Меню

Что такое экзосфера земли

Метеоролог и я

Научно-популярный метеорологический проект

Экзосфера и её особенности

Термосфера – не последний слой нашей планеты. Всё, что находится выше 800км, принято относить к экзосфере.

Экзосфера – это слой атмосферы, нижняя граница которого 800км, а верхняя – 3000км. Это внешний слой атмосферы Земли. «Экзо» с греческого переводится как «снаружи».

До определённого времени верхней границей считалась именно высоте примерно 3000км. Однако спутниковые наблюдения показали, что признаки экзосферы прослеживаются и на 20 000км. Всё, что выше 3000км носит название магнитосфера. Но на самом деле это почти та же экзосфера. Некоторые учёные даже считают, что верхняя граница слоя находится на высоте примерно 190 000км. Как и все предыдущие слои, она тоже имеет свои свойства, описанные ниже.

Особенности экзосферы:

1. Чрезвычайно высокая разрежённость воздуха;

2. Скорость движения некоторых частиц равна второй космической скорости (11 000 м/с);

3. Высокая температура частиц (1500-3000°С);

4. Очень слабое повышение температуры с высотой.

Содержание частиц в экзосфере очень мало, всего около 1000 на см 3 . Особо лёгкие частицы способы разгоняться до второй космической скорости. Преодолевая гравитацию планеты с этой скоростью, частицы покидают свой дом (нашу планету) и улетают в космическое пространство.

Атмосфера нашей планеты постепенно теряет свою массу, так как количество покинувших планету частиц значительно превышает количество вошедших в неё (атмосферу). Экзосферу ещё называют сферой ускользания газов.

Температура воздуха, как и в термосфере, здесь высока и прослеживается слабый рост температуры с высотой. Теплообмена с окружающими частицами в экзосфере нет, это вытекает из первой особенности. Весь нагрев происходит за счёт поглощения солнечной радиации.

Если говорить об упомянутой магнитосфере, то она отличается от экзосферы только тем, что через неё проходит магнитное поле Земли, которое оказывает влияние на движение частиц.

Вкратце мы разобрали все слои атмосферы, каждый из которых имеет свою «изюминку». На этом тема «Слои атмосферы» подошла к концу, но мы не раз ещё к ней вернёмся в других параграфах.

Теперь вы немного знаете о термосфере и её особенностях. Остаётся нам изучить последний слой — экзосферу.

Источник

Экзосфера

Экзосфе́ра (от др.-греч. ἐξω — «снаружи», «вне» и σφαῖρα — «шар», «сфера») — самая внешняя часть верхней атмосферы Земли и планет с низкой концентрацией нейтральных атомов (концентрация частиц n 7 см −3 ). Нижняя граница экзосферы — экзобаза — определяется из соотношения равенства длины свободного пробега высоте однородной атмосферы. Частицы экзосферы двигаются в основном по баллистическим траекториям, поэтому при наличии у них второй космической скорости достаточно высока вероятность покинуть планету без столкновений [1] .
Протяжённую экзосферу планеты часто называют короной; она состоит из атомов водорода, «улетучивающихся» из верхней атмосферы [1] . Геокорона распространяется вплоть до высот порядка 100 тыс. км [2] , а корона Венеры — до 200 тыс.км [1] .

Экзосфера Земли состоит из ионизированного газа (плазмы); у её основания отношение концентраций заряженных и нейтральных частиц близко к 1, в верхней части экзосферы газ почти полностью ионизирован. Нижняя и средняя части экзосферы в основном состоят из атомов О и N, с увеличением же высоты быстро растет относительная концентрация лёгких газов, особенно ионизированного водорода. Газокинетическая температура составляет 1500—3000 К, она слабо растет с высотой. Рост солнечной активности приводит к потеплению экзосферы и к увеличению её толщины.

Ссылки

  1. 123Екзосфера // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів, 2003. — С. 148. — ISBN 966-613-263-X (укр.)
  2. Геокорона // Астрономічний енциклопедичний словник / За загальною редакцією І. А. Климишина та А. О. Корсунь. — Львів, 2003. — С. 109. — ISBN 966-613-263-X (укр.)

Wikimedia Foundation . 2010 .

Смотреть что такое «Экзосфера» в других словарях:

экзосфера — экзосфера … Орфографический словарь-справочник

ЭКЗОСФЕРА — ЭКЗОСФЕРА, внешний слой АТМОСФЕРЫ Земли, из которого могут выделяться в пространство легкие газы, например, водород и гелий. Экзосфера расположена примерно в 400 км над поверхностью Земли … Научно-технический энциклопедический словарь

Читайте также:  Квест земля извивающихся теней

ЭКЗОСФЕРА — (от экзо. и сфера) (сфера рассеяния) внешний слой атмосферы, начинающийся с высоты в несколько сотен км, из которого быстро движущиеся легкие атомы водорода могут вылетать (ускользать) в космическое пространство … Большой Энциклопедический словарь

ЭКЗОСФЕРА — (сфера рассеяния) внешний, наиб, разряжённый слой верх, атмосферы Земли (см. Атмосфера верхняя), в к ром длины свободного пробега частиц так велики, что они могут диссипировать (рассеиваться) в межпланетное пространство, если их тепловая скорость … Физическая энциклопедия

экзосфера — сущ., кол во синонимов: 2 • слой (111) • сфера (36) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов

ЭКЗОСФЕРА — (от экзо. и греч. sphaira шар, сфера), сфера рассеяния, наиболее отдаленная от Земли (от 800 до 1600 км от ее поверхности) оболочка атмосферы, где еще обнаруживаются атмосферные газы и откуда происходит утечка (ускользание) атомов водорода и… … Экологический словарь

экзосфера — Внешняя область атмосферы, в которой средняя длина свободного пробега частиц настолько велика, что частицы, обладающие скоростью, большей скорости убегания, могут покинуть атмосферу. [ГОСТ 25645.113 84] [ГОСТ 25645.143 84] Тематики атмосферы… … Справочник технического переводчика

экзосфера — Внешняя часть атмосферы (выше 600800 км), из которой частицы легких газов рассеиваются в мировое пространство … Словарь по географии

экзосфера — (от экзо. и сфера) (сфера рассеяния), внешний слой атмосферы, начинающийся с высоты в несколько сотен километров, из которого быстро движущиеся лёгкие атомы водорода могут вылетать (ускользать) в космическое пространство. * * * ЭКЗОСФЕРА… … Энциклопедический словарь

экзосфера — (см. экзо. + сфера) внешняя атмосфера, сфера рассеяния верхний слой земной атмосферы (выше 800 1000* км), из которого происходит рассеяние в мировое пространство атомов и молекул наиболее легких атмосферных газов, преи мущ. водорода. Новый… … Словарь иностранных слов русского языка

Источник

Экзосфера — разреженный слой атмосферы

Экзосферой называют внешний слой земной атмосферы, который находится выше отметки в 700-800 км. Он располагается над термопаузой, и, что интересно, сохраняет тенденцию предыдущего слоя к увеличению температуры. В экзосфере она возрастает довольно плавно и достигает значений 2-2,7 тысячи градусов. Именно этот слой атмосферы мы можем наблюдать на снимках Земли, сделанных из космоса.

Структура и свойства экзосферы

Протяжённость данного атмосферного слоя составляет около 10 тысяч километров. Но значение это весьма условно, поскольку уже через 2-3 тысячи километров экзосфера переходит в ближнекосмический вакуум. Это такая смесь, состоящая из сильно разреженного воздуха и частиц межпланетного газа. Но даже первые 2000 км назвать полноценным атмосферным слоем сложно. Дело в том, что воздух его настолько сильно разрежен, что буквально утекает в межпланетное пространство (называют данное явление диссипацией атмосферы).

И именно это явление делает экзосферу важной часть атмосферы. Ведь утечка атмосферных газов не может не повлиять на климат. На некоторые планеты диссипация оказывает пагубное воздействие, ну а в случае с Землёй — наоборот. Сила парникового эффекта значительно понижается именно благодаря утечке газов. Ведь возникает глобальное потепление по той причине, что тепло, из-за загрязнённой атмосферы, не может покинуть Землю. Но диссипация помогает сделать это.

Атомы водорода, которые улетучиваются из земной атмосферы, отлетают довольно далеко от планеты. А поскольку происходит это постоянно, то образуется такой непрерывный поток движения атомов от Земли. Этот поток называют короной. Явление характерно для каждой планеты, обладающей атмосферой. Корону Земли называют также геокороной. Она распространяется примерно на 100 тысяч километров. А поскольку состоит она из частиц нашей планеты, то иногда её считают продолжением земной атмосферы.

Мезосфера
На высоте 50-90 км над уровнем моря находится атмосферный слой Мезосфера. Он состоит из азота и кислорода (в соотношении 4:1), а температура там опускается от -20 до -80 °C.

Граница атмосферы
Существует несколько обозначений границы земной атмосферы, но официальной признана отметка на высоте 100 км. Её называют Линией Кармана.

Источник

Экзосфера, свойства, строение и структура

Экзосфера, свойства, строение и структура.

