом деле вода обычного дождя тоже является слабокислым раствором – углекислый газ, содержащийся в атмосфере, реагирует с дождевой водой, и в результате образуется слабая угольная кислота.

Кислотные дожди приводят в гибели флоры и фауны в водоемах, а в некоторых случаях могут принести непосредственный вред здоровью людей и животных. Воздействие на посевные культуры оказывается пагубным, так как весь урожай считается непригодным для употребления. Кислотные дожди также способны уменьшить срок службы различных приборов и конструкций за счет окисления металлов.

Мировой рекорд по кислотности осадков принадлежит шотландскому городку Питлохри (Питлокри), где 20 апреля 1974 г. выпал дождь с pH 2,4.

2. Полярное сияние

Полярное сияние с борта МКС
Полярное сияние с борта МКС

Полярное сияние – это одно из самых потрясающих атмосферных явлений. Эффектное и завораживающее свечение неба, которое наблюдается в высоких широтах Северного и Южного полушария. Это явление возникает в термосфере, когда заряженные частицы солнечного ветра сталкиваются с молекулами воздуха над магнитными полюсами планеты. Длиться этот необычный эффект может от нескольких минут до нескольких суток. Чаще всего наблюдается полярное сияние в голубовато-белых и желто-зеленых тонах, реже – в красных и в фиолетовых.

Древние викинги верили, что полярное сияние – это блики от мечей валькирий, которые забирают воинов в чертоги Вальхаллы. Эскимосы были уверены, что полярное сияние вызывают духи, которые играют в футбол, а вот в Средневековой Европе это явление считалось вестником эпидемий и войн.

Первым ученым, который попытался объяснить природу полярного сияния, был Михаил Васильевич Ломоносов. В детстве он как уроженец Поморья часто наблюдал это явление. Именно Михаил Васильевич первым установил, что сияние имеет электрическую природу, и примерную высоту.

В Швеции, Норвегии, Финляндии и Исландии есть специальные отели со стеклянными крышами, а также организуются специальные туры для тех, кто хочет увидеть это волшебное явление. А на территории России лучшим местом для встречи с полярным сиянием считается Кольский полуостров.

Отель в Финляндии
Отель в Финляндии

3. Конденсационные следы

Конденсационный след от Boeing 787 Dreamliner
Конденсационный след от Boeing 787 Dreamliner

Белые полосы на небе, остающиеся от пролетевших самолетов, – это и называют конденсационными следами (другое название – инверсионные следы). Название пошло от природы этого эффекта, данные следы образуются за счет сконденсированной влаги – капель или ледяных кристаллов. Конденсационные следы еще относят к особой группе облаков – техногенным облакам.

Такие следы появляются не после каждого пролетающего самолета. Выделяют две основные причины возникновения. Первая – к водяному пару в атмосфере добавляется водяной пар из отработанных газов двигателя самолета, избыточный водяной пар конденсируется. Вторая – в результате падения давления воздуха над крылом самолета и внутри вихрей, возникающих при обтекании, понижается температура, что опять-таки приводит к конденсации избыточного пара.

Некоторые ученые-экологи считают, что конденсационные следы наносят вред экологии, потому что вмешиваются в естественную циркуляцию атмосферы.

4. Световые столбы

Световые столбы в Саратове
Световые столбы в Саратове

Световой или солнечный столб – оптический эффект в атмосфере, который представляет собой вертикальную полосу света, «колонну», которая тянется от источника света. Одна из разновидностей эффекта гало. Обычно данное явление наблюдается во время заката или восхода Солнца, но иногда можно увидеть подобные столбы ночью вокруг Луны, ярких планет и даже ярких городских огней. Причина явления – преломление света в особых ледяных кристаллах, взвешенных в воздухе. Эти кристаллы образуются в перистых облаках в тропосфере.

Очевидно, что в морозную погоду это явление наблюдается чаще, чем в теплую. Есть еще закономерность: чем ниже находится источник света, тем световой столб длиннее.

Одно из мест, где часто наблюдаются световые столбы, – Ниагарский водопад в зимние месяцы.

Световое шоу и фейерверк на Ниагарском водопаде
Световое шоу и фейерверк на Ниагарском водопаде

5. Огни святого Эльма

Красивый, но немного пугающий эффект – разряд в форме светящихся пучков или кисточек на острых концах высоких предметов.

5 интересных явлений в атмосфере Земли

Так мореплаватели называли яркое свечение, которое появлялось на мачтах кораблей во время грозы. Эффект получил свое название от имени святого Эльма, который был покровителей моряков-католиков. Считался добрым знаком, предвестником успеха. Еще одна версия происхождения названия – эти огни в средние века часто наблюдались на шпиле собора Святого Эльма в Германии.

Кстати, в античное время это явление называли огнями Кастора и Поллукса (Полидевка) или огнями Диоскуров, братьев-близнецов из древнегреческой мифологии, которые также считались покровителями мореплавателей.

Явление возникает при большой напряженности электрического поля в атмосфере. Огни святого Эльма – это не что иное, как коронный разряд. Могут появляться не только на мачтах, но и на деревьях, вершинах скал, самолетах. На просторах Интернета существуют «инструкции», как получить такой эффект в домашних условиях, но мы на себе не проверяли, а потому делиться данным «рецептом» не будем.

Зато у нас есть интересный конкурс по атмосферным явлениям на Эрудит.Онлайне: «Атмосфера».

#атмосферные явления #полярное сияние #красивые места #мир вокруг нас