Атмосфера Землі — це повітряна оболонка, яка оточує планету, утримується гравітацією Землі і виконує кілька важливих функцій:

  • Захищає від шкідливого космічного випромінювання та метеоритів.
  • Підтримує клімат і погоду.
  • Забезпечує кисень і вуглекислий газ для життя.
  • Поглинає надмірне ультрафіолетове випромінювання Сонця.

Атмосфера складається приблизно з:

  • 78% азоту (N₂)
  • 21% кисню (O₂)
  • 1% інших газів (аргон, вуглекислий газ, неон, гелій, водяна пара).

Структура атмосфери

Атмосфера поділяється на шари, які відрізняються температурою, тиском і фізичними процесами:

Шар Висота Характеристика Температурний профіль
Тропосфера 0–10–15 км Тут відбувається погода (дощ, вітер, хмари) Температура падає з висотою (~−6.5 °C/км)
Стратосфера 15–50 км Містить озоновий шар, стабільна погода, літальні апарати Температура зростає через поглинання UV озоном
Мезосфера 50–85 км Найхолодніший шар, згоряють метеорити Температура падає до −90 °C
Термосфера 85–600 км Високі температури, іоносфера (радіозв’язок) Температура піднімається до 2000 °C і більше
Екзосфера 600–10000 км Переходить у космос, атоми газів розсіюються Температура дуже висока, але повітря дуже розріджене

Примітка: Температура у верхніх шарах «висока», бо одиничні молекули отримують багато енергії від Сонця, але через розрідженість повітря її не відчуваєш.

Особливі компоненти атмосфери

  • Озоновий шар (Stratosphere, ~20–30 км)
    • Поглинає більшість шкідливого ультрафіолетового випромінювання.
    • Його виснаження веде до ризику для життя на поверхні.
  • Іоносфера (Thermosphere)
    • Молекули газів іонізуються сонячним випромінюванням.
    • Важлива для радіозв’язку та супутників.
  • Водяна пара
    • Найбільше у тропосфері.
    • Відповідає за хмари, дощ і сніг.

Значення атмосфери для життя

  1. Дихання і газообмін — кисень для тварин, вуглекислий газ для рослин.
  2. Захист від випромінювання — озон і гази поглинають UV та космічне випромінювання.
  3. Регуляція клімату — атмосфера утримує тепло Землі (парниковий ефект у нормальних межах).
  4. Цикли води і поживних речовин — хмари, дощ, річки.

Проблеми сучасної атмосфери

  • Забруднення: вихлопи, промисловість, сміття.
  • Парниковий ефект та глобальне потепління: надмірний CO₂ та метан.
  • Руйнування озонового шару: хлорфторвуглеводні (CFC).
  • Кислотні дощі: через SO₂ і NOx.

Характеристики денної атмосфери для висот 0 – 3000 км

Висота, км Температура, К Тиск, Па Густина кг/м3
0 288,0 1.013*105 1,225
5 253.0 5,391*104 7,421*10-1
10 218.0 2,614*104 4.176*10-1
15 218.0 1,199*104 1,916*10-1
20 218.0 5,509*103 8,801*10-2
25 218,0 2,534*103 4,018*10-2
30 229.5 1,190*103 1,806*10 -2
35 241,0 5.805 *102 8,390*10-3
40 252,5 2,932*10 2 4,004*10 -3
45 264.0 1,528*10 2 2,016*10-3
50 264.0 8,085*10 1 1,067*10-3
55 264.0 4,283*10 1 5.650*10-4
60 251.7 2,237*101 3,095*10-4
65 239,4 1,132*101 1.646*10-4
70 227,1 5,531*100 8,482*10-5
75 214,8 2,600*100 4,216*10-5
80 202,5 1.171*100
 2,013*10-5
85 190.2 5,020*10-1 9,193*10-6
90 190,2 2,098*10-1 3,842*10-6
95 200,1 8,975*10-2 1,562*10-6
100 210,0 4,005*10-2 6,642*10-7
105 246,2 1,964*10-2 2,675*10-7
110 282,5 1,088*10-2
 1,242*10-7
115 318,7 6,616*10-3 6.425*10-8
120 355,0 4,324*10-3 3,613*10-8
125 391,2 2,974*10-3 2,245*10-8
130 427,5 2,119*10-3 1.467*10-8
135 461 1,555*10-3 9,815*10-9
140 500 1,170*10-3 6.818*10-9
150 679 7,383*10-4 3,087*10-9
160 825 5,208*10-4 1,752*10-9
170 945 3,901*10-4 1,122*10-9
180 1046 3,034*10-4 7,749*10-10
190 1129 2,422*10-4 5,630*10-10
200 1200 1,970*10-4 4,242*10-10
220 1310 1,358*10-4 2,600*10-10
240 1390 9,718*10-5 1.707*10-10
260 1449 7,140*10-5 1,173*10-10
280 1493 5,350*10-5 8,340*10-11
300 1527 4,070*10-5 6,077*10-11
320 1553 3,133*10-5 4,515*10-11
340 1572 2,436*10-5 3,408*10-11
360 1588 1,910*10-5 2,605*10-11
380 1599 1,508*10-5 2,013*10-11
400 1609 1,198*10-5 1,570*10-11
600 1641 1,473*10-6 1,770*10-12
700 1644 5,620*10-7 6.666*10-13
800 1645 2,222 *10-7 2,619*10-13
900 1645 9.054*10-8 1,063*10-13
1000 1645 3,790*10-8 4,438*10-14
1500 1645 7,565*10-10 8,020*10-16
2000 1645 8,145*10-11 2,771*10-17
2500 1645 5.151*10-11 4,731*10-18
3000 1645 4,253 *10-11 3,186*10-18

Концентрація рідкісних газів в атмосфері Землі на рівні її поверхні

Газ Концентрація, 10 -6 Час перебування
Гелій 5,24 Диссипація за 2 млн.років
Неон 18,18 Накопичується в атмосфері
Аргон 9340
Криптон 1,14
Ксенон 0,087

Стандартная атмосфера

Одна стандартна атмосфера визначається, як тиск, що дорівнює тиску 760 мм рт.ст. при 0oC на рівні моря при стандартному прискоренні вільного падіння (9,807 м / с2 = 32.174 футів / с2) і це:

  • 76 сантиметрів (760 мм) ртутного стовпа = см (мм) рт. ст. / Centimeters (millimeters) of Mercury
  • 29.921 дюймів ртутного стовпа / Inches of Mercury
  • 10.332 метрів водяного стовпа = м в. ст. / Meters of Water
  • 406.78 дюймів водяного стовпа / Inches of Water
  • 33.899 футів водяного стовпа / Feet of Water
  • 14.696 фунтів-сили на квадратний дюйм / Pound-Force per Square Inch
  • 2116.2 фунтів-сили на квадратний фут / Pounds-Force per Square Foot
  • 1.033 кілограмів-сили на квадратний сантиметр = кгс / см2 / Kilograms-Force per Square Centimeter
  • 101.33 кілопаскалях = кПа / Kilopascal
  • 1013,3 гектопаскалях = гПа / Hectopascal

Приблизні верхні межі допустимих домішок газу в атмосфері для дихання

Газ Приблизний максимум допустимого парціального тиску
Гелій 61 000?
Неон 3 900?
Азот 2 330
Аргон 1 220
Криптон 350
Ксенон 160
Вуглекислий газ 7

Інтерактивна карта вітрів на планеті Земля

Візуалізація вітрів на планеті Земля на основі даних Національної метеорологічної служби США.

Оновлюється кожні три години.

Дещо інше: