Kako preučiti ozračje? Vrednost ozračja za Zemljo. Znanost o atmosferi

было осознано человечеством давно. Pomen atmosfere za Zemljo je človeštvo za dolgo časa uresničilo. Njeni zračni plasti služijo kot zaščita pred trdim kozmičnim sevanjem in meteoriti, ki ne predstavljajo ovir za sončne žarke, ne preidejo nazaj toplotnega sevanja površine planeta.

Zakaj moram preučevati procese v ozračju

Ali je bilo mogoče preprečiti potapljanje eskadrile šestdesetih britanskih in francoskih vojnih ladij v Črnem morju? To se je zgodilo 14. novembra 1854 med krimsko vojno. Po proučevanju podanih meteoroloških poročil je Urbain Le Verrier (Pariški observatorij) prišel do zaključka, da je mogoče predvideti orkan (to je, ne dajati ukazov za odprto morje), da bi napovedal ta pojav.

Ta zgodovinski primer dokazuje neizogibnost razvoja znanosti, ki omogoča opazovanje ozračja in napovedovanje njegovega vedenja.

сегодня метеорологи, зависит определение оптимальных погодных сроков работы на полях, авиация без срочных прогнозов поведения воздушных масс становится не безопасной. O tem, kako meteorologi danes preučujejo atmosfero , je definicija optimalnih vremenskih pogojev za delo na poljih odvisna od letalstva, brez nujnih napovedi obnašanja zračnih mas pa je nevarno. Poplave, toča, orkani, suše - to je nepopoln seznam naravnih pojavov v ozračju.

Kaj in kako preučiti vzdušje: prvi zgodovinski poskusi organiziranja opazovanj

Že v četrtem stoletju pred našim štetjem je Aristotel napisal delo, imenovano »Meteorologija« (Aristotelovo licijansko obdobje - od 334 do 322 pr. N. Št.). Zato znanost, ki preučuje ozračje, imenujemo meteorologija.

Možnost proučevanja meteoroloških pogojev je nastala po izumih termometra Galileo Galilei v 17. stoletju (temperaturna fiksacija) in barometer (merjenje tlaka) Otta von Gerike. Weathervane (merjenje smer vetra) Anemometer (merjenje hitrosti zraka), higrometer (merjenje vlažnosti), pluviograf (merjenje padavin), ustvarjen v istem stoletju, je razširil seznam atmosferskih parametrov, ki jih je treba zabeležiti.

Mreža devetih meteoroloških postaj (prvi v zgodovini) v Italiji od leta 1854 do 1667 je zbirala podatke o atmosferskih parametrih.

Druga evropska mreža meteoroloških postaj (1723-1735) je delovala v skladu z navodili, ki so vsebovala standardne merilne tabele z metodološkimi navodili za uporabo instrumentov, ki jih je napisal James Djurin (London).

Istočasno v Rusiji na 24 meteoroloških postajah (1733-1744) so ​​bile izvedene atmosferske opazovanja (navodila Daniel Bernoulli).

Struktura atmosfere

Odvisno od odstotne sestave plinastih sestavin, njihovih temperatur lahko zračno ovojnico planeta razdelimo na plasti.

Troposfera - zračna masa ob površini. Višina spodnje plasti se giblje od polov do ekvatorja - do 8 kilometrov nad poli, do 17 kilometrov nad ekvatorjem, zrak v njem se segreva od površine planeta, vsakih sto metrov se temperatura zmanjša za 0,6 stopinj Celzija. Na zgornji meji plasti je temperatura približno minus 55 stopinj.

Zračne mase v troposferi so najgostejše (Zemljina gravitacijska dejanja), so v stalnem gibanju, tukaj nastajajo oblaki iz majhnih kapljic vode, ki izhlapijo s površine.

Stratosfera je naslednja velika zračna plast, njena višina je do petdeset pet kilometrov. Zrak je tanek temperatura najprej pade, nato se dvigne z višine 25 kilometrov (od enega do dveh stopinj za vsak kilometer višine).

Mesosfera - višina do oseminosemdeset pet kilometrov, temperatura se nadaljuje.

Termosfera - njena višina - osemsto kilometrov.

Mezosfera in termosfera sta ionosferi. Atmosferski pojav - aurora - se oblikuje ravno v ionosferi.

Najbolj oddaljena od površine planeta s temperaturo dveh tisoč stopinj je eksosfera.

Kakšni so načini za preučevanje ozračja

Število parametrov, ki označujejo zračne mase, je znano že dolgo časa. Znanstveniki iz različnih držav so se v 19. stoletju dogovorili o enotnem sistemu, v katerem bi bilo treba izvesti meritve.

относятся наземные (метеорологические станции), аэродинамические (радиозонды, ракеты), спутниковые и орбитальные (искусственные спутники Земли и орбитальные космические станции). Metode proučevanja atmosfere vključujejo zemeljske (meteorološke postaje), aerodinamične (radiosonde, rakete), satelitske in orbitalne (umetne zemeljske satelite in orbitalne vesoljske postaje).

