Тропопауза

Прилегающий к Земле слой — тропосфера — характеризуется уменьшением температуры с высотой (порядка 6 К/км) и кончается тропопаузой на высоте [c.1192]

Этому обмену препятствует ледяная ловушка в тропопаузе. Из рис. 12.19 видно, что температура воздуха в тропосфере непрерывно уменьшается с высотой вплоть до самой границы тропопаузы. Эффект улавливания вызван тем, что температура воздуха зависит от парциального давления водяного пара. По закону Дальтона давление смеси газов, химически не взаимодействующих между собой, равно сумме парциальных давлений, причем поведение каждого газа не зависит от присутствия других газов. Парциальное давление водяного пара как функцию температуры можно приближенно рассчитать, воспользовавшись зависимостью, полученной для идеальных газов (см. гл. 3) [c.302]

Многие вещества из природных и неприродных источников способны преодолеть ледяную ловушку в тропопаузе. Как известно, мощные вулканические извержения не только выбрасывают огромное количество твердых частиц в стратосферу, но и значительно увеличивают содержание водяного пара и газовых примесей в слое, лежащем намного выше ледяной ловушки . Продукты ядерных взрывов, производившихся в стратосфере, также свободно проникали через эту зону. Время пребывания водяного пара в нижней стратосфере, по-видимому, составляет более 2 лет, а в верхней атмосфере оно может достигать 50 лет. Вполне вероятно, что огромные количества водяного пара, прошедшего через ледяную ловушку за последние два десятилетия, все еще влияют на его концентрацию в стратосфере. Систематические измерения не проводились, поэтому очень трудно делать определенные выводы. Однако наблюдения других метеорологических явлений могли бы дать важные результаты. [c.303]

Не менее реакционноспособной составляющей атмосферы является водяной пар, концентрация которого быстро уменьшается с высотой вплоть до тропопаузы (граничного слоя между тропосферой и стратосферой), у поверхности земли (от 3% во влажных тропических районах до 2. 10- % в Антарктиде). [c.8]

Распространение радиоволн в тропосфере. Тропосфера — область атмосферы, расположенная между поверхностью Земли и тропопаузой, в к-рой темп-ра воздуха обычно убывает с высотой (в тропопаузе темп-ра с высотой увеличивается). Высота тропопаузы на земном шаре неодинакова, над экватором она больше, чем над полюсами, а в средних широтах, где существует система сильных западных ветров, изменяется скачкообразно. Тропосфера состоит из смеси нейтральных молекул и атомов газов, входящих в состав сухого воздуха, и паров воды. Диэлектрическая проницаемость, а следовательно, и показатель преломления газа, не содержащего свободных электронов и ионов, обусловлены дополнительными полями, создаваемыми смещением электронов в молекулах (поляризация сухого воздуха) я ориентацией полярных молекул (па-рь1 воды) под действием электрич. поля волны. [c.257]

По характеру распределения температуры по вертикали атмосферу принято делить на четыре основные сферы тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и три переходных слоя между ними тропопаузу, стратопаузу и мезопаузу (табл. 1.6). [c.13]

Выводится новым методом полученная ранее Эртелем формула, связывающая колебания давления у поверхности Земли с поверхностями разрыва. Отмечаются неправильности, допущенные Эртелем в трактовке этой формулы и в применении ее к тропопаузе. [c.202]

В другой работе я предполагаю показать несостоятельность такой точки зрения на природу тропопаузы, здесь же ограничусь тем, что укажу на противоречия трактовки Эртеля с его же собственными формулами. [c.210]

К ВОПРОСУ о ПРИРОДЕ ТРОПОПАУЗЫ КАК ПОВЕРХНОСТИ РАЗРЫВА ) [c.211]

Таким образом, взгляд на тропопаузу как на поверхность разрыва имеет скорее эмпирическое, чем теоретическое происхождение. [c.212]

В метеорологической литературе можно найти много указаний о поведении тех или иных метеорологических элементов в области тропопаузы, причем в пер- [c.212]

Величину Y — соотношение теплоемкостей при постоянном давлении и постоянном объеме— довольно трудно определить для многоатомных молекул, таких, например, как молекула воды (HjO), и это соотношение следует найти эмпирическим путем. Для водяного пара в интервале температур, близких к 0°С, оно составляет около 1,05. Зависимость температуры от парциального давления приводит к тому, что, когда смесь воздуха с водяным паром охлаждается при подъеме в атмосферу, количество водяного пара в смеси должно уменьшиться, чтобы сохранилось соответствующее парциальное давление. Но, поскольку при этом значения температур и давлений лежат за пределами тройной точки, водяной пар вымерзает и превращается в ледяные кристаллы. Вот отчего тропопаузный минимум температуры часто называют ледяной ловушкой . Температура воздуха над тропопаузой снова [c.302]

Метеорологи называют эту величину адиа. батическим градиентом температуры. Для сухого воздуха 7=1,14 и Af=28,96 тогда — (dr/dz) ==9,9-10 °С/см, или сухоадиабатический градиент приблизительно равен I °С/ /100 м. Это — интенсивность, с которой температура сухого воздуха будет уменьшаться в зависпмости от высоты вплоть до самой границы тропопаузы, а далее, как уже говорилось в гл. 12, температура начнет возрастать. В случае влажного воздуха дело обстоит сложнее, поскольку изменения температуры приводят к изменениям относительной влажности, что сопровождается выделением или поглощением теплоты вследствие фазовых переходов. Из-за того что эти явления зависят от начальных значений температуры и относительной влажности, не представляется возможным вывести единое численное значение влажно-адиабати-ческого градиента температуры. Достаточно сказать, что он может существенно отличаться от значения ГС/100 м, полученного для сухого воздуха. [c.324]

Соединения азота. Известны следующие стабильные оксиды азота N2O, N0, NO2, N2O4, N2O3, N2O5. Оксид азота (I), являющийся продуктом жизнедеятельности почвенных микроорганизмов, устойчив в тропосфере. Выше тропопаузы под действием солнечной радиации он подвергается фотолизу с образованием молекулярного азота и атомарного кислорода. Оксиды азота (II) и (IV)—N0 и NO2 образуются в процессе горения. Остальные кислородные соединения азота выделяются в некоторых промышленных процессах. [c.14]

В период научно-технической революции резко возрос объем выброса в атмосферу галогенсодержащих соединений от антропогенных источников. Большое внимание исследователей и оживленную дискуссию вызывает проблема влияния галогенсодержащих соединений на слой озона. Эта проблема изучается Международной комиссией по атмосферному озону (МКАО). Не останавливаясь на значении озонного слоя в защите биосферы от действия ультрафиолетовой радиации солнца, заметим, что продукты химических превращений, протекающих в верхних слоях атмосферы (в тропопаузе и стратосфере), могут иметь стоки в приземные слои атмосферы и увеличивать степень загрязнения воздуха. [c.15]

Темп-ра атмосферы у поверхности В, (па уровне ср, радиуса) 740 К, давление 9,5 МПа (93,8 атм), плотность газа в 70 раз больше, чем в ieMHoit атмосфере. Атмосфера В. от поверхности до 50 км (на игнротах 50 ) близка к адиабатической со ср. градиентом темп-ры ок, 8К/км, Суточные колебания теми-ры у поверхности менее 1 К, выше тропопаузы (ж60 км) 15 Т . Ср. темп-ра тропопаузы 275 1х (до пгироты 50 "), 225 К (65— [c.257]

