Что измеряется в атмосферах: Атмосфера (единица измерения) — Карта знаний

перевод в технические (ат) и стандартные (атм)

Физика объясняет давление как величину силы, которая перпендикулярно действует на единицу площади поверхности. Состояние сплошной среды характеризуется именно этой величиной. Она измеряется специальными приборами — манометрами, вакуумметрами, атмосферное давление замеряют с помощью барометра.

Атмосфера и бар — термины, известные большинству. Эти величины являются измерителями давления любого типа — воды в кранах, воздуха в колесах. Но вряд ли многие смогут определить, сколько единиц одной величины измерения содержится в другой. Это происходит, потому что в повседневной жизни эти величины считают равными, а полученную разницу считают погрешностью. Но одинаковые ли на самом деле по значению эти единицы измерения? Точные расчеты с помощью калькуляторов или ученых-физиков помогут с этим определиться.

Атмосфера и ее особенности

Этп понятие не входит в Международную систему единиц измерения. Приблизительное значение — это атмосферное давление на уровне мирового океана. Величина измерения делится на две единицы — техническую и физическую. Техническая (ат) — это перпендикулярное равномерное силовое давление на один квадратный сантиметр площади с ровной поверхностью. В физике одна эта единица равняется 98 066,5 паскаля.

Стандартную единицу измерения называют также нормальной или физической. Ее обозначение — атм. Физической называют давление ртутного столба, высота которого составляет 760 миллиметров, при нулевой температуре и нормальной плотности ртути. Одна нормальная атмосфера равняется 101325 паскалям или 1,033 технической единицы.

Почему единицы измерения обозначаются именно таким образом? В античные времена термин «ата» означал абсолютное значение, а «ати» — избыток. Соответственно, так обозначается абсолютное и избыточное давление. Под избыточным понимают разницу между атмосферным и абсолютным в том случае, когда атмосферное меньше абсолютного. Разрежение, или вакуум, — это разница между абсолютным и атмосферным давлением в ситуации, когда абсолютное меньше атмосферного.

Понятие второй величины измерения

Сам термин «бар» произошел из греческого языка. Дословный его перевод — «тяжесть». В основном барами измеряют напор жидкости. Давление атмосферы рассчитывается в миллибарах. В физике это понятие имеет два значения:

1. Общепринятая величина для измерения давления в системе единиц физики под названием СГС — сантиметр, грамм, секунда. В этом случае один бар равен отношению одного дина (единица измерения силы) к квадратному сантиметру.
2. Второе название термина — стандартная атмосфера. Это внесистемное метеорологическое понятие. Одна такая единица в этом варианте равняется отношению 106 дин к сантиметру квадратному (в системе измерения СГС).

Разница между единицами атмосферы

Понять разницу между баром и атмосферой можно исходя из разницы между величинами измерения. Физическая атмосфера — это давление, которое присутствует на высоте уровня моря при нормальном ускорении свободного падения и нулевой температуре. Ее значение не превышает 101 325 паскалей.

Техническая величина — перпендикулярное давление на поверхность площадью в один квадратный сантиметр. В паскалях эта величина составляет 98 006,5. Разница между двумя единицами несущественна — не превышает трех процентов.

Из-за большого количества понятий и величин люди путаются в измерениях давления. Для того чтобы не вычислять значения до сотых или тысячных частиц, в повседневной жизни принято приравнивать одну единицу измерения к другой. Но при более точном переводе можно получить разные значения. Так как же правильно перевести бары в атмосферы?

Соотношение двух величин

Легче всего для точного перевода воспользоваться калькулятором в режиме онлайн. Но можно запомнить значение величин и их соотношение. В метеорологии считается, что в одном баре содержится 0,98692 стандартной атмосферы. Во всех остальных сферах используется перевод в техническую единицу измерения: один бар равняется 1,0197 атм.

Перевод бар в атмосферы подразумевает отношение заданного количества первой величины к числу 0, 98692 при переводе в физическую атмосферу и к 1,0197 — в техническую. К примеру, необходимо перевести давление, равное 7 бар, в нормальную атмосферу: 7/0,98692 = 7,093 атм.

Хотя разница не является существенной, но при расчетах большого количества бар ошибка будет значительной, что в производственной сфере может привести к нежелательным последствиям. При необходимости получения точных значений лучше использовать специальные калькуляторы для того, чтобы перевести бары в атмосферы и наоборот. Чаще всего понятие «бар» встречается при измерении давления:

• в отопительных котлах;
• в приборах, которые работают на жидкостях.

Видео

Из этого видео вы узнаете о единицах измерения давления.

Атмосфера — это… Что такое Атмосфера?

Стандартная атмосфера (единица) — Standard atmosphere (unit)

Единица измерения давления определяется как 101325 Па.

Стандартная атмосфера (символ: атм ) представляет собой блок из давления определяется как 101 325  Па ( 1,013 25  бар). Иногда его используют как эталонное или стандартное давление . Это приблизительно равно Земли атмосферного давления «ы на уровне моря.

История

Первоначально оно определялось как давление, оказываемое 760 мм рт. Ст. При 0 ° C и стандартной гравитации ( g _n =9.806 65  м / с ² ). Он использовался в качестве эталонного условия для физических и химических свойств и подразумевался при определении шкалы температуры по шкале Цельсия (позднее по шкале Цельсия ), определяя 100 ° C как точку кипения воды при этом давлении. В 1954 году 10-я Генеральная конференция по мерам и весам (CGPM) приняла стандартную атмосферу для общего пользования и подтвердила ее определение:1 013 250  дин на квадратный сантиметр (101 325  Па ). Это определяло как температуру, так и давление независимо от свойств конкретного вещества. Вдобавок (отмечалось в CGPM) существовало заблуждение, что это «заставило некоторых физиков поверить в то, что это определение стандартной атмосферы годно только для точных работ в термометрии».

В химии и различных отраслях промышленности эталонное давление, указанное в « стандартной температуре и давлении » (STP), обычно составляло 1 атм (101,325 кПа), но с тех пор стандарты разошлись; в 1982 году Международный союз теоретической и прикладной химии (IUPAC) рекомендовал, чтобы для целей определения физических свойств веществ « стандартное давление » было точно 100  кПа (1  бар ).

Единицы давления и эквиваленты

Давление в 1 атм также можно указать как:

≡ 101 325 паскалей (Па)

≡ 1.013 25 бар

≈ 1,033 кгс / см ²

≈ 1.033 техническая атмосфера

≈ 10,33 м H ₂ O , 4 ° C

≈ 760 мм рт. Ст. , 0 ° C, могут быть пересмотрены по мере появления более точных измерений плотности ртути

≡ 760 торр (торр)

≈ 29,92 дюйма ртутного столба , 0 ° C, подлежит пересмотру по мере появления более точных измерений плотности ртути

≈ 406,782 дюймов H ₂ O , 4 ° C

≈ 14,6959 фунт-сила на квадратный дюйм (фунт-сила / дюйм ² )

≈ 2 116 +0,22 фунтов-сила на квадратный фут (фунт / фут ² )

= 1 ата (абсолютная атмосфера).

Ата устройство используется в месте атм , чтобы указать общее давление в системе, по сравнению с давлением среды против единственного вакуума. Так , например, под водой давление 3 атм будет означать , что давление включает в себя 1 атм воздуха над водой , а также 2 атм самой воды.

Ноты

1. ^ ^{a b c} Это общепринятое значение для см – H ₂ O, 4 ° C. Это точно произведение 1 кгс на квадратный сантиметр (одна техническая атмосфера) на 1,013 25 (бар / атмосфера), деленное на 0,980 665 (один грамм-сила). Не принято определять значение водяного столба на основе реальной физической реализации воды (которая составила бы 99,997 495% от этого значения, потому что истинная максимальная плотность Венской стандартной средней океанской воды составляет 0,999 974 95 кг / л при 3,984. ° С). Кроме того, эта «физическая реализация» по- прежнему игнорирует сокращение 8,285 см – H ₂ O, которое на самом деле произошло бы в истинной физической реализации из-за давления пара над водой при 3,984 ° C.
2. ^ ^{a b} Значение NIST 13,595 078 (5) г / мл, принятое для плотности Hg при 0 ° C.
3. ^ Торр и мм рт. Ст., 0 ° C часто считаются идентичными. Для большинства практических целей (до 5 значащих цифр) они взаимозаменяемы.

Смотрите также

Ссылки

<img src=»//en.wikipedia.org/wiki/Special:CentralAutoLogin/start?type=1×1″ alt=»» title=»»>

Стандартная атмосфера — Карта знаний

• Международная стандартная атмосфера (сокр. МСА, англ. ISA) — условное вертикальное распределение температуры, давления и плотности воздуха в атмосфере Земли принятое международной организацией по стандартизации. До высоты 80 км параметры атмосферы соответствуют средним для географической широты 45°. Основой для расчёта параметров МСА служит барометрическая формула, с определёнными в стандарте параметрами.

  Для МСА принимают следующие условия: давление воздуха на среднем уровне моря при температуре 15 °C равно 1013 мбар (101,3 кН/м² или 760 мм рт. ст.), температура уменьшается по вертикали с увеличением высоты на 6,5 °C на 1 км до уровня 11 км (условная высота начала тропопаузы), где температура становится равной −56,5 °C и почти перестаёт меняться.

Источник: Википедия

Атмосфе́рное давле́ние — давление атмосферы, действующее на все находящиеся в ней предметы и на земную поверхность, равное модулю силы, действующей в атмосфере на единицу площади поверхности по нормали к ней. В покоящейся стационарной атмосфере давление равно отношению веса вышележащего столба воздуха к площади его поперечного сечения. Атмосферное давление является одним из термодинамических параметров состояния атмосферы, оно изменяется в зависимости от места и времени. Давление — величина скалярная…
Пло́тность во́здуха — масса газа атмосферы Земли на единицу объема или удельная масса воздуха при естественных условиях. Плотность воздуха является функцией от давления, температуры и влажности. Обычно, стандартной величиной плотности воздуха на уровне моря в соответствии с Международной стандартной атмосферой принимается значение 1,2250 кг/м³, которая соответствует плотности сухого воздуха при 15 °С и давлении 101330 Па.
Бари́ческая ступе́нь — величина, определяющая изменение высоты в зависимости от изменения атмосферного давления. Применяется при барометрическом нивелировании и при пересчёте показаний статоскопа в разность высот.
Атмосфера — внесистемная единица измерения давления, приблизительно равная атмосферному давлению на поверхности Земли на уровне Мирового океана.
У́ровень мо́ря — положение свободной поверхности Мирового океана, измеряемое по отвесной линии относительно некоторого условного начала отсчёта. Это положение определяется законом тяготения, моментом вращения Земли, температурой, приливами и другими факторами. Различают «мгновенный», приливной, среднесуточный, среднемесячный, среднегодовой и среднемноголетний уровни моря.
Схема Холдриджа — одна из классификаций природных сообществ, основанная на корреляции между климатом и растительностью. Впервые была предложена Лесли Холдриджем в 1947 году, дополнена в 1967 году.
Стандартные условия для температуры и давления — значения температуры и давления, с которыми соотносятся значения других физических величин, зависящих от давления и температуры. Принятые в разных дисциплинах и разных организациях точные значения давления и температуры в стандартных условиях могут различаться, поэтому указание значений физических величин (например, молярного объёма газа, электродного потенциала, скорости звука и так далее) без уточнения условий, в которых они приводятся, может приводить…
Эвапоро́метр (от лат. evaporo — испарятся и др.-греч. μετρέω — измеряю), называемый также Дете́ктор испаре́ния — устройство измерения общего испарения при одновременном воздействии разных текущих климатических факторов, таких как: температура, влажность, атмосферные осадки, солнечная радиация, ветер.
Дарси (darcy, обозначение «Д») — внесистемная единица проницаемости пористых сред, приближенно равная 1 мкм². Широко используется в геологии, гидрологии и нефтегазодобыче, механике грунтов. Часто применяются дольные единицы сантидарси (сД) и миллидарси (мД). Среда с проницаемостью 1 дарси позволяет жидкости с динамической вязкостью 1 сантипуаз (1 мПа·с, близко к вязкости воды) под градиентом давления 1 атмосфера/см образовывать объёмный расход 1 см³/с через поперечную площадь в 1 см².
Температура воздуха — один из термодинамических параметров состояния атмосферы. Измеряется термометром.
Геострофи́ческий ве́тер (от др.-греч. γῆ «земля» + στροφή «поворот») — вызванный вращением Земли теоретический ветер, который является результатом полного баланса между силой Кориоли́са и горизонтальным компонентом силы барического градиента: такие условия называются геострофическим балансом. Геострофический ветер направлен параллельно изобарам (линиям постоянного атмосферного давления на определённой высоте). В природе такой баланс встречается редко. Реальный ветер почти всегда отклоняется от геострофического…
Основна́я гидрофизи́ческая характери́стика (ОГХ, кривая водоудерживания) — в физике почв изотермическая равновесная зависимость между капиллярно-сорбционным (матричным) давлением почвенной влаги и влажностью (обычно объёмной). Форма ОГХ специфична для каждого почвенного образца и характеризует структуру порового пространства почвы, гранулометрический и минералогический состав. Характеризуется гистерезисом, то есть несовпадением форм кривой при увлажнении и иссушении образца. В виду доминирования…
Ветрово́й профилеме́р (профилеме́тр), или сода́р (англ. SODAR, аббревиатура от SOnic Detection And Ranging — акустический детектор и дальномер) — метеорологический инструмент измерения структуры вертикальной турбулентности и профиля ветра в нижних слоях атмосферы методом звукового зондирования.
Эмаграмма — вид термодинамической диаграммы, используемый для демонстрации профилей градиента температуры и содержания влаги в атмосфере. По осям эмаграммы отложены температура (T) и давление (p). На эмаграмме сухие адиабаты составляют угол около 45 градусов с изобарами, изотермы вертикальны, изолинии упругости насыщения почти прямые и вертикальные. Обычно данные о температуре и точке росы, получаемые радиозондами, отмечают на таких диаграммах для последующего вычисления конвективной устойчивости…
О́блачность — совокупность облаков, наблюдаемых в определённом месте (пункт или территория) в определённый момент или период времени.
Температу́ра (от лат. temperatura — надлежащее смешение, нормальное состояние) — физическая величина, характеризующая термодинамическую систему и количественно выражающая интуитивное понятие о различной степени нагретости тел.
Гра́дусо-день — условная единица измерения превышения средней суточной температуры над заданным минимумом («базовой температурой»). Вычисляется как сумма отклонений среднесуточной температуры от базовой за заданный промежуток времени.
Высота по плотности — высота по давлению, поправленная с учётом нестандартных температур. Иными словами это высота в стандартной атмосфере, на которой плотность воздуха будет соответствовать наблюдаемой величине.
Внẏтренние гравитациỏнные вỏлны (ВГВ) или инерциóнно-гравитациóнные вóлны (ИГВ) — одна из форм колебательных движений, которые существуют в атмосфере как упругой среде. Термин «гравитационные» в названии данного типа волн указывает на то, что сила тяжести является одним из факторов, определяющих существование ВГВ.

Подробнее: Внутренние гравитационные волны

Перламу́тровые облакá (полярные стратосферные облака) — это конденсационные образования, которые образуются в нижней стратосфере в зимне-весенний период, преимущественно в полярных широтах при аномально низких температурах (

Изоба́ры — изолинии величин атмосферного давления. На карте изображаются как линии, соединяющие места с одинаковым давлением. Чаще всего изобарические линии изображаются на метеорологических картах.

Подробнее: Изобара (метеорология)

Высота перехода — установленная высота воздушного судна, на которой при наборе высоты происходит перестановка значения атмосферного давления барометрического высотомера (альтиметра) на стандартное давление 760 мм рт. ст. Этот момент означает переход от полета по реальной высоте относительно уровня ВПП или уровня моря к полету по условной высоте (эшелону).

Внезáпное стратосфéрное потеплéние (ВСП) — это сильное и внезапное (несколько десятков градусов в течение суток) повышение температуры в полярной и субполярной стратосфере зимой, иногда на 50° и более в течение нескольких (порядка десяти) суток. ВСП происходит на высотах от 10 до 50 км, и характеризуются большой величиной отклонения температуры от средних значений, зачастую превышающих два стандартных отклонения фоновой модели. События ВСП происходят в зимний период. Наиболее резко они выражены в…

Подробнее: Внезапное стратосферное потепление

Термоме́три́я — раздел прикладной физики и метрологии, посвящённый разработке методов и средств измерения температуры. В задачу термометрии входят: установление температурных шкал, создание эталонов, разработка методик градуировки и калибровки приборов для измерения температуры.

Пого́да — совокупность значений метеорологических элементов и атмосферных явлений, наблюдаемых в определённый момент времени в той или иной точке пространства. Понятие «Погода» относится к текущему состоянию атмосферы, в противоположность понятию «Климат», которое относится к среднему состоянию атмосферы за длительный период времени. Если нет уточнений, то под термином «Погода» понимают погоду на Земле. Погодные явления протекают в тропосфере (нижней части атмосферы) и в стратосфере — атмосферном…

Мезосфе́ра (от греч. μεσο- — «средний» и σφαῖρα — «шар», «сфера») — слой атмосферы на высотах от 40—50 до 80—90 км. Характеризуется понижением температуры с высотой; максимум (0°C) температуры расположен на нижней границе, после чего температура начинает убывать до −70° или −80°C вблизи мезопаузы — переходного слоя к термосфере. Термин принят Географическим и геофизическим союзом в 1951 году.

Экзобаза — нижняя граница экзосферы. Определяется из соотношения равенства длины свободного пробега частиц высоте однородной атмосферы. Грубо говоря, это слой атмосферы, выше которого взаимные соударения уже не могут удержать частицы газов от вылета в космос. Над экзобазой частицы движутся по баллистическим траекториям и при достаточной скорости беспрепятственно покидают планету.

Аэростатика (греч. Αερ — воздух; στατός — «неподвижный») — раздел гидроаэромеханики, в котором изучается равновесие газообразных сред, в основном атмосферы.

Ци́кл и́ндекса (васцилля́ция) — явление гидродинамической неустойчивости вращения неравномерно нагретой жидкости или газа, первоначально обнаруженное как квазипериодическое изменение индекса зональной циркуляции атмосферы…

Высотоме́р (или альтиме́тр от лат. altus высоко) — прибор, предназначенный для измерения высоты. В случае пилотируемого летательного аппарата, высотомер является пилотажно-навигационным прибором указывающим высоту полёта. По принципу устройства высотомеры делятся на барометрические, радиотехнические (в том числе радиовысотомеры), инерциальные, ионизационные и прочие.В старину высотомером называли простейший угломерный инструмент для определения высоты светил (планет, звёзд).

Точка росы — это температура, до которой должен охладиться воздух, чтобы содержащийся в нём пар достиг состояния насыщения и начал конденсироваться в росу.

Скороподъёмность — лётно-техническая характеристика воздушного судна, определяющая его манёвренность в вертикальной плоскости; выражается в скоростных возможностях летательного аппарата при наборе им высоты в полёте и измеряется в метрах в секунду (в странах с футовой системой исчисления высоты — в футах в минуту).

Вла́жность — показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные.

Фа́ктор му́тности — отношение коэффициента ослабления для действительной атмосферы а к коэффициенту ослабления для идеальной атмосферы А (формула 3).

Фа́зовая диагра́мма воды — графическое отображение равновесного состояния фаз воды (жидкости, водяного пара и различных модификаций льда). Строится в системе координат температура—давление.

Воздушные массы — большие объёмы воздуха в нижней части земной атмосферы — тропосфере, имеющие горизонтальные размеры во много сотен или несколько тысяч километров и вертикальные размеры в несколько километров, характеризующиеся примерной однородностью температуры и влагосодержания по горизонтали.

Подробнее: Воздушная масса

Относительная влажность — отношение парциального давления паров воды в газе (в первую очередь, в воздухе) к равновесному давлению насыщенных паров при данной температуре. Обозначается греческой буквой φ, измеряется гигрометром.

Атмосфе́рная ви́димость (дальность видимости объекта сквозь атмосферу) — метеорологическая величина; характеристика прозрачности атмосферы и возможности различать зрением удалённые объекты, отделённые слоем воздуха той или иной мутности.

Инверсия в метеорологии означает аномальный характер изменения какого-либо параметра в атмосфере с увеличением высоты. Наиболее часто это относится к температурной инверсии, то есть к увеличению температуры с высотой в некотором слое атмосферы вместо обычного понижения (см. атмосфера Земли). Важную роль в этом процессе играют и горно-долинные ветры.

Облакомер — метеорологический прибор для определения высоты нижней и верхней границ облаков. Для работы использует либо лазер, либо другой источник когерентного света. Облакомеры также используются для определения концентрации аэрозолей в атмосфере.

Скорость звука — скорость распространения упругих волн в среде: как продольных (в газах, жидкостях или твёрдых телах), так и поперечных, сдвиговых (в твёрдых телах). Определяется упругостью и плотностью среды: как правило, в газах скорость звука меньше, чем в жидкостях, а в жидкостях — меньше, чем в твёрдых телах. Также в газах скорость звука зависит от температуры данного вещества, в монокристаллах — от направления распространения волны. Обычно не зависит от частоты волны и её амплитуды; в тех случаях…

Микрометеороло́гия — наука, дочерняя к метеорологии, рассматривающая метеорологические явления малых и сверхмалых масштабов, как во времени, так и в пространстве. Временные рамки исчисляются от секунд до нескольких часов. Пространственные рамки лежат в пределах от нескольких метров до нескольких километров. Теория турбулентности, аэродинамика и термодинамика являются основными базовыми науками, которые лежат в основе микрометеорологии и расчетов прогнозов состояния атмосферы в локальных точках, а…

Эшелон перехода — установленная условная высота полёта воздушного судна (по стандартному давлению 760 мм рт. ст.), на которой производится перестановка значения атмосферного давления на барометрическом высотомере (высотомере) на давление аэродрома или минимальное давление, приведённое к уровню моря.

Астроклимат (Астрономический климат) — совокупность атмосферных условий, влияющих на качество астрономических наблюдений. Важнейшие из них — прозрачность воздуха, степень его однородности (влияющая на «резкость» изображения объектов), величина фонового свечения атмосферы, суточные перепады температуры и сила ветра. В оптическом диапазоне прозрачность земной атмосферы достаточно велика: свет звезды, находящейся в зените, при наблюдении с уровня моря ослабляется на 25-50 % (слабее — у красного, сильнее…

Термо́метр (греч. θέρμη «тепло» + μετρέω «измеряю») — прибор для измерения температуры воздуха, почвы, воды и так далее. Существует несколько видов термометров…

Звёзды различных масс и возрастов обладают различной внутренней структурой. Модели строения звезды подробно описывают внутреннюю структуру звезды и предоставляют подробные сведения о светимости, цвете и дальнейшей эволюции звезды.

Подробнее: Строение звёзд

Термокомпас (от лат. themo — тепло и лат. compassum — измеряю направление) — пилотажный прибор для поиска и указания направления на центр термического потока в парапланеризме.

Эффект Вентури заключается в падении давления, когда поток жидкости или газа протекает через суженную часть трубы. Этот эффект назван в честь итальянского физика Джованни Вентури (1746—1822).

АТМОСФЕРА — это… Что такое АТМОСФЕРА?

атмосфера | Определение, слои и факты

Атмосфера , газовая и аэрозольная оболочка, которая простирается от океана, суши и покрытой льдом поверхности планеты в космос. Плотность атмосферы уменьшается наружу, потому что гравитационное притяжение планеты, которое притягивает газы и аэрозоли (микроскопические взвешенные частицы пыли, сажи, дыма или химикатов) внутрь, наиболее близко к поверхности. Атмосфер некоторых планетных тел, таких как Меркурий, практически не существует, поскольку изначальная атмосфера избежала относительно низкого гравитационного притяжения планеты и была выпущена в космос.Другие планеты, такие как Венера, Земля, Марс и внешние планеты-гиганты Солнечной системы, сохранили атмосферу. Кроме того, атмосфера Земли может содержать воду в каждой из трех фаз (твердой, жидкой и газовой), что имеет важное значение для развития жизни на планете.

перистые перистые облака над провинциальным парком Пинава-Дам Атмосферы планет солнечной системы состоят из различных газов, твердых частиц и жидкостей. Они также являются динамическими местами, которые перераспределяют тепло и другие формы энергии.На Земле атмосфера обеспечивает жизненно важные ингредиенты. Здесь перистые перистые облака плывут по глубокому синему небу над провинциальным парком Пинава-Дам, недалеко от Пинавы, Манитоба, Канада. © Кушниров Авраам / Dreamstime.com

Британская викторина

Как работает Земля: викторина

Какая научная дисциплина занимается относительным содержанием, распределением и миграцией химических элементов Земли и их изотопов?

