Како проучавати атмосферу? Вредност атмосфере за Земљу. Атмоспхериц сциенце

было осознано человечеством давно. Значај атмосфере за Земљу човечанство је већ дуже време остварило. Његови ваздушни слојеви служе као штит од тврдог космичког зрачења и метеорити, који не представљају препреку за сунчеве зраке, не пролазе натраг топлотном зрачењу површине планете.

Зашто је потребно проучавати процесе у атмосфери

Да ли је било могуће спречити потонуће ескадриле од шездесет британских и француских ратних бродова у Црном мору? То се десило 14. новембра 1854. године за време Кримског рата. Након проучавања достављених метеоролошких извјештаја, Урбаин Ле Верриер (Паришка опсерваторија) дошла је до закључка да је могуће предвидјети ураган (то јест, не давати наредбе за одлазак на отворено море), како би се предвидио овај феномен.

Овај историјски пример доказује неизбежност развоја науке, која омогућава посматрање атмосфере и предвиђање њеног понашања.

сегодня метеорологи, зависит определение оптимальных погодных сроков работы на полях, авиация без срочных прогнозов поведения воздушных масс становится не безопасной. Од како метеоролози данас проучавају атмосферу , дефинисање оптималних временских услова за рад на пољима зависи од авијације, без хитних предвиђања понашања ваздушних маса постаје несигурно. Поплаве, град, урагани, суше - ово је непотпуна листа природних појава које се дешавају у атмосфери.

Шта и како проучавати атмосферу: први историјски покушаји организовања посматрања

Већ у четвртом веку пре нове ере, Аристотел је написао рад под називом "Метеорологија" од њега (Аристотелов Ликијев период - од 334 до 322 пне). Према томе, наука која проучава атмосферу зове се метеорологија.

Могућност проучавања метеоролошких услова настала је након проналаска термометра Галилео Галилеи у 17. веку (фиксација температуре) и барометар (мерење притиска) Отто вон Герике. Веатхерване (мерење правац ветра) анемометар (мерење брзине ваздуха), хигрометар (мерење влажности), плувиограф (мерење падавина), створен у истом веку, проширио је листу атмосферских параметара које треба снимити.

Мрежа од девет метеоролошких станица (прва у историји) у Италији од 1854. до 1667. године прикупљала је информације о атмосферским параметрима.

Друга европска мрежа метеоролошких станица (1723-1735) радила је према упутствима која садрже стандардне табеле за мерење са методолошким упутствима о употреби инструмената, написао је Јамес Дјурин (Лондон).

Истовремено у Русији, на двадесет четири метеоролошке станице (1733-1744), спроведена су атмосферска опажања (инструкције). Даниел Берноулли).

Структура атмосфере

У зависности од процентуалног састава гасовитих компоненти, њихових температура, омотач ваздуха планете се може поделити на слојеве.

Тропосфера - ваздушна маса суседна површини. Висина доњег слоја варира од полова до екватора - до 8 километара изнад полова, до 17 километара изнад екватора, ваздух у њему се загрева са површине планете, на сваких сто метара температура се смањује за 0,6 степени Целзијуса. На горњој граници слоја температура је приближно минус 55 степени.

Ваздушне масе у тропосфери су најгушће (Земљине гравитационе радње), оне су у сталном кретању, овде су облаци формирани од малих капљица воде која испарава са површине.

Стратосфера је следећи велики ваздушни слој, његова висина је до педесет пет километара. Ваздух је танак температура прво пада, затим се диже са висине од двадесет пет километара (један до два степена за сваки километар висине).

Месосфера - висина до осамдесет осамдесет пет километара, пораст температуре се наставља.

Термосфера - њена висина - осам стотина километара.

Мезосфера и термосфера су јоносфера. Атмосферски феномен - аурора - формира се управо у јоносфери.

Најудаљенија од површине планете са температуром од две хиљаде степени је егзосфера.

Који су начини проучавања атмосфере

Број параметара који карактеришу ваздушне масе познат је дуго времена. Научници из различитих земаља у деветнаестом веку сложили су се о јединственом систему у којем би требало вршити мерења.

относятся наземные (метеорологические станции), аэродинамические (радиозонды, ракеты), спутниковые и орбитальные (искусственные спутники Земли и орбитальные космические станции). Методе проучавања атмосфере укључују тло (метеоролошке станице), аеродинамичке (радиосонде, ракете), сателитске и орбиталне (вештачки земаљски сателити и орбиталне свемирске станице).