Структура атмосферы, профила темп-ры и давления похожи на юпитерианские, Темп-ра в тропосфере на уровне с давлением 1 атм составляет ок. 145 К и медленно понижается с высотой (с адиабатвч. градиентом 0,85К км 1). В тропопаузе при давлении ок. 0,1 атм вемп-ра прибл. 80 К. Ниже неё расположены облака, к-рые, вероятно, состоят на веек, слоёв считается, что верхний видимый слой образовав в осн. кристаллами аммиака, хотя этот факт нельзя считать окончательно установленным. Для атмосферы С. характерно наличие ряда динамич. образований (полос типа зон и поясов, пятен), роднящих его с Юпитером. Вместе с тем упорядоченная структура зон и поясов (отражающих систему планетарной циркуляции), а также наблюдаемых крупных пятен — овалов (ассоциируемых с крупными атм. вихрями) на С. выражена менее чётко из-за протяжённого слоя надоблачной мелкодисперсной дымки. Размеры динамич. образований (вихрей и струй) велики по сравнению со шкалой высот ( 60 км), но малы по сравнению с и меньше аналогичных образований на Юпитере. В то же время скорости ветра на экваторе С. в неск. раз превышают скорости атм. движений в приэкваториальной зоне Юпитера, достигая почти 500 м/с. Возможно, это связано с тем, что в систему циркуляции на С. вовлекаются более глубокие области атмосферы, где интенсивность передачи момента кол-ва движения в область экваториальных широт выше. Заметные различия динамики атмосфер С. и Юпитера определяются различием интенсивностей источников тепла в недрах этих планет, меньшим значением ускорения силы тяжести и большей толщиной наруншой непроводящей молекулярной оболочки С. По этой же причине для атмосферы С, характерна меньшая по сравнению с Юпитером роль в передаче кинетич. энергии Вихревых движений упорядоченным зональным течениям. [c.420]

В ср. и верх, областях атмосферы С, важную роль играют фотохим. превращения особенно это касается оцессов с участием N 5, РНз и гидрокарбонатов. Помимо солнечной радиации энергегич. источниками, обусловливающими рост темп-ры выше тропопаузы, могут быть джоулев разогрев и диссипация энергии впут-тренних волн. Макс, электронная концентрация в ионосфере С.й 2-10 СМ на высоте -- 2500 км (считая от уровня с давлением 1 атм). Магнитосфера С. по своей топологии и характеру процессов занимает промежуточное положение между магнитосферами Юпитера и Земли (см. Магнитосферы, планет). Близость маги, поля С. к дипольному проявляется в симметрии распределения заряж. частиц во внутр. зоне его магнитосферы — как относительно оси вращения, так и относительно экваториальной плоскости, с к-рои практически совпадает положение нейтрального плазменного слоя. До радиальных расстояний (7—15) плазма вращается практи- [c.420]

Турбулентность по высотам. Турбулентной атмосферой (болтанкой) называют действие на самолет вертикальных потоков воздуха при полете в неспокойной воздушной среде. Турбулентность на различных высотах различна. На малых высотах турбулентность атмосферы чаш,е встречается в теплое время года. Она возникает вследствие неравномерного нагрева поверхности земли (пашни, леса, водоема и т. д.). На средних высотах турбулентность появляется на границах холодных и теплых фронтов, а также в кучевой и мош,нокучевой области. На больших высотах вблизи тропопаузы (Я = И ООО 13 ООО м) наблюдаются горизонтальные течения воздушных масс с различными скоростями течения по высоте. При большом перепаде скоростей образуется значительная турбулентность, вызываюш,ая болтанку самолета. [c.29]

Второе направление — гидромеханика. Разработаны теоретические подходы к изучению законов снегоотложенпя. Совместно с профессором В.В. Голубевым подготовлен и опубликован обзор работ советских ученых по гндро- и аэромеханике для сборника АП СССР Механика в СССР за XV лет (1917-1932) . Представлены оригинальные теоретические результаты по проблемам гидрометеорологии и исследованиям особенностей барического поля атмосферы, колебаний давления и природы тропопаузы. [c.8]

Эртель [4] в ряде работ исследовал вопрос о характере изменения давления на поверхности Земли при наличии в атмосфере поверхностей разрыва и применил свои формулы к изучению тропопаузы. Однако с результатами Эртеля, в частности с результатами, относягцимися к тропопаузе, нельзя согласиться, так как они основаны на огаибочном истолковании полученных им формул. В этом параграфе мы даем регаение данной задачи другим способом, приводягцим к формулам, более удобным для физического истолкования. [c.205]