Эволюция современной атмосферы Земли до конца не изучена.Считается, что нынешняя атмосфера возникла в результате постепенного высвобождения газов как изнутри планеты, так и в результате метаболической активности форм жизни, в отличие от изначальной атмосферы, которая образовалась в результате выделения газов во время первоначального формирования планеты. . Текущие выбросы вулканических газов включают водяной пар (H ₂ O), диоксид углерода (CO ₂ ), диоксид серы (SO ₂ ), сероводород (H ₂ S), оксид углерода (CO), хлор. (Cl), фтор (F) и двухатомный азот (N ₂ ; состоящий из двух атомов в одной молекуле), а также следы других веществ.Примерно 85 процентов вулканических выбросов приходится на водяной пар. Напротив, диоксид углерода составляет около 10 процентов сточных вод.

Во время ранней эволюции атмосферы на Земле вода должна была существовать в жидком виде, поскольку океаны существуют не менее трех миллиардов лет. Учитывая, что солнечная энергия четыре миллиарда лет назад составляла всего около 60 процентов от сегодняшней, должны были присутствовать повышенные уровни углекислого газа и, возможно, аммиака (NH ₃ ), чтобы замедлить утечку инфракрасного излучения в космос.Первоначальные формы жизни, которые развивались в этой среде, должны были быть анаэробными (т. Е. Выживать в отсутствие кислорода). Вдобавок они должны были противостоять биологически разрушительному ультрафиолетовому излучению солнечного света, которое не поглощалось слоем озона, как сейчас.

Когда организмы развили способность к фотосинтезу, кислород стал производиться в больших количествах. Накопление кислорода в атмосфере также способствовало развитию озонового слоя, поскольку молекулы O ₂ диссоциировали на одноатомный кислород (O; состоящий из отдельных атомов кислорода) и рекомбинировали с другими молекулами O ₂ с образованием трехатомных молекул озона ( О ₃ ).Способность к фотосинтезу возникла у примитивных форм растений от двух до трех миллиардов лет назад. До эволюции фотосинтезирующих организмов кислород производился в ограниченных количествах как побочный продукт разложения водяного пара ультрафиолетовым излучением.

Получите эксклюзивный доступ к контенту из нашего первого издания 1768 с вашей подпиской.
Подпишитесь сегодня
Узнайте, сколько азота, кислорода, водяного пара, углекислого газа и других элементов составляет воздух Земли. Атмосфера Земли представляет собой смесь азота, кислорода, водяного пара, двуокиси углерода и нескольких других второстепенных компонентов. Encyclopædia Britannica, Inc. Посмотреть все видео к этой статье

В настоящее время молекулярный состав атмосферы Земли состоит из двухатомного азота (N ₂ ), 78,08%; двухатомный кислород (O ₂ ) 20,95%; аргон (А) 0,93%; вода (H ₂ 0), примерно от 0 до 4 процентов; и диоксид углерода (CO ₂ ) 0,04 процента. Инертные газы, такие как неон (Ne), гелий (He) и криптон (Kr), а также другие составляющие, такие как оксиды азота, соединения серы и соединения озона, встречаются в меньших количествах.

В этой статье представлен обзор физических сил, которые управляют атмосферными процессами Земли, структуры атмосферы Земли и приборов, используемых для измерения атмосферы Земли. Для полного описания процессов, которые создали нынешнюю атмосферу на Земле, см. эволюция атмосферы. Для получения информации о долгосрочных условиях атмосферы, наблюдаемых на поверхности Земли, см. климат. Для описания самых высоких областей атмосферы, где условия определяются в основном наличием заряженных частиц, см. ионосфера и магнитосфера.

.

3 Научная база: спутниковая служба исследования Земли | Справочник по распределению частот и защите спектра для научных целей: второе издание

ВЧ-волны, такие как распространение радиолокатора, импульсы молний, ​​ВЧ-рассеяние от океана и мощные ВЧ-взаимодействия в ионосфере в диапазоне 0–18 МГц (например, ePOP и CARINA).

В пассивных радиолокационных наблюдениях ионосферы используются передатчики, такие как AM и FM-радио, а также HDTV, для проведения радиолокационных наблюдений.Эти наблюдения используются для изучения распространения и рассеяния в ионосфере, ионосферной турбулентности, естественных плазменных неоднородностей и метеорных следов. Полосы белого пространства между станциями часто полезны для измерений пассивного распространения в бистатических и мультистатических конфигурациях приемников. Внутриполосное цифровое радио в канале, например, используемое с FM, препятствует этим конфигурациям.

