Текст книги "Единая картина мира. Системно-структурный метод"

Южный магнитный полюс – 65°06' ю.ш.; 139°00' в.д.

Положение геомагнитных полюсов на 1985 г:

Северный геомагнитный полюс – 78°48' с.ш.; 70°54' з.д.

Южный геомагнитный полюс – 78°48' ю.ш.; 109°06' в.д.

Напряженности магнитного поля на северном и южном магнитных полюсах равны соответственно 0,58 и 0,68 Э, а на геомагнитном экваторе – около 0,4 Э.

Приборы Центрального военно-технического института Сухопутных войск (ЦНИВТИ СВ) зафиксировали в начале 2002 года, что магнитный полюс Земли сместился на 200 км. По мнению ученых, аналогичное смещение магнитных полюсов произошло и на других планетах Солнечной системы по видимому по причине, что Солнечная система проходит "определенную зону галактического пространства и испытывает влияние со стороны других космических систем, находящихся рядом". "Переполюсовка" повлияла на ряд процессов, происходящих на Земле. Так, "Земля через свои разломы и так называемые геомагнитные точки сбрасывает в космос избыток своей энергии, что не может не сказаться как на погодных явлениях, так и на самочувствии людей". Кроме того избыточные волновые процессы, возникающие при сбросе энергии Земли, влияют на скорость вращения нашей планеты. По данным Центрального военно-технического института, "примерно каждые две недели эта скорость несколько замедляется, а в последующие две недели наблюдается определенное ускорение ее вращения, выравнивающее среднесуточное время Земли". Смещение магнитного полюса Земли не влияет на географические полюса планеты, то есть точки Северного и Южного полюсов остались на месте.

РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА – внутренние области планетных магнитосфер, в которых собственное магнитное поле планеты удерживает заряженные частицы (протоны, электроны), обладающие большой кинетической энергией. В радиационных поясах частицы под действием магнитного поля движутся по сложным траекториям из Северного полушария в Южное и обратно. У Земли обычно выделяют внутренний и внешний радиационные пояса. Внутренний радиационный пояс Земли имеет максимальную плотность частиц (преимущественно протонов) над экватором на высоте 3–4 тыс. км, внешний электронный радиационный пояс – на высоте ок. 22 тыс. км. Радиационный пояс – источник радиационной опасности при космических полетах. Мощными радиационными поясами обладают Юпитер и Сатурн.

Электрическое поле над поверхностью Земли в среднем имеет напряженность около 100 В/м и направлено вертикально вниз – это так называемое «поле ясной погоды», но это поле испытывает значительные (как периодические, так и нерегулярные) вариации.

Две кольцеобразные области вокруг Земли с высокой концентрацией высокоэнергичных электронов и протонов, которые были захвачены магнитным полем планеты. Пояса были обнаружены первым американским искусственным спутником Земли "Эксплорер-1", запущенным 31 января 1958 г. Пояса названы по имени Джеймса Ван Аллена – физика, руководившего экспериментом на "Эксплорере-1". Внутренний пояс Ван Аллена лежит над экватором на высоте около 0,8 земных радиусов. Во внешнем поясе область наибольшей концентрации находится на высоте от 2 до 3 земных радиусов над экватором, а обширная область, простирающаяся от внутреннего пояса до высоты 10 земных радиуса, содержит протоны и электроны более низкой энергии, которые, по-видимому, принесены в основном солнечным ветром. Поскольку магнитное поле Земли отклоняется от оси вращения планеты, внутренний пояс опускается вниз к поверхности в Южной части Атлантического океана, недалеко от побережья Бразилии. Эта Южноатлантическая аномалия представляет потенциальную опасность для искусственных спутников. В 1993 г. в пределах внутреннего пояса Ван Аллена была обнаружена область, содержащая частицы, которые проникли туда из межзвездного пространства.