Из этих рассуждении следует, что, несмотря на правильность формулы Эрте-ля, лучгае пользоваться не ею, а выведенной выгае формулой (1), которая более естественным путем выделяет влияние поверхности разрыва. Эртель [5] делает попытку применить формулу (2) к теории тропопаузы, которую он рассматривает как поверхность разрыва для компонент скорости. Плотность, согласно трактовке Эртеля, не претерпевает при переходе через тропопаузу разрыва. [c.210]

Если считать плотность р непрерывной функцией нри переходе через тропопаузу, то член, соответствуюгций сингулярной адвекции в формуле (2), примет вид [c.210]

Это выражение Эртель рассматривает как влияние тропопаузы на колебания давления у поверхности Земли, связанное с наклонностью тропопаузы. (Горизонтальная тропопауза, согласно взглядам Эртеля, не должна влиять на давление вблизи от земной поверхности.) Однако если мы воспользуемся формулой (1), то увидим, что в силу условия р1 = р2 член, связанный с наличием поверхности разрыва, вообгце отпадает. Таким образом, модель тропопаузы, предлагаемая Эртелем, вообгце не может дать колебаний давления у поверхности Земли, возникаюгцих за счет поверхности разрыва. [c.210]

Основным явлением, характерным для тропопаузы, нужно считать более или менее резкий переход от приблизительно линейного убывания температуры с высотой в тропосфере к изотермии (также приблизительной) в стратосфере. [c.212]

Для полярного фронта можно подобрать модель разрыва, теоретические свойства которой, не только входягцие в определение, но и вытекаюгцие из него, достаточно хоропю согласуются с фактами. Для тропопаузы этот вопрос подлежит выяснению. [c.212]

Авторы Physikalis he Hydrodynamik [4] говорят Обычно тропопауза является типичной поверхностью разрыва первого порядка, т.е. поверхностью разрыва без скачка температуры и ветра, но с резким изменением градиентов температуры и скорости при переходе с одной стороны поверхности на другую . В Динамической метеорологии Н.Е. Кочина, Б.И. Извекова и др. находим сле-дуюгцее определение [5] Вследствие резкого характера изменения хода кривой (температуры в зависимости от высоты. — Е.К.) можно считать, как это обычно и делается в теоретических исследованиях, тропопаузу поверхностью разрыва первого порядка, т.е. поверхностью разрыва, на которой температура и ветер не терпят разрыва (т.е. не изменяются резко, скачком), а первые производные их терпят разрыв (т.е. вертикальный температурный градиент изменяется скачком) . [c.213]

Приведем егце выдержку из статьи Ф. Баура [6] ...следует заметить, что полярный фронт есть поверхность разрыва нулевого порядка (по терминологии Адамара), на которой плотность и скорость меняются скачком, тогда как тропопауза, как правило, является поверхностью разрыва первого порядка, на которой отсутствуют скачки плотности и ветра, а градиенты плотности и скорости изменяются скачком . [c.213]

В больпюм исследовании Филиппса [7] находим следуюгцее место (стр. 6) Тропосфера отделена от стратосферы граничной поверхностью — тропопаузой. Мы понимаем под последней поверхность, расположенную на высоте от 9 до 16 км, на которой имеет место перелом в изменении температуры с высотой. Тропопауза есть обыкновенная поверхность разрыва первого порядка, которая, как известно, определяется тем, что при переходе через эту поверхность температура и скорость не изменяются, тогда как перпендикулярные к поверхности градиенты этих двух величин испытывают скачок . [c.213]

Ириведенных цитат вполне достаточно, чтобы получить представление об единодугаии, которое имеет место во взглядах на природу тропопаузы. В редких случаях, как например у Эртеля, мы сталкиваемся с определениями, коренным образом отличаюгцимися от перечисленных выгае. [c.213]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...