Активные методы также используются для зондирования ионосферы, измерения шума и поглощения и методов, основанных на распространении радиоволн (как земля-земля, так и земля-космос).Радар некогерентного рассеяния обеспечивает точное измерение тепловой ионосферной плазмы. Первичные измерения включают плотность электронов, температуру электронов, температуру ионов и дрейф ионосферы и предоставляют информацию об электрических полях, нейтральном ветре и составе ионов. В существующих системах используются типичные центральные частоты HF / VHF / UHF / L-диапазона с полосой пропускания до 30 МГц при приеме и обычно до 1 МГц при передаче. Для будущих систем планируется полоса пропускания до 10 МГц. Требуется значительная апертура мощности, так как большинство систем относятся к классу мультимегаватт с размерами антенн от 25 до 300 метров.Текущие активные системы работают на частотах 46,5, 47, 49,92, 53,5, 154–162, 224, 430, 440, 440,2, 440,4, 442,5, 449,3, 500, 933, 1290 и 2380 МГц, а будущие системы запланированы на 220 и 233 МГц. .

Ионосферные эхолоты или ионозонды обеспечивают прямое измерение профилей плотности электронов в ионосфере, используя передачи, которые испытывают полное отражение на локальной плазменной / ленгмюровской частоте. Поскольку плотность электронов и, следовательно, резонансная частота зависят от высоты, эти системы должны охватывать значительный диапазон (например,g., от ~ 1 до 15 МГц), которая зависит от времени и зависит от геофизических условий. Зона действия по высоте ограничена пиковой частотой отсечки ионосферы. Более высокие частоты за пределами локальной плазменной частоты могут использоваться для наклонного зондирования до 30 МГц. Радиолокационные эхолоты с псевдослучайной передачей с низким уровнем излучения, которые создают минимальные уровни электромагнитных помех (~ 1 Вт) и маломощные шумоподобные радиолокационные передачи, могут использоваться для проведения измерений с помощью высокочастотного доплеровского радиолокатора и даже измерений ионозондов.Этот тип радара, который в настоящее время разрабатывается, будет создавать меньше помех другим пользователям уже переполненного ВЧ диапазона. Они работают в диапазоне 2–30 МГц с типичной полосой пропускания 100 кГц. Передача на малой мощности, охватывающей весь частотный диапазон, может быть очень полезной для высоких скоростей измерения. Подобно ионозондам, они обеспечивают измерения концентрации электронов и высоты отражения, измерения волн, метеорных следов и измерения доплеровским радаром структур когерентного рассеяния.

Радиолокационные системы мезосферы / стратосферы / тропосферы измеряют нижнюю границу геокосмической среды и ее связь с ионосферой и нижними слоями атмосферы.Они работают в диапазонах 30-60 МГц, VHF / UHF и S. Радары динамики мезосферы / нижней термосферы (MLT) обеспечивают измерения областей мезосферы. Мезосфера является важным слоем атмосферы, и ее довольно сложно наблюдать с помощью других методов, кроме метеорных радаров (MR) и среднечастотных (MF) радаров, работающих на частотах 2–3 МГц. Эти радиолокационные измерения широко использовались для определения средних значений ветра и приливов и для понимания сезонного, межгодового и долгосрочного поведения циркуляции MLT, включая долгосрочные тенденции.Кроме того, радиолокационные измерения MR и MF были объединены для анализа свойств планетарных волн и оценки параметров ветра. Метеорные радары, работающие на частоте 30–50 МГц, а некоторые системы работают на частотах 2–100 МГц, обеспечивают измерения нейтрального ветра путем измерения доплеровской частоты следа дрейфующего метеора после того, как метеор улетел в верхние слои атмосферы.

Радары на 2–10 МГц (некоторые конкретные примеры, 2,8, 3,5, 3,85, 5,1, 8,175 МГц) используются для нагрева ионосферы на высоте, где критическая частота соответствует частоте передачи.Измерения могут быть использованы для исследования фундаментальной физики плазмы первичной и вторичной волны

.