Земля – третья по порядку от Солнца большая планета
в Солнечной системе. Она относится к планетам земной группы.
Атмосфера играет важнейшую роль в формировании погоды и климата на всей земной поверхности. Она препятствует сильному остыванию поверхности в ночные часы. За счет ветрового переноса воздушных масс атмосфера обеспечивает сглаживание разностей температур не только между ночным и дневным, но и между зимним и летним полушариями. Она защищает живые организмы от губительного влияния ультрафиолетового и гамма-излучений, а также от приходящих из космоса заряженных частиц больших энергий. При этом атмосфера, естественно, затрудняет проведение наземных астрономических наблюдений.
Земная атмосфера состоит из азота – 78,1%, кислорода – 21,0%, аргона – 0.75%, водяного пара – 0,1%, углекислого газа – 0,03% и малых примесей.
Давление атмосферы уменьшается с ростом высоты монотонно, ее температура меняется в широких пределах. Ниже приводится упрощенная стандартная модель земной атмосферы.
|
Высота (км) |
Давление (атм.) |
Температура (оС) |
Некоторые природные |
Техногенные явления |
|
200 |
10-9 |
+ 9000 |
|
Низкоорбитальные |
|
150 |
10-8 |
+ 5000 |
|
|
|
110 |
10-7 |
– 150 |
Полярные сияния, ионосфера, |
|
|
100 |
2,9*10-7 |
– 600 |
Ионосфера, зона |
|
|
90 |
10-6 |
– 900 |
Зона горения |
|
|
80 |
10-5 |
– 900 |
Зона горения |
|
|
70 |
5,2*10-5 |
– 600 |
Мезосфера |
|
|
60 |
2,1*10-4 |
– 300 |
Стратосфера |
|
|
50 |
10-3 |
00 |
Стратосфера, |
|
|
40 |
2,9*10-3 |
– 200 |
Стратосфера, |
|
|
30 |
10-2 |
– 400 |
Стратосфера, |
Полеты |
|
20 |
5,5*10-2 |
– 550 |
Стратосфера, |
Полеты |
|
10 |
2,6*10-1 |
– 500 |
Тропосфера |
Полеты |
|
0 |
1 |
+ 150 |
Тропосфера |
|
Отражением воздействий космических факторов на атмосферу, а также взаимосвязанных перепадов давления, температуры и ветрового переноса воздушных масс в ней являются облака.
Ниже представлена краткая сводка данных об облаках в земной атмосфере.
|
Тип облаков |
Высота основания в Толщина |
Ярус/описание/состав |
Возможные осадки/другие явления |
|
Серебристые |
70 – 90 |
См. Серебристые |
Нет |
|
Перламутровые |
20 – 30 |
Редко возникающие, |
Нет |
|
Перистые |
7 – 10/ достигает нескольких километров |
Верхний/прозрачные, светлые, нитевидные, |
Не достигают |
|
Перисто – кучевые |
6 – 8/ 0,2 – 0,4 |
Верхний/прозрачные светлые облака в виде ряби – |
Не достигают |
|
Перисто – слоистые |
6 – 8/
0,1 – несколько |
Верхний/светлая прозрачная пелена без особых |
Нет |
|
Высокие кучевые |
2 – 6/ 0,2 – 0,7 |
Средний/светло-серые, |
Иногда возможны слабый дождь или снег |
|
Высокие слоистые |
3 – 5/ 1 – 2 |
Средний/светло-серые, |
Возможны слабый дождь или снег |
|
Слоисто – кучевые |
0,3 – 1,5/ 0,2 – 0,8 |
Нижний/слой со |
Слабый и |
|
Слоистые |
0,3 – 0,7/ 0,2 – 0,8 |
Нижний/серые и однородные/капли и ледяные |
Моросящий дождь |
|
Слоисто – дождевые |
0,1 – 1,5/ 2 – 6 |
Нижний/темно-серые, непрозрачные и закрывающие |
Обложной – |
|
Низкие кучевые |
0,8 – 1,5/
от сотен метров до |
Нижний/светлые |
Осадки |
|
Кучево |
0,4 – 1,0/
несколько |
Светлые "башни" с |
Ливень, сильный |
внутреннее строение Земли
Первый источник энергии в недрах Земли – это распад радиоактивных элементов, второй – перераспределение вещества по плотности, т.е. опускание тяжелых и выталкивание к поверхности легких фрагментов, которое еще не закончено. Мантия, простирающаяся в среднем на глубинах от 30-60 км до 3000 км, разогревается выделяющимся теплом, соответственно, до температур от 1200 до 45000 К. Мантия представляет собой полужидкую, вязкую массу, по которой, подобно льдинам в море, плавают тонкие и легкие по сравнению с толщиной и плотностью мантии материки. Самая верхняя часть мантии получила название астеносферы.
Ниже, на глубинах от 3000 до 5000 км и при температурах от 4500 до 60000 К, находится внешнее ядро, представляющее собой расплав горных пород и железа. В
центре расположено твердое внутреннее ядро с плотностью, в два раза превышающей плотность стали, и температурой 6200- 64000 К.
Непосредственное изучение внутреннего строения Земли практически невозможно. Самая глубокая шахта достигает глубины не более 4 километров, самая глубокая скважина – чуть более 11 километров. Выводы о внутреннем строении Земли возможно делать на основании изучения распространения сейсмических волн или исследуя особенности гравитационного поля нашей планеты. Эти особенности проявляются при вращении Земли вокруг оси и вокруг Солнца и в характере обращения вокруг нее Луны и искусственных спутников.
Вращение Земли
Период вращения Земли вокруг собственной оси составлял 24 часа, 3 минуты, 56,5554 секунд в 1950 году. Он постоянно увеличивается под воздействием лунных и солнечных приливов (на несколько миллисекунд за столетие.
Происходят очень малые сезонные изменения скорости вращения Земли, связанные с глобальными перемещениями воздушных масс и влаги. Кроме того изменения скорости вращения Земли происходят из-за перераспределения вещества в ее коре, мантии и ядре. Величины этих изменений составляют доли миллисекунд на протяжении одних суток.
Ось вращения Земли в настоящее время наклонена к плоскости ее орбиты – эклиптике – под углом 23 градусов и 26,5 минут. Под воздействием Луны и Солнца Земля подобно завершающему свое вращение волчку совершает медленные повороты – прецессию. В связи с этим северный полюс мира медленно перемещается по небесной сфере.
Движение Земли
Земля вращается. Линейная скорость точки на земном экваторе составляет 0,465 км/с.
Кроме того, Земля движется:
- по эллиптической орбите со средней скоростью 29,765 км/с.
- Максимальная ее орбитальная скорость в перигелии – 30,27 км/с
- минимальная в афелии 29,27 км/с.
Апекс этого движения перемещается по небесной сфере и за год совершает полный оборот. Следует заметить, что при движении вокруг Солнца "лобовой" – передней – частью поверхности Земли является та, через которую проходит утренний меридиан, т.е. меридиан, на котором наше светило показывается из-за горизонта. Поэтому быстрые метеоры чаще наблюдаются в предутренние часы, т.к. скорости порождающих их метеороидов складываются с собственной орбитальной скоростью Земли, так, что их скорости относительно нашей планеты заметно увеличиваются.
Земля вместе с Солнечной системой движется относительно ближайших звезд в сторону созвездия Геркулеса со скоростью 19,4 км/с.
Вместе с ближайшими звездами Солнце вращается вокруг центра Галактики со скорость 220 – 230 км/с.
Скорость Солнца по отношению к местной группе галактик – около 300 км/с и апекс находится в созвездии Цефея.
Относительно реликтового излучения местная группа галактик движется со скоростью около 600 км/с в направлении созвездия Гидры.
Векторы этих скоростей направлены в разные стороны, а при орбитальном движении Земли вокруг Солнца и Солнца вокруг центра Галактики, их направления постоянно меняются. Поэтому говорить о величине результирующей скорости Земли в пространстве трудно, но основная ее составляющая это, конечно, скорость движения относительно реликтового излучения.
Форма Земли
Земля имеет сложную форму, которую в первом приближении можно описать сплюснутым с полюсов шаром. Ее сжатие составляет 1/298,25, т.е. на такую долю полярный радиус Земли короче его экваториального радиуса. Для описания формы Земли была разработана (рассчитана) специальная стереометрическая фигура, получившая название "геоид".