2009 01 01 0759

O. W iMłi S. J. DullY I'Amur ittufowuŁ*. ^.rujw 2U)? ISBN    O by PWN 2040

24

2. Atmosfera ziemska

Troposferu jest obszarem intensywnego konwekcyjnego mieszania (wywołanego różnicą temperatury) i zawiera w przybliżeniu 85% całej masy atmosfery. Górna granica troposfery, zwana tropopauzą. określona jest przez wysokość, przy której obserwuje się odwrotny kierunek zmian temperatury zachodzących wraz z wysokością. Obszar występujący powyżej tej warstwy nazywamy siraiosferą, w której wartość temperatury wzrasta w przybliżeniu do -2 C na wysokości 50 km. tj. przy siratopauzie. Obserwowany tutaj profil temperatury określany jest mianem inwersji. Wzrost temperatury przy jednoczesnym zmniejszeniu gęstości powietrza wraz z. wysokością sprawia, że mieszanie konwekcyjne zachodzi w niewielkim stopniu i dlatego stratosfera jest obszarem względnie stabilnym. W stratopauzic występuje drugie odwrócenie kierunku zmian temperatury. W leżącej wyżej warstwie zwanej mezosferą temperatura maleje wraz z wysokością do wartości 90 C na wysokości 85 km n.p.m., czyli w mezopauzie. Powyżej tej wysokości, w obszarze nazywanym termosferą. temperatura zaczyna szybko wzrastać, osiągając wartość około 1200 C na wysokości 500 km (rys. 2.1).

Należy pamiętać, że przedstawione temperatury, odnoszące się do rozrzedzonej atmosfery. są temperaturami termodynamicznymi. które są miarą kinetycznej energii cząsteczek gazów występujących w atmosferze. Na dużych wysokościach odczyt temperatury wykonany za pomocą konwencjonalnego termometru rtęciowego byłby dużo mniejszy niż 1200 C, ponieważ w warunkach wysokiej próżni liczba zderzeń cząsteczek gazu (zderzeń wysokoenergetycznych) z termometrem byłaby bardzo mała.

Ciśnienie atmosferyczne

Ciśnienie atmosferyczne, p . jest mierzone wielkością siły ciężkości wywieranej przez warstwę powietrza atmosferycznego, podzieloną przez całkowitą powierzchnię Ziemi

P■ = ^4    (2.2)

4nr-

przy czym p jest ciśnieniem przy powierzchni Ziemi (poziom morza) = 101 325 Pa. A/_Jlm jest masą (w kg) atmosfery, g — przyspieszeniem powodowanym grawitacją = 9.81 m • s ² (jest ono w przybliżeniu stałe dla większości atmosfery blisko powierzchni Ziemi), a r — promieniem Ziemi wynoszącym 6.37 • I0⁶ m.

Równanie (2.2) można przekształcić w celu obliczenia całkowitej masy atmosfery. Rozwiązując je względem otrzymujemy masę równą 5.27 • l()^lx kg. W dalszych rozważaniach będziemy często korzystać z tej wartości.

DVTAKIIC CCDMlCfA
r T 1 MINIE rcKlYlItUU Jaka jest całkowita mas	a powietrza w pokoju, w którym aktualnie przebywasz?

Ciśnienie, podobnie jak temperatura, również ulega zmianie wraz z wysokością, malejąc prawic monotoniczmc. co można opisać następującym równaniem: