В процессе сотворения Земли за 6 дней были сотворены все оболочки земли.
Магнитосфера – это самая внешняя оболочка Земли. Ее существование и строение обусловлены взаимодействием солнечного ветра с дипольным магнитным полем Земли.
Солнечный ветер представляет собой потоки мчащихся со скоростью около 500 км/с частиц, испускаемых солнечной атмосферой. Такие потоки несут сильные магнитные поля, для которых магнитное поле Земли служит препятствием. В результате столкновения солнечного ветра с магнитным полем Земли магнитное поле Земли сжимается и приобретает форму вытянутой полости – магнитосферы. На «подветренной» стороне возникает хвост диаметром до 40 радиусов Земли и длинной несколько сотен радиусов.
При вспышках на солнце скорость солнечного ветра возрастает до 1000 км/с и деформация магнитного поля Земли усиливается. В районах полюсов образуются «щели», через который возможен прорыв горячей плазмы в верхние слои атмосферы, в результате возникают северные сияния.
Во всех остальных областях магнитосферы возможно лишь медленное просачивание частиц солнечной плазмы. Просочившиеся частицы оказываются в ловушке магнитного поля Земли из-за замкнутости магнитного поля на полюсах и движутся вдоль силовых линий, образующих так называемые радиационные пояса.
Магнитосферная плазма находится в постоянном конвективном движении, порождая электрические токи – экваториальную и полярную электроструи. Из полярных электроструй при сильных возмущениях частицы как бы впрыскиваются в ионосферу, порождая полярные сияния (свечение атомов молекул кислорода и азота на высотах 90-12 км).
При мощных вспышках Солнца в магнитосферу поступает множество импульсов. Возникает последовательная серия сжатий и расширений магнитосферы, изменяющих магнитное поле у поверхности Земли.
Возникает магнитная буря, которая захватывает и ионосферу.
Ионосфера – второй защитный слой, простирающийся от верхней границы термосферы до высоты 10000 км.
В пределах ионосферы солнечная энергия преобразуется в другие виды энергии. В ионосфере текут интенсивные электрические токи, сила которых измеряется десятками тысяч ампер. Напряженность электрического поля между ионосферой и поверхностью Земли достигает 300 000 вольт. При ионосферной буре – возникает гроза.
Атмосфера – это область между ионосферой и поверхностью Земли, представленная нейтральными молекулами и атомами воздуха и пара.
В атмосфере до высоты около 106 км содержатся хорошо перемешанные течениями воздуха газы (азот – 78%, кислород – 21, аргон – 0,9, углекислый газ- 0,03 и около 0,003% - смеси неона, гелия, криптона, ксенона, окислов азота, метана и озона). Эти соотношения остаются неизменными на протяжении нескольких десятков километров в высоту.
В атмосфере иногда присутствуют некоторые летучие органические вещества, промышленный дым, выхлопные газы, окись углерода, сернистый газ и хлор (из вулканов). Кроме того присутствуют пары воды, пыли и аэрозоли, что определяет оптическую прозрачность атмосферы или пропускную способность солнечной и галактической радиации.
Важной составной частью атмосферы является водяной пар, хотя на его долю приходится только 3% ее объема. Большая часть пара содержится в воздухе ниже высоты 3000 м.
Атмосфера состоит из:
Тропосферы (8-16 км) – здесь идет интенсивный обмен количеством движения, теплом и водяным паром между атмосферой и поверхностью Земли и океана, формируется облачная система. По мере подъема над поверхностью Земли уменьшается температура тропосферы на 6,5 К на 1 км. Над тропосферой расположена стратосфера.
Стратосфера (от16 до 50 км) – отличается малыми сезонными колебаниями температур. В стратосфере до 34-36 км температура увеличивается слабо. Стратосфера холоднее над тропиками (-80*С), где она служит как бы ловушкой, вымораживающей водяной пар. Поэтому влажность там мала и облаков не бывает. С высоты 34-36 км температура в стратосфере быстро возрастает (50 км и Т= 270 К) (О*С = 273 Кельвина). Над стратосферой находится мезосфера.
Мезосфера (от 50 до 82 км) – где температура понижается до 180К в верхней части. Здесь изредка образуются мезосфезные, или серебристые, облака, есть волны и даже вихри.
Термосферы (от 82 до 106 км) – температура растет с высотой до 1400К (на 250 км). Это самая теплая часть атмосферы. Воздух термосферы сильно поглощает ультрафиолетовые, радиационные составляющие Солнца и космоса. В ней тормозятся и сгорают метеориты. Это щит биосферы.
Ионосфера (от106 до 10 000 км)
Выше уровня 106 км состав воздуха меняется, исчезает углекислота и водяной пар, появляется ионизированный кислород и свободные электроны. Возникает ионосфера.
Состояние атмосферы определяет метеоусловия на Земле. Чтобы прогнозировать погоду, нужно знать многое о состоянии атмосферы, прежде всего тропосферы. Атмосферная циркуляция обусловлена непрерывным потоком солнечной радиации, и сама атмосфера подобна гигантской тепловой машине. Нагревателем служат тропики, а холодильником – полярные области.
Схема строения атмосферы: