Maan ilmakehä

Maa

Kansainvälisen avaruusaseman astronautit ottivat tämän kuvan maan ilmakehästä ja kuusta 31. heinäkuuta 2011. (Kuva: ISS Crew Earth Observations Experiment ja Image Science & Analysis Laboratory/Johnsonin avaruuskeskus.)

Hypätä:

Maa on ainoa aurinkokunnan planeetta, jonka ilmakehä voi ylläpitää elämää. Kotiplaneettamme ympäröivä kaasunpäällyste ei ainoastaan ​​sisällä hengittämäämme ilmaa, vaan myös suojaa meitä auringolta lähteviltä lämmöltä ja säteilyltä. Se lämmittää planeettaa päivällä ja jäähdyttää sitä yöllä.



Maapallon ilmakehä on noin 300 mailin (480 kilometrin) paksu, mutta suurin osa siitä on enintään 16 kilometrin päässä pinnasta. Ilmanpaine laskee korkeuden myötä. Merenpuolella ilmanpaine on noin 14,7 kiloa neliötuumaa kohti (1 kilogramma neliösenttimetriä kohti), ja ilmakehä on suhteellisen tiheä. 3 kilometrin etäisyydellä ilmanpaine on 10 kiloa neliötuumaa kohden (0,7 kg neliömetriä kohti), mikä tarkoittaa, että ilmakehän muodostavat kaasumolekyylit ovat vähemmän tiheitä. Tämä vaikeuttaa ihmisen hengittämistä ja saa tarpeeksi happea elääkseen, vaikka mikrobielämästä on näyttöä korkealla pilvissä .

Aiheeseen liittyviä: Kuinka suuri maa on?

Mistä ilmapiirimme koostuu?

Mukaan NASA , maapallon kaasut sisältävät:

  • Typpi - 78 prosenttia
  • Happi - 21 prosenttia
  • Argon - 0,93 prosenttia
  • Hiilidioksidi - 0,04 prosenttia
  • Pieniä määriä neonia, heliumia, metaania, kryptonia ja vetyä sekä vesihöyryä

Mitkä ovat maapallon ilmakehän kerrokset?

Tämän upean kuvan auringonlaskusta Intian valtamerellä ottivat astronautit kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS). Kuva esittää reunan tai raajan näkymän maapallon ilmakehästä kiertoradalta katsottuna.

Tämän upean kuvan auringonlaskusta Intian valtamerellä ottivat astronautit kansainvälisellä avaruusasemalla (ISS). Kuva esittää reunan tai raajan näkymän maapallon ilmakehästä kiertoradalta katsottuna.(Kuva: NASA)

Maapallon ilmakehä on jaettu viiteen pääkerrokseen: eksosfääri, termosfääri, mesosfääri, stratosfääri ja troposfääri. NASA . Ilmakehä ohenee jokaisessa korkeammassa kerroksessa, kunnes kaasut hajoavat avaruuteen. Ilmakehän ja avaruuden välillä ei ole selvää rajaa, mutta kuvitteellinen viiva noin 100 kilometrin päässä pinnasta, nimeltään Karman -linja, on yleensä paikka, jossa tiedemiehet sanovat, että ilmakehä kohtaa ulkoavaruuden.

Thetroposfäärion maapallon pintaa lähinnä oleva kerros. Se on 4–12 mailia (7–20 km) paksu ja sisältää puolet maapallon ilmakehästä. Ilma on lämpimämpää lähellä maata ja kylmenee korkeammalla. Lähes kaikki ilmakehän vesihöyry ja pöly ovat tässä kerroksessa, ja siksi pilviä löytyy täältä.

Thestratosfäärion toinen kerros. Se alkaa troposfäärin yläpuolelta ja päättyy noin 50 kilometriä maanpinnan yläpuolelle. Otsonia on täällä runsaasti ja se lämmittää ilmakehää samalla kun se absorboi auringon haitallista säteilyä. Ilma on täällä hyvin kuivaa, ja se on noin tuhat kertaa ohuempi kuin merenpinnan tasolla. Tästä syystä suihkukoneet ja sääpallot lentävät täällä.

Themesosfäärialkaa 50 mailista ja ulottuu 85 kilometrin korkeuteen. Mesosfäärin huippu, jota kutsutaan mesopauseksi, on maapallon ilmaston kylmin osa, jonka lämpötilat ovat keskimäärin noin miinus 130 astetta F (miinus 90 astetta). Tätä kerrosta on vaikea tutkia. Suihkukoneet ja ilmapallot eivät nouse tarpeeksi korkealle, ja satelliitit ja avaruussukkulat kiertävät liian korkealla. Tiedemiehet tietävät sen meteorit palaa tässä kerroksessa.

Thetermosfääriulottuu noin 90 mailista 500 ja 1000 kilometrin välille. Tässä korkeudessa lämpötila voi nousta jopa 2700 astetta F (1500 C). Termosfäärin katsotaan olevan osa maapallon ilmakehää, mutta ilman tiheys on niin pieni, että suurin osa tästä kerroksesta on tavallisesti ulkoavaruutta. Itse asiassa tässä on avaruussukkulat lensi ja missä kansainvälinen avaruusasema kiertää Maata. Tämä on myös kerros, jossa aurorat esiintyvät. Avaruudesta ladatut hiukkaset törmäävät termosfäärin atomien ja molekyylien kanssa ja jännittävät ne korkeampiin energiatiloihin. Atomit poistavat tämän ylimääräisen energian lähettämällä valon fotoneja, joita näemme värikkäinä aurora borealis ja aurora australis.

