Как называются слои атмосферы Земли и чем они различаются

Здесь, в тропосфере мы живем, дышим и мерзнем под дождем. И здесь же летаем на самолетах. Название слоя происходит от греческого tropos, что означает «поворот», «изменение». Ведь у нас все постоянно меняется: то ливень окатит, то туман помешает ехать, то солнце запалит нещадно. Толщина тропосферы, кстати, не во всех точках нашей планеты одинаковая. Над экватором жаркие места растягивают ее до 18 километров вверх, а на суровых, холодных полюсах она сплющивается до 8–10 км. В этом слое спрятано 80% всей массы атмосферы и почти вся вода в виде пара. Именно здесь проявляются все погодные явления: циклоны, ураганы и прочие атмосферные истерики. Нагревается тропосфера не от Солнца напрямую, а от Земли — как мы, когда отключают отопление, нагреваем одеяло изнутри своим телом. Поэтому, чем дальше от «батареи», тем холоднее: температура падает примерно на 6,5°C с каждым километром ввысь, пока не упрется в потолок −55°C.

Это и есть потолок. На высоте 9–18 км наступает момент, когда температура перестает падать — зависает на одной отметке. Сюда облака почти не пробиваются (разве что грозовые). Толщина этой границы — километр-другой, а роль проста: держать все буйство погоды внизу, не пуская ее на верхние этажи.

Следующий этаж — стратосфера (stratum — «настил» или «слой»), он продолжается до высоты примерно в 50 километров. Если в тропосфере мы гипотетически мерзнем, поднимаясь вверх, то здесь все наоборот: в нижней части держатся −55°C, а к верхней границе теплеет почти до 0°C. Такой перелом создает знаменитый озоновый слой, который поглощает ультрафиолет. Воды здесь кот наплакал, поэтому облака — редкие гости. Но иногда появляются перламутровые облака — тонкие ледяные кружева, переливающиеся на темно-фиолетовом, почти черном небе. А еще в нижней части стратосферы иногда появляются самолеты. Кстати, человеку тут не выжить: разреженный воздух, низкое давление и экстремальная температура сделают свое дело.

На высоте около 50–55 км температура выходит на плато и некоторое время остается ровной, почти нулевой. Это стратопауза — короткая передышка перед входом в зону, где снова начнется похолодание. Работает так же, как тропопауза.

Мезосфера — слой атмосферы от 50 до 80–90 км. Воздуха здесь осталось меньше 0,3% от общей массы, а температура снова устремляется вниз — почти до −90°C на потолке. Это самое холодное место в атмосфере, настоящий космический морозильник. Причем бронированный: он и наша защита. Если вы когда-нибудь наблюдали за падающими звездами, вы видели их в мезосфере: из-за трения с воздухом метеороиды, влетая в атмосферу Земли, сгорают, двигаясь с большой скоростью. Иногда в мезосфере образуются серебристые облака — тончайшая ледяная дымка, видимая только в сумерках, когда Солнце уже скрылось, а облака еще освещены.

Снова стоп! Примерно на 85–90 километрах — мезопауза, где температура достигает минимума: около −100 °C. Это самая холодная точка всей атмосферы, после которой начинается резкий набор температуры.

Термосфера простирается от 90 км до 800 км. Солнечное излучение здесь такое мощное, что температура взлетает до 1500°C и выше. Но если вы вдруг окажетесь в термосфере, то замерзнете насмерть. Парадокс? Вовсе нет: температура — это скорость движения частиц, а самих частиц тут ничтожно мало (меньше 0,05% всей атмосферы), поэтому передать тепло некому. Именно здесь, среди ионизированных газов, танцуют полярные сияния. Здесь же летают спутники и МКС, почти не встречая сопротивления. Может возникнуть вопрос: как МКС остается в безопасности, если метеоры сгорают только в мезосфере? Маневрируя с помощью двигателей, космонавты могут менять положение МКС, в том числе относительно орбиты.

Среди всех атмосферных пауз термопауза — самая непостоянная. Находится она на высоте от 400 до 800 километров (граница зависит от солнечной активности). Устойчивый рост температуры, столь характерный для термосферы, прекращается. Здесь температура «зависает» и в дальнейшем составляет от 230 до 1700°C в зависимости от времени суток. На дневной стороне, под прямым излучением, она поднимается выше, а на ночной — опускается. Термопауза — последний рубеж, за которым начинается экзосфера и открытый космос.

Последний этап — экзосфера, зона рассеяния выше 700–800 километров. Это место, где атмосфера окончательно сходит на нет, постепенно растворяясь в космическом вакууме. Начинается она с экзобазы: с нее атмосфера рассеивается, когда отдельные атомы могут улететь в открытый космос и не вернуться. Здесь уже нет ни погоды, ни облаков, ни ветра — только бесконечная чернота и редкие частицы, разогнанные до тысяч градусов, но неспособные согреть даже собственный электрон.