Мезосфера. Строение ионосферы

Содержание

Слайд 2

МЕЗОСФЕРА (от греч. mesos - средний и sphaira- шар) - слой

МЕЗОСФЕРА

(от греч. mesos - средний и sphaira- шар) - слой атмосферы,

расположенный между стратосферой и термосферой на высотах примерно от 50 до 85 км.
Слайд 3

Темп-pa T в M. понижается с высотой с градиентом -2,5 оС

Темп-pa T в M. понижается с высотой с градиентом -2,5 оС

Слайд 4

Газовый состав M., как и нижерасположенных атм. слоев, постоянен и содержит

Газовый состав M., как и нижерасположенных атм. слоев, постоянен и содержит

ок. 80% N2 и 20% O2, т. е. M. является частью гомо-сферы
Слайд 5

Ветер в M. чаще всего дует прибл. вдоль широтных кругов; летом он восточный, зимой западный

Ветер в M. чаще всего дует прибл. вдоль широтных кругов; летом

он восточный, зимой западный
Слайд 6

Летом на высотах 80-85 км в средних и высоких широтах возникают

Летом на высотах 80-85 км в средних и высоких широтах возникают

серебристые облака, которые состоят из ледяных кристалликов, так как на этих высотах чрезвычайно низкие температуры воздуха.

Т≅-92 °С

Мезосфера изучена хуже других слоёв атмосферы, в связи с чем учёные прозвали её «игноросферой»

Слайд 7

ТЕРМОСФЕРА (ИОНОСФЕРА) Начинается на высоте примерно 85 км и простирается до 500 и более км.

ТЕРМОСФЕРА (ИОНОСФЕРА)

Начинается на высоте примерно 85 км и простирается до 500

и более км.
Слайд 8

Температура воздуха в термосфере (ИОНОСФЕРЕ) колеблется на разных уровнях, быстро и

Температура воздуха в термосфере (ИОНОСФЕРЕ) колеблется на разных уровнях, быстро и

разрывно возрастает и может варьировать от 200 К до 2000 К, в зависимости от степени солнечной активности.
Слайд 9

СТРОЕНИЕ ИОНОСФЕРЫ Представляет собой природное образование разреженной слабоионизированной плазмы, находящейся в

СТРОЕНИЕ ИОНОСФЕРЫ
Представляет собой природное образование разреженной слабоионизированной плазмы, находящейся в магнитном

поле Земли.
Обладает специфическими свойствами, связанными с высокой электропроводностью.
Слайд 10

Ионосфера имеет слоистое строение. Число слоев –6. Обозначаются буквами латинского алфавита

Ионосфера имеет слоистое строение. Число слоев –6. Обозначаются буквами латинского алфавита

A, B, C, D, E, F.
Слайд 11

Ионосфера Земли создается: корпускулярным и УФ- излучением солнца; космическими лучами; радиоактивными веществами Земли и космоса.

Ионосфера Земли создается:
корпускулярным и УФ- излучением солнца;
космическими лучами;
радиоактивными веществами Земли

и космоса.
Слайд 12

В ионосфере происходят сложные физико-химические процессы трех типов: ионизация, ионно-молекулярные химические реакции рекомбинация.

В ионосфере происходят сложные физико-химические процессы трех типов:
ионизация,
ионно-молекулярные химические

реакции
рекомбинация.
Слайд 13

Скорости этих процессов в разных слоях ионосферы различны, что приводит к отличиям ионного состава по высоте.

Скорости этих процессов в разных слоях ионосферы различны, что приводит

к отличиям ионного состава по высоте.
Слайд 14

Ионизация На высотах от 85 до 200 км наибольшее значение имеет

Ионизация


На высотах от 85 до 200 км наибольшее значение

имеет УФ-излучение вызывающее фотохимические процессы ионизации
Ионизируются любые молекулы (О2 , О3 ,N2 ,СО2 ,N2 )
Слайд 15

Верхний предел ν ионизации молекул и радикалов

Верхний предел ν ионизации молекул и радикалов

Слайд 16

О2 + hν=O2+ +e, где ν меньше 102,6 нм. N2+ hν=

О2 + hν=O2+ +e, где ν меньше 102,6 нм.
N2+ hν= N2+

+e, где ν меньше 72.6 нм.
О + hν=O+ +e, где ν меньше 91.0 нм.
О2 + hν=O(1D) + O(3P) при ν меньше 240нм.
Слайд 17

Состав ионосферы Ионосфера состоит из ионов (катионов и анионов), нейтральных молекул, свободных электронов

Состав ионосферы

Ионосфера состоит из ионов (катионов и анионов), нейтральных молекул, свободных

электронов
Слайд 18

Ниже 100 км, из-за относительно большой плотности нейтральной атмосферы электроны при

Ниже 100 км, из-за относительно большой плотности нейтральной атмосферы электроны при

соударениях с нейтральными молекулами «прилипают» к ним – естественно получаются отрицательно заряженные частицы-анионы.
Слайд 19

Основные химические реакции Ионно-молекулярные реакции ИМРкулярные реакции протекают между нейтральными атомами

Основные химические реакции
Ионно-молекулярные реакции
ИМРкулярные реакции протекают между нейтральными атомами или молекулами,

отрицательными и положительными ионами, а также электронами.
Слайд 20

На высотах 85–200 км основными первичными ионами являются ионы О+, О

На высотах 85–200 км основными первичными ионами являются ионы О+, О

2 +, N2+.
Однако ионный состав может сильно измениться, если появляются какие-либо факторы, нарушающие фотохимическое равновесие, например электрические или магнитные поля (бури).
на малых высотах от 85 до 120 км.
O2 + + N2 = NO+ + NO
на высотах выше 120 км
O+ + N2 = NO+ + N
O+ + O2 = O2+ + O
N2+ + O = O+ + N 2
Слайд 21

Рекомбинация Рекомбинация — процесс гибели свободных электронов и других заряженных частиц

Рекомбинация

Рекомбинация — процесс гибели свободных электронов и других заряженных частиц в

результате столкновений.
Скорость рекомбинации с высотой уменьшается (это связано с уменьшением концентрации электронов).
Кинетика гибели свободных электронов на малых высотах (до 180 км) описывается уравнением второго порядка относительно концентрации электронов. На больших высотах — уравнением первого порядка.
Слайд 22

Диффузионные процессы. Вклад диффузии в изменение концентрации ионов на разных высотах

Диффузионные процессы.

Вклад диффузии в изменение концентрации ионов на разных высотах и

на разных широтах различен, поскольку этот процесс конкурирует с процессами образования ионов и их рекомбинации и зависит от магнитного поля.
Заряженные частицы беспрепятственно движутся вдоль магнитных силовых линий, тогда как перемещение поперек магнитного поля затруднено.
Если рассматривать процессы в вертикальном столбе ионосферы, то на экваторе, где силовые линии магнитного поля направлены горизонтально, роль диффузии мала. В высоких широтах, где силовые линии геомагнитного поля почти вертикальны, амбиполярная диффузия в вертикальном направлении протекает эффективно.