Theeksosfääri, korkein kerros, on erittäin ohut ja siellä ilmakehä sulautuu ulkoavaruuteen. Se koostuu erittäin laajalti dispergoituneista vedyn ja heliumin hiukkasista.

Mitä eroa on ilmastolla ja säällä?

Saharan autiomaa ulottuu itään Atlantin valtamereltä noin 3000 mailia Niilin joelle ja Punaisellemerelle ja etelään Marokon Atlasvuorilta ja Välimeren rannoilta yli 1000 mailia Sahel -nimiseen savanniin.

Pohjois -Afrikan Saharan autiomaassa on kuuma ja kuiva ilmasto. Saharan sää voi sisältää pölymyrskyjä ja päiviä, jotka saavuttavat yli 117 astetta Fahrenheit (47 C).(Kuvaluotto: NASAn MODIS -laite (kohtalaisen tarkkuuden kuvantamispektroradiometri).)

Maapallo pystyy tukemaan monenlaisia ​​eläviä olentoja, koska sen alueellinen ilmasto vaihtelee vaihtelevasti äärimmäisestä kylmyydestä napoilla trooppiseen kuumuuteen päiväntasaajalla. Alueellinen ilmasto määritellään University Corporation for Atmospheric Research keskimääräinen sää paikassa yli 30 vuoden aikana. Alueen ilmasto kuvataan usein esimerkiksi aurinkoiseksi, tuuliseksi, kuivaksi tai kosteaksi. Ne voivat myös kuvata säätä tietyssä paikassa, mutta vaikka sää voi muuttua vain muutamassa tunnissa, ilmasto muuttuu pidemmän ajan kuluessa.

Maapallon ilmasto on alueellisen ilmaston keskiarvo. Maailmanlaajuinen ilmasto on jäähtynyt ja lämmennyt kautta historian. Tänään näemme epätavallisen nopean lämpenemisen. Tieteellinen yhteisymmärrys, kuten Hallitustenvälinen ilmastonmuutospaneeli , on se, että kasvihuonekaasut, jotka lisääntyvät ihmisen toiminnan vuoksi, sieppaavat lämpöä ilmakehään.

Maa, Venus ja Mars: Vertaa ilmaa

Ymmärtääkseen paremmin Maan muodostumisen ja koostumuksen tutkijat vertaavat joskus planeettamme Venukseen ja Marsiin. Kaikki nämä kolme planeettaa ovat luonteeltaan kivisiä ja osa sisäistä aurinkokuntaa, mikä tarkoittaa, että ne ovat auringon ja asteroidivyöhykkeen välissä.

Venuksella on lähes kokonaan hiilidioksidia , jossa on pieniä määriä typpeä ja rikkihappoa. Planeetalla on kuitenkin myös karkaava kasvihuoneilmiö sen pinnalla. Avaruusaluksia on vahvistettava voimakkaasti selviytyäkseen murskauspaineesta (90 kertaa raskaampi kuin Maa) ja uunin kaltaisista lämpötiloista (872 Fahrenheit tai 467 Celsius). Pilvet ovat myös niin paksuja, että pinta on näkymätön näkyvässä valossa. Koska aurinko ei saavuta paljon pintaa, tämä tarkoittaa, että Venuksella ei ole merkittäviä kausiluonteisia lämpötilan muutoksia.

Marsilla on myös enimmäkseen hiilidioksidia , jossa on typen, argonin, hapen, hiilimonoksidin ja joidenkin muiden kaasujen jäämiä. Tällä planeetalla ilmakehä on noin 100 kertaa ohuempi kuin maapallolla - hyvin erilainen tilanne kuin muinaisessa menneisyydessä, kun geologiset todisteet osoittavat, että vettä kului pinnalla yli 4,5 miljardia vuotta sitten. Tutkijat ehdottavat, että Marsin ilmakehä on saattanut ohentua ajan myötä joko siksi, että aurinko riisui ilmakehän kevyemmät molekyylit, tai koska asteroidin tai komeetan valtava isku tuhosi katastrofaalisesti ilmakehän. Marsin lämpötilan vaihtelut vaikuttavat siihen, kuinka paljon auringonvaloa pääsee pintaan, mikä vaikuttaa myös sen polaarisiin jääpeitteisiin (toinen suuri vaikutus ilmakehään.)

Tutkijat vertaavat rutiininomaisesti pieniä, kivisiä eksoplaneettoja Maahan, Venukseen ja Marsiin saadakseen paremman käsityksen niiden asuttavuudesta. Rutiininomaisesti hyväksytty määritelmä asuttavuudesta on, että planeetta on riittävän lähellä tähteä, jotta sen pinnalla olisi nestemäistä vettä. Liian kaukana, ja vesi muuttuu jäiseksi; liian lähellä ja vesi haihtuu. Asuttavuus ei kuitenkaan riipu pelkästään tähti-planeetta-etäisyydestä, vaan myös planeetan ilmakehästä, tähden vaihtelevuudesta ja muista tekijöistä.

Lisäresurssit

  • Katso NOAA: t SciJinks sivun lapsitason selittäjälle maapallon ilmakehän muodostumisesta.
  • Lue lisää ilmakehän hiilidioksidin historiallisesta kasvusta Climate.gov .
  • Lue maailman kiehtovasta maailmasta ilmakehän mikrobiomi julkaisussa Scientific American.

demokratija.eu -avustajan Elizabeth Howellin lisäraportointi. demokratija.eu -avustaja Vicky Stein päivitti tämän artikkelin 20. heinäkuuta 2021.