Экзосфера – внешняя часть верхней атмосферы Земли, это верхний слой атмосферы, берущий начало на высоте обычно около 800 км от уровня моря.

Читайте также:  Самый мире жаркий земля

Экзосфера и ее свойства:

Экзосфера (от др.-греч. ἐξω – «снаружи», «вне» и σφαῖρα – «шар», «сфера») – внешняя часть верхней атмосферы Земли.

Экзосфера – последний, верхний слой атмосферы, берущий начало на высоте обычно около 800 км от уровня моря .

Нижняя граница экзосферы называется экзобазой. Экзобаза определяется по равенству длины свободного пробега атомов (молекулы) высоте однородной атмосферы. Длина свободного пробега молекулы – это среднее расстояние (обозначаемое λ), которое частица пролетает за время свободного пробега от одного столкновения до следующего.

Концентрация нейтральных атомов в экзосфере менее 10 7 частиц/см 3 , что соответствует высокому вакууму. Соответственно длина свободного пробега атомов (молекул) для высокого вакуума составляет от 1 км до 10 5 км.

Высота нижней границы экзосферы изменчива и зависит от солнечной активности. При высокой солнечной активности увеличивается толщина нижележащего слоя атмосферы – термосферы и, соответственно, растёт нижняя пороговая высота экзосферы. И наоборот, при низкой солнечной активности – высота нижней границы экзосферы уменьшается.

Верхняя граница экзосферы определяется по высоте, где давление солнечного излучения действует на атомы водорода с большей силой, чем земное притяжение. Эта высота примерно равна 190 000 км – половине расстояния до Луны .

Температура частиц экзосферы (газокинетическая температура) составляет порядка 1500-3000 К ().

Экзосфера Земли состоит из ионизированного газа ( плазмы ). У её нижней границы отношение концентраций заряженных и нейтральных частиц близко к 1, в верхней части экзосферы газ почти полностью ионизирован. Нижняя и средняя части экзосферы в основном состоят из атомов кислорода и азота, с увеличением же высоты быстро растёт относительная концентрация лёгких газов (гелия и водорода), особенно ионизированного водорода .

Частицы экзосферы двигаются в основном по баллистическим траекториям, поэтому при наличии у них второй космической скорости достаточно высока вероятность покинуть планету без столкновений.

В экзосфере в основном расположены радиационные пояса Земли и внешнее магнитное поле Земли .

В экзосфере также происходят полярные сияния.

Рост солнечной активности приводит к потеплению экзосферы и к увеличению её толщины. Протяжённую экзосферу планеты часто называют короной; она состоит из атомов водорода, «улетучивающихся» из верхней атмосферы. Корона Земли (геокорона) распространяется вплоть до высот порядка 630 тыс. км (при этом среднее расстояние от Земли до Луны составляет около 384 тыс. км).

Экзосфера имеет место и на других планетах. Если атмосфера небесного тела крайне разрежена, например, как у Меркурия и у Луны, вся она является экзосферой.

Источник

Характеристики экзосферы, химический состав, функции и температура

экзосфера является самым внешним слоем атмосферы планеты или спутника, составляющим верхний предел или границу с космическим пространством. На планете Земля этот слой простирается над термосферой (или ионосферой), на 500 км над поверхностью земли.

Экзосфера Земли имеет толщину около 10 000 км и состоит из газов, сильно отличающихся от тех, которые составляют воздух, которым мы дышим на поверхности Земли..

В экзосфере как плотность газовых молекул, так и давление минимальны, а температура высока и остается постоянной. В этом слое газы рассеиваются, уходя в космос.

  • 1 Характеристики
    • 1.1 Поведение
    • 1.2 Свойства атмосферы
    • 1.3 Физическое состояние экзосферы: плазма
  • 2 Химический состав
    • 2.1 Молекулярная скорость выхода из экзосферы
  • 3 Температура
  • 4 функции
  • 5 ссылок

черты

Экзосфера — это переходный слой между атмосферой Земли и межпланетным пространством. Он имеет очень интересные физические и химические характеристики и выполняет важные защитные функции планеты Земля..

поведение

Основная характеристика, которая определяет экзосферу, состоит в том, что она не ведет себя как газообразная жидкость, как внутренние слои атмосферы. Частицы, из которых он состоит, постоянно уходят в космос.

Поведение экзосферы является результатом набора отдельных молекул или атомов, которые следуют своей собственной траектории в земном гравитационном поле.

Свойства атмосферы

Свойства, которые определяют атмосферу: давление (P), плотность или концентрация составляющих газов (количество молекул / V, где V — объем), состав и температура (T). В каждом слое атмосферы эти четыре свойства варьируются.

Эти переменные не действуют независимо, но связаны законом газов:

Читайте также:  Земля единственная планета с водой

P = d.R.T, где d = число молекул / V, а R — газовая постоянная.

Этот закон соблюдается, только если между молекулами, из которых состоит газ, достаточно ударов.

В нижних слоях атмосферы (тропосфере, стратосфере, мезосфере и термосфере) смесь газов, составляющих ее, может рассматриваться как газ или жидкость, которая может быть сжата, чья температура, давление и плотность связаны через закон газы.

Увеличивая высоту или расстояние до поверхности земли, давление и частота столкновений между молекулами газов значительно уменьшаются..

На высоте 600 км и выше этого уровня мы должны рассматривать атмосферу по-другому, поскольку она больше не ведет себя как газ или однородная жидкость.

Физическое состояние экзосферы: плазма

Физическое состояние экзосферы — это состояние плазмы, которое определяется как четвертое состояние агрегации или физическое состояние вещества..

Плазма — это состояние жидкости, где практически все атомы находятся в ионной форме, то есть все частицы имеют электрические заряды и присутствуют свободные электроны, не связанные с какой-либо молекулой или атомом. Его можно определить как жидкую среду частиц с положительными и отрицательными электрическими зарядами, электрически нейтральную.

Плазма имеет важные коллективные молекулярные эффекты, такие как ее реакция на магнитное поле, образуя структуры, такие как лучи, нити и двойные слои. Физическое состояние плазмы, как смеси в виде суспензии ионов и электронов, имеет свойство быть хорошим проводником электричества.

Это наиболее распространенное физическое состояние во вселенной, образующее межпланетную, межзвездную и межгалактическую плазму..

Химический состав

Состав атмосферы меняется в зависимости от высоты или расстояния до поверхности Земли. Состав, состояние перемешивания и степень ионизации являются определяющими факторами для различения вертикальной структуры в слоях атмосферы..

Смесь газов из-за турбулентности практически равна нулю, а ее газообразные компоненты быстро разделяются диффузией.

В экзосфере смесь газов ограничена градиентом температуры. Смесь газов из-за турбулентности практически равна нулю, а ее газообразные компоненты быстро разделяются диффузией. Выше 600 км над уровнем моря отдельные атомы могут вырваться из силы притяжения Земли.

Экзосфера содержит низкие концентрации легких газов, таких как водород и гелий. Эти газы очень рассеяны в этом слое с очень большими пустотами между ними.

В экзосфере также есть другие менее легкие газы, такие как азот (N2), кислород (O2) и углекислый газ (CO2), но они расположены вблизи экзобазы или баропаузы (зоны экзосферы, которая граничит с термосферой или ионосферой).

Молекулярная скорость выхода из экзосферы

В экзосфере молекулярные плотности очень низки, то есть очень мало молекул на единицу объема, и большая часть этого объема является пустым пространством.

Из-за того, что есть огромные пустые пространства, атомы и молекулы могут перемещаться на большие расстояния, не сталкиваясь друг с другом. Вероятность столкновения между молекулами очень мала, практически равна нулю.

При таком отсутствии столкновений атомы водорода (H) и гелия (He), легче и быстрее, могут достигать скоростей, которые позволяют им вырваться из поля притяжения планеты и покинуть экзосферу в направлении межпланетного пространства..

Вылет в космос атомов водорода из экзосферы (оценивается в 25 000 тонн в год), безусловно, способствовал серьезным изменениям химического состава атмосферы в течение всей геологической эволюции..

Остальные молекулы в экзосфере, кроме водорода и гелия, имеют низкие средние скорости и не достигают своей скорости убегания. Для этих молекул скорость выхода в космическое пространство низкая, и выход происходит очень медленно.

температура

В экзосфере понятие температуры как меры внутренней энергии системы, то есть энергии молекулярного движения, теряет смысл, так как молекул очень мало и много пустого пространства..

Научные исследования сообщают о чрезвычайно высоких температурах в экзосфере, порядка 1500 К (1773 ° C) в среднем, которые остаются постоянными с высотой.

функции

Экзосфера является частью магнитосферы, поскольку магнитосфера простирается от 500 до 600 000 км от поверхности Земли..

Магнитосфера — это область, где магнитное поле планеты отклоняет солнечный ветер, заряженный частицами очень высокой энергии, вредными для всех известных форм жизни..

Вот как экзосфера представляет собой слой защиты от высокоэнергетических частиц, испускаемых Солнцем..

Источник