Khí quyển Trái Đất

Khí quyển Trái Đất là lớp các chất khí bao quanh hành tinh Trái Đất và được giữ lại bởi lực hấp dẫn của Trái Đất. Nó gồm có nitơ (78,1% theo thể tích) và ôxy (20,9%), với một lượng nhỏ agon (0,9%), điôxít cacbon (dao động, khoảng 0,035%), hơi nước và một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất bằng cách hấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và tạo ra sự thay đổi về nhiệt độ giữa ngày và đêm....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khí quyển Trái ĐấtKhí quyển Trái ĐấtBiểu đồ chiếu khí quyển Trái ĐấtKhí quyển Trái Đất là lớp các chất khí bao quanh hành tinh Trái Đất và được giữ lạibởi lực hấp dẫn của Trái Đất. Nó gồm có nitơ (78,1% theo thể tích) và ôxy (20,9%),với một lượng nhỏ agon (0,9%), điôxít cacbon (dao động, khoảng 0,035%), hơi nướcvà một số chất khí khác. Bầu khí quyển bảo vệ cuộc sống trên Trái Đất bằng cáchhấp thụ các bức xạ tia cực tím của mặt trời và tạo ra sự thay đổi về nhiệt độ giữangày và đêm.Bầu khí quyển không có ranh giới rõ ràng với khoảng không vũ trụ nhưng mật độkhông khí của bầu khí quyển giảm dần theo độ cao. Ba phần tư khối lượng khí quyểnnằm trong khoảng 11 km đầu tiên của bề mặt hành tinh. Tại Mỹ, những người có thểlên tới độ cao trên 50 dặm (80,5 km) được coi là những nhà du hành vũ trụ. Độ cao 120km (75 dặm hay 400.000 ft) được coi là ranh giới do ở đó các hiệu ứng khí quyển cóthể nhận thấy được khi quay trở lại. Đường Cacman, tại độ cao 100 km (62 dặm),cũng được sử dụng như là ranh giới giữa khí quyển Trái Đất và khoảng không vũ trụ.Nhiệt độ và các tầng khí quyểnMinh hoạ các tầng khí quyểnNhiệt độ của khí quyển Trái Đất dao động theo độ cao; mối quan hệ toán học giữanhiệt độ và độ cao dao động giữa các tầng khác nhau của khí quyển: • Tầng đối lưu: từ bề mặt trái đất tới độ cao 7-17 km, phụ thuộc theo vĩ độ (ở 2 vùng cực là 7-10km) và các yếu tố thời tiết, nhiệt độ giảm dần theo độ cao đạt đến -50°C. Không khí trong tầng đối lưu chuyển động theo chiều thẳng đứng và nằm ngang rất mạnh làm cho nước thay đổi cả 3 trạng thái, gây ra hàng loạt quá trình thay đổi vật lý. Những hiện tượng mưa, mưa đá, gió, tuyết, sương giá, sương mù,... đều diễn ra ở tầng đối lưu. • Tầng bình lưu: từ độ cao trên tầng đối lưu đến khoảng 50 km, nhiệt độ tăng theo độ cao đạt đến 0°C. Ở đây không khí loãng, nước và bụi rất ít, không khí chuyển động theo chiều ngang là chính, rất ổn định. • Tầng trung lưu: từ khoảng 50 km đến 80-85 km, nhiệt độ giảm theo độ cao đạt đến -75°C. Phần đỉnh tầng có một ít hơi nước, thỉnh thoảng có một vài vệt mây bạc gọi là mây dạ quang. • Tầng nhiệt: từ 80–85 km đến khoảng 640 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.000°C hoặc hơn. Ôxy và nitơ ở tầng này ở trạng thái ion, vì thế gọi là tầng điện li. Sóng vô tuyến phát ra từ một nơi nào đó trên vùng bề mặt Trái đất phải qua sự phản xạ của tầng điện li mới truyền đến các nơi trên thế giới.Tại đây, do bức xạ môi trường nhiều phản ứng hóa học xảy ra đối với ôxy, nitơ, hơinước, CO2...chúng bị phân tách thành các nguyên tử và sau đó ion hóa thành các ion nhưNO+, O+, O2+, NO3-, NO2-...và nhiều hạt bị ion hóa phóng xạ sóng điện từ khi hấp thụcác tia mặt trời vùng tử ngoại xa. • Tầng ngoài: từ 500–1.000 km đến 10.000 km, nhiệt độ tăng theo độ cao có thể lên đến 2.500°C. Đây là vùng quá độ giữa khí quyển Trái Đất với khoảng không vũ trụ. Vì không khí ở đây rất loãng, nhiệt độ lại rất cao, một số phân tử và nguyên tử chuyển động với tốc độ cao cố vùng vẫy thoát ra khỏi sự trói buộc của sức hút Trái đất lao ra khoảng không vũ trụ. Do đó tầng này còn gọi là tầng thoát ly. Tuy nhiêt, các nhiệt kế, nếu có thể, lại chỉ các nhiệt độ thấp dưới 0°C do mật độ khí là cực kỳ thấp nên sự truyền nhiệt ở mức độ có thể đo đạc được là rất khó xảy ra.Ranh giới giữa các tầng được gọi là ranh giới đối lưu hay đỉnh tầng đối lưu, ranh giớibình lưu hay đỉnh tầng bình lưu và ranh giới trung lưu hay đỉnh tầng trung lưu v.v. ởtầng này có mặt các ion O+ (Thành phần khí quyển Trái Đất. Thành phần phần trăm của không khí khô theo thể tích - ppmv: phần triệu theo thể tích.Chất khí Theo NASANitơ 78,084%Ôxy 20,946%Agon 0,9340%Điôxít cacbon (CO2) 365 ppmvNeon 18,18 ppmvHêli 5,24 ppmvMêtan 1,745 ppmvKrypton 1,14 ppmvHiđrô 0,55 ppmvKhông khí ẩm thường có thêmHơi nước Dao động mạnh; thông thường khoảng 1%Điôxít cacbon và mêtan cập nhật (năm 1998) theo IPCC bảng TAR 6.1. Tuy nhiên, theobáo cáo gần đây nhất của các nhà khí tượng Mỹ NOAA vừa ghi nhận 2 thì nồng độCO2 trong bầu khí quyển đã gia tăng tới mức kỷ lục mới. Nồng độ CO2 cao nhất đođược khoảng 381 ppmv. Các nhà khí tượng lo ngại đây chính là một nhân tố có thể gâynhững thay đổi bất ngờ của khí hậu.Khối lượng phân tử trung bình của không khí khoảng 28,97 g/mol.Mật độ và khối lượngMật độ của không khí tại mực nước biển là khoảng 1,2 kg/m³. Sự thay đổi tự nhiêncủa khí áp ở bất kỳ độ cao nào đều là nguyên nhân của sự thay đổi thời tiết. Sự thayđổi này là tương đối nhỏ ở các độ cao thấp nhưng là rất lớn ở các độ cao lớn vì sựthay đổi của ...