геомагнитная буря – существенное уменьшение горизонтальной компоненты магнитного поля Земли, продолжающееся обычно несколько часов. Причина – попадание в околоземное пространство электрически заряженных частиц, как правило, выбрасываемых из Солнца при солнечных вспышках. Во время таких бурь наблюдаются полярные сияния и происходит нарушение радиосвязи

Гидросфера

Следующим элементом, наряду с геологической частью Земли (литосферой), рассмотренной в предыдущем разделе, является гидросфера – совокупность вод земного шара, водная оболочка Земли, располагающаяся между атмосферой и «твердой» земной корой. Включает в себя всю химически не связанную воду вне зависимости от ее состояния: жидкую, твердую, газообразную. Гидросфера – водная оболочка Земли покрывает 70,3 % земной поверхности. Объем гидросферы. – 1370,3 млн. км³, что составляет примерно 1/800 объема планеты. Гидросфера включает океаны, моря, реки, озера, подземные воды и ледники, снеговой покров, а также водяные пары в атмосфере и воду, содержащуюся в живых организмах.

Вода является важной составной частью всех компонентов Земли, объем, и доля всех видов воды приведена в таблице 2.

Табл. 2. Распределение водных масс в гидросфере Земли

Каждая из групп вод делится на подгруппы более низких рангов, например, в атмосфере можно выделить воды в тропосфере и стратосфере, на поверхности Земли – воды океанов и морей, а также рек, озёр и ледников; в литосфере – воды фундамента и осадочного чехла (в т. ч. воды артезианских бассейнов и гидрогеологических массивов).

Происхождение гидросферы не известно, ее связывают с длительной эволюцией планеты и дифференциацией ее вещества, она формировалась в связи с развитием литосферы, выделившей за геологическую историю земли значительный объём водяного пара и подземных магматических вод и метеоритного льда. Гидросфера – незамкнутая система, между водами которой существует тесная взаимосвязь, обусловливающая единство гидросферы как природной системы и взаимодействие гидросферы с другими геосферами.

Мировой океан продуцирует половину всего кислорода атмосферы и является регулятором климата на нашей планете: холодные воды на полюсах поглощают углекислый газ из воздуха и отдают его в нагретых тропических и экваториальных водах. Мировой океан является самым сильным поглотителем солнечной энергии (поглощает в 2–3 раза больше, чем суша); от поверхности океана отражается всего 8 % падающей энергии. Как следствие, средняя температура поверхности океана на 3,6º С больше температуры поверхности земли. Круговорот воды на Земле является гидрологическим циклом. Он включает поступление воды в атмосферу при её испарении и возвращение её назад в результате конденсации и выпадения осадков, благодаря чему производится обмен всех видов воды на Земле, скорость возобновления воды приведена в таблице 3.

Табл.3 Скорость возобновления (обмена) различных категорий вод гидросферы

Количество осадков определяет тип экосистемы на данной территории (от 0 до 3 м в год). Круговорот воды в природе включает три основные петли:

1. поверхностный сток – вода становится частью поверхностных вод;

2. испарение – впитываемая почвой вода удерживается в качестве капиллярной, а затем возвращается в атмосферу, испаряясь с поверхности или поглощаясь растениями;

3. грунтовые воды – вода попадает под землю и движется сквозь неё, питая колодцы и родники, т. е. вновь попадает в систему поверхностных вод.

Океан – непрерывная водная оболочка Земли, окружающая материки и острова и отличающаяся общностью солевого состава. По существу Земля – это водная планета, так как Мировой океан занимает 70,8 % ее территории. В Северном полушарии на долю водной поверхности приходится 60,6 %, а в Южном – 81 %. Мировой океан делится материками на четыре океана. Самый крупный и глубокий из них – Тихий океан. По площади – 178,62 млн. км²– он занимает половину всей водной поверхности Земли. Средняя его глубина (3980 м) больше средней глубины Мирового океана (3700 м). В его пределах находится и самая глубоководная впадина – Марианская (11022 м). В Тихом океане сосредоточено более половины объема воды Мирового океана (710,4 из 1341 млн. км3). Второй по размерам – Атлантический океан. Его площадь 91,6 млн. км², средняя глубина 3600 м, наибольшая – 8742 м (возле Пуэрто-Рико), объем 329,7 млн. км³. Далее по размерам идет Индийский океан, который имеет площадь 76,2 млн. км², среднюю глубину 3710 м, наибольшую – 7729 м (возле Зондских островов), объем воды 282,6 млн. км³. Самый маленький и самый холодный – Северный Ледовитый океан, с площадью всего 14,8 млн. км² (4 % Мирового океана), средней глубиной 1220 м (наибольшая – 5527 м), объемом воды 18,1 млн. км³. Иногда выделяют Южный океан – условное название южных частей Атлантического, Индийского и Тихого океанов, прилегающих к Антарктическому материку. В составе океанов выделяются моря.

Особенности строения океана. По геоморфологическим и геологическим признакам в океанах выделяют: подводную окраину материков (шельф, материковый склон и материковое подножие), переходные зоны от океана к материку, в частности системы островных дуг со свойственным им интенсивным вулканизмом и сейсмичностью; ложе океана и срединно-океанические хребты. Дно океана образует земная кора океанического типа с малой мощностью (8-10 км) и отсутствием гранитно-метаморфического слоя. Ложе океана сложено базальтами; на них залегает чехол глубоководных осадков, мощность которых уменьшается, а подошва омолаживается по направлению к срединно-океаническим хребтам.

Мировой океан – это раствор 44 химических элементов и является богатейшим источником минеральных ресурсов: он содержит 5х10 т минерального сырья, в том числе: урана – 2х10, серебра – 5х10, меди – 1,5х10, золота – 5,1 х 10 т. Общее количество солей в Мировом океане измеряется астрономической цифрой 49,2·10¹⁵ т.

Средняя соленость воды Мирового океана 35 промилле (то есть в каждом килограмме воды содержится 35 г соли), в тропических морях соленость может достигать 42 промилле. Сильно распреснены воды в устьях крупных рек. Например, при сравнительно небольшом объеме вод Северного Ледовитого океана в него впадает несколько крупных рек – Енисей, Обь, Лена, Макензи и другие. Он наиболее распреснен, особенно у поверхности, где средняя годовая температура чуть выше -1°C (при средней для всего Мирового океана 17,5°C). Зимой 9/10 площади Северного Ледовитого океана покрыто дрейфующими льдами толщиной до 4,5 м. От Гренландского ледникового щита постоянно откалываются айсберги, один из которых стал причиной крупнейшей морской катастрофы и гибели в 1912 пассажирского судна "Титаник". Но гораздо более крупные айсберги встречаются близ Антарктиды.

Океан – регулятор тепла. Самая высокая температура у поверхности воды в Тихом океане – 19,4°C; Индийский океан имеет 17,3°C; Атлантический – 16,5°C. При таких средних температурах вода в Персидском заливе регулярно нагревается до 35°C. С глубиной температура воды, как правило, падает. Хотя бывают исключения, обусловленные поднятием глубинных теплых вод. Примером может служить западная часть Ледовитого океана, куда вторгается Гольфстрим. На глубине 2 км на всей акватории Мирового океана обычно температура не превышает 2–3°C; в Северном Ледовитом океане она еще ниже. Мировой океан – мощный накопитель тепла и регулятор теплового режима Земли. Если бы океана не было, средняя температура поверхности Земли составила бы -21°C, то есть была бы на 36° ниже той, которая имеется в действительности.