Временске станице

для изучения атмосферы . Широм света тренутно постоји око осам хиљада метеоролошких локација опремљених униформним мерним инструментима за проучавање атмосфере . Поправљају следеће параметре:

• температура (користе се различити типови термометара, максимални и минимални - за мерење максималне и минималне температуре ваздуха за одређени период, термометри за мерење температуре земљишта, термограф (снимач) - за снимање очитавања);

• атмосферски притисак (барометар и барограф - за регистрацију);

• влажност ваздуха (апсолутна и релативна - са хигрометром и психрометром, хигрограф - за регистрацију);

• брзина и смер ветра (крило са скалом - анеморумбометар);

• количина падавина током периода мерења (мерач падавина и плувиограф - за регистрацију);

• дубина снега (специјални грабље).

На дијелу метеоролошких станица биљеже се лед, кишица и лед.

Дио метеоролошких станица са вишим статусом (одређен државним метеокоммитима) мјери доњу границу облака (усмјерени рефлектори), оптички распон, испаравање тла, сунчево зрачење.

Све метеоролошке станице преносе своја запажања на појединачне центре. Р осгидромет. У Русији је П осгидромет.

Зрачна станица

Брзина и смер ветра, температура, притисак на висинама од тридесет метара до четрдесет километара (тропосфера и део стратосфере) бележе се коришћењем система АРЗ-РЛС (аеролошка сонда - радарска станица).

(из резины или пластика, заполненный водородом или гелием (несколько реже, хотя менее опасно) для поднятия вверх и контейнер с датчиками температуры, давления. Сигналы датчиков преобразуются в радиосигнал, затем передаются на РЛС. Сонда је специјални цилиндар (направљен од гуме или пластике, напуњен водиком или хелијумом (нешто мање, мада мање опасан) за подизање и контејнер са сензорима температуре и притиска, сигнали сензора се претварају у радио сигнал, а затим преносе на радар.

Радарска станица прима сигнале и декодира их. Радар "води" радиосонде, пратећи његову позицију вертикално и хоризонтално.

Дакле, горња зрачна станица прима најпоузданије податке о температурама, притисцима и брзини и смјеру вјетра на различитим висинама.

как изучают атмосферу с помощью зондов всего лишь от двух до четырех раз в сутки, этого совершенно недостаточно для сиюминутного знания о состоянии воздушных масс (перемещение, облачность). Будући да проучавају атмосферу уз помоћ сонде само два до четири пута дневно, то је потпуно неадекватно за краткорочно познавање стања ваздушних маса (померање, замућеност).

разработаны содары (работают на акустических волнах), лидары (используют оптическое излучение), радиолокаторы - радары (радиоволны) и профайдеры (радиоакустическое и электромагнитное излучение). За потребе вјетроелектрана и аеродрома, недавно су развијени содари (који раде на акустичним таласима), лидари (користећи оптичко зрачење), радари - радари (радиовалови) и профајдери (радио акустична и електромагнетна зрачења).

Метеоролошке ракете

до ста километров проводятся с помощью запусков геофизических (метеорологических) ракет. Проучавање атмосфере на висинама до стотину километара врши се лансирањем геофизичких (метеоролошких) ракета. До данас, многе земље су успоставиле станице за лансирање ракета широм света (педесетак).

Принципи производње ракета, систем лансирања, обрада сигнала и праћење ракете развијени су у Совјетском Савезу педесетих година прошлог века.

с помощью ракет, достаточно уникально. Како се проучава атмосфера уз помоћ ракета је сасвим јединствена. Суштина методе проучавања атмосфере на овај начин је следећа. У глави ракете су уграђени и монтирани мерни инструменти. Ракета је одведена до места лансирања станице, постављене у лансер. Након лансирања, ракета одлази у одређеном правцу, пут се прати радарима. У зависности од задатка на десној висини (од 70 до 80 км), део главе је одвојен од мотора. Падобран се отвара на висини од око стотину километара, а ракетна сонда почиње да пада на површину. Сва мјерења проведена на спусту се преносе на земаљске станице. У почетној фази пада, брзина почиње да расте, достижући свој максимум на надморској висини од око шездесет километара. Густина ваздуха на овој висини је довољан за почетак падобрана. Глава ракете на падобрану се глатко спушта на површину. Тракторију пада (заношење у атмосфери) прати локатор.

Притисак, температура и, коначно, главна ствар - брзина и правац ветра, мере се ракетом са великом прецизношћу.

Научне студије ракетних лансирања нису ограничене само на ова мјерења, већ на овим висинама могу бити предмет истраживања састав зрака и озонског омотача, сунчевог зрачења и радио-магнетног зрачења.

Истраживање помоћу сателита и орбиталних станица

Свемирска ера посматрања (истраживања) почела је са лансирањем вештачких земаљских сателита (4. октобра 1957. лансиран је први совјетски сателит).

Данас сателити, круже око планете, издају информације сваких сат и по, покривајући траку површине планете од километра до три у ширину. Следећи скретање пролази у близини, тако да за дванаест-четрнаест окрета метеоролози примају пуну (осим полова) фотографску слику површине и мутних маса.