Vremenske postaje

для изучения атмосферы . Po vsem svetu je trenutno okoli osem tisoč meteoroloških lokacij opremljenih z enotnimi merilnimi instrumenti za preučevanje atmosfere . Popravljajo naslednje parametre:

• temperatura (uporabljajo se različne vrste termometrov, največja in najmanjša - za merjenje najvišje in najnižje temperature zraka za določeno obdobje, termometri za merjenje temperature tal, termograf (zapisovalnik) - za beleženje odčitkov);

• atmosferski tlak (barometer in barograf - za registracijo);

• vlažnost zraka (absolutna in relativna - z higrometrom in psihrometrom, higrograf - za registracijo);

• hitrost in smer vetra (krilo z merilom - anemorumbometer);

• količino padavin v merilnem obdobju (merilnik padavin in pluviograf - za registracijo);

• globina snega (posebno grablje).

Na delu meteoroloških postaj se beležijo led, rosenje in led.

Del meteoroloških postaj z višjim statusom (ki ga določajo državni meteokomoti) merijo spodnjo mejo oblakov (smerni reflektorji), optični domet, izhlapevanje zemlje, sončno sevanje.

Vse meteorološke postaje prenašajo svoja opazovanja na posamezne centre. Р осгидромет. V Rusiji je P osgidromet.

Zračna postaja

Hitrost in smer vetra, temperatura, tlak na nadmorski višini od trideset metrov do štirideset kilometrov (troposfera in del stratosfere) se beležijo z uporabo sistema ARZ-RLS (aerološka sonda - radarska postaja).

(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. Sonda je poseben valj (narejen iz gume ali plastike, napolnjen z vodikom ali helijem (nekoliko manj, vendar manj nevarno) za dviganje in posodo s senzorji za temperaturo in tlak, signali senzorjev pa se pretvorijo v radijski signal, nato se prenesejo na radar.

Radarska postaja sprejema signale in jih dekodira. Radar "vodi" radiosonde, sledi njegov položaj navpično in vodoravno.

Tako nadzemna postaja prejme najbolj zanesljive podatke o temperaturah, tlakih in hitrosti in smeri vetra na različnih nadmorskih višinah.

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). Ker preučujejo atmosfero s pomočjo sonde le dva do štirikrat na dan, je to povsem neustrezno za trenutno poznavanje stanja zračnih mas (premik, oblačnost).

разработаны содары (работают на акустических волнах), лидары (используют оптическое излучение), радиолокаторы - радары (радиоволны) и профайдеры (радиоакустическое и электромагнитное излучение). Za potrebe vetrnih postaj in letališč so v zadnjem času razvili sodarje (ki delujejo na akustičnih valovih), lidare (z uporabo optičnega sevanja), radarji - radarji (radijski valovi) in profiderji (radijsko akustično in elektromagnetno sevanje).

Meteorološke rakete

до ста километров проводятся с помощью запусков геофизических (метеорологических) ракет. Proučevanje ozračja na višinah do sto kilometrov poteka z zagonom geofizikalnih (meteoroloških) raket. Do danes je veliko držav vzpostavilo postaje za spuščanje raket po vsem svetu (približno petdeset).

Načela proizvodnje raket, sistem lansiranja, obdelava signalov in sledenje rakete so se razvili v Sovjetski zvezi v petdesetih letih prejšnjega stoletja.

с помощью ракет, достаточно уникально. Kako preučiti vzdušje s pomočjo raket je povsem edinstveno. Bistvo metode proučevanja atmosfere na ta način je naslednje. V glavi rakete so nameščeni in nameščeni merilni instrumenti. Raketa se odpelje na mesto zagona postaje, ki se nahaja v lansirni napravi. Po izstrelitvi raketa odide v dani smeri, njena pot pa sledi radar. Odvisno od naloge na desni višini (od 70 do 80 km) je del glave ločen od motorja. Padalo se odpre na nadmorski višini okoli sto kilometrov, raketna sonda pa začne padati na površje. Vse meritve na spustu se prenesejo na zemeljske postaje. V začetni fazi padca se hitrost začne povečevati in doseči svoj maksimum na nadmorski višini približno šestdeset kilometrov. Gostota zraka na tej višini zadostuje za začetek padala. Glava rakete na padalu gladko navzdol na površino. Trajektorijo padca (odnašanje v ozračju) sledi lokator.

Pritisk, temperatura in, končno, glavna stvar - hitrost in smer vetra, merimo z raketo z visoko natančnostjo.

Znanstvene študije z uporabo raketnih lansiranj niso omejene le na te meritve, temveč so na teh višinah predmet študije sestava zraka in ozonskega plašča, sončnega sevanja in radijskega magnetnega sevanja.

Raziskave z uporabo satelitov in orbitalnih postaj

Vesoljsko obdobje opazovanja (raziskave) se je začelo z lansiranjem umetnih zemeljskih satelitov (4. oktobra 1957 se je začel prvi sovjetski satelit).

Danes sateliti, ki krožijo po planetu, izdajo informacije vsako uro in pol, pokrivajo trak površine planeta od kilometra do tri v širino. Naslednji zavoj poteka v bližini, zato za dvanajst-štirinajst obratov meteorologi prejmejo polno (razen polov) fotografsko podobo površine in motnih mas.