Воды океана находятся в постоянном движении под воздействием различных сил: космических, атмосферных, тектонических и др. Наиболее выражены поверхностные морские течения, преимущественно ветрового происхождения. Но весьма распространены 3 течения, возникающие из-за разной плотности масс. Течения в Мировом океане подразделяются по преобладающему в них направлению на зональные (идущие на запад и восток) и меридиональные (несущие воды на север и юг). Течения, идущие навстречу соседним, более мощным течениям, называются противотечениями. Специально выделяют экваториальные течения (вдоль экватора). Течения, изменяющие свою силу от сезона к сезону, в зависимости от направления прибрежных муссонов, называются муссонными. Самое мощное во всем Мировом океане – Циркумполярное, или Антарктическое, круговое течение, обусловленное сильными и устойчивыми западными ветрами. Оно охватывает зону в 2500 км по ширине и километровые толщи по глубине, пронося каждую секунду около 200 млн. т воды. Для сравнения – крупнейшая река мира Амазонка несет лишь около 220 тыс. т воды в секунду. В Тихом океане наиболее сильно Южное пассатное течение, направляющееся с востока на запад, со скоростью 80-100 миль в сутки. К северу от него находится противотечение, а еще северней – Северное пассатное течение с востока на запад. Зная направление течений, местные жители издавна использовали их для своих передвижений. Вслед за ними воспользовался этим знанием и Т. Хейердал для своего знаменитого путешествия на «Кон-Тики». Аналоги пассатных (буквально «благоприятствующих переезду») течений и противотечений имеются в Индийском и в Атлантическом океанах. Из меридиональных течений наиболее известны Гольфстрим и Куросио, которые переносят соответственно 75 и 65 млн. т воды в секунду.

Для многих районов Мирового океана (западные берега Северной и Южной Америки, Азии, Африки, Австралии) характерен сгон поверхностных вод от берега, который может быть вызван ветром.

Приливы и отливы. Изменение взаимного расположения Земли и Луны вызывает в Мировом океане приливы и отливы. В открытом океане высота прилива невелика – порядка 1 м, но в воронкообразных заливах, в их самой узкой части высота может превышать 10 м. В Атлантическом океане, в заливе Фанди, прилив достигает высоты 16–17 м, в Охотском море, в Гижигинской губе, высота прилива-12-13 м. Океан практически всегда находится в движении. При шторме высота ветровых волн в открытом океане может превышать 10 м. Максимальная зафиксированная высота волн составила 25 м. На протяжении веков истории о гигантских одиноких 30-метровых (и более) волн, неожиданно вырастающих среди спокойного океана, воспринимались обществом и учеными, скорее, как морские легенды. Точную причину появления гигантских волн так и не смогли установить. Предполагалось, что они как бы вбирают в себя подводную энергию и рождают единственного великана, крушащего все на своем пути. Другое предположение – происходит наложение небольших волн в одну громадную, названную «волной-убийцей».

В числе самых штормовых мест в Мировом океане – северная часть Атлантики в зимнее время. В Атлантическом океане находится знаменитый "Бермудский треугольник" – место гибели многих судов и самолетов, в том числе из-за необычайно трудных условий навигации. Название Тихого океана не соответствует его нраву. "Тихим" он назван Магелланом, экспедиции которого сопутствовала удивительно тихая погода. На самом деле он самый бурный и непредсказуемый из океанов, в значительной мере из-за частых тайфунов. Другая характерная черта Тихого океана – цунами, вызванные подводными землетрясениями. Высота цунами у побережья может достигать 30–50 м. Обрушиваясь на берег, они приводят к массовой гибели людей и катастрофическим разрушениям.

Таким образом, большая часть вод Земли сосредоточена в океанах. Все океаны соединяются между собой, образуя единый Мировой океан. Имеет смысл выделение уровней глубины Мирового океана, т. к. с возрастанием глубины растет давление и плотность воды, уменьшается освещенность, изменяется температура, а следовательно меняются жизненные условия организмов, которые еще мало изучены.

Реки – естественные водные потоки, текущие в выработанном ими русле и питающиеся за счет поверхностного и подземного стока с их бассейнов. Всякая река имеет истоки устье, или дельту. Реки с притоками образуют речную систему, характер и развитие которой обусловлены главным образом климатом, рельефом, геологическим строением и размерами бассейна, то есть той прилегающей местности, откуда идет сток. Реки разделяются на горные реки с быстрым течением, текущие в узких долинах, и равнинные – с характерным медленным течением и широкими террасированными долинами. Наиболее употребимо деление рек по размерам. К малым относятся реки длиной до 200 км и площадью водосбора до 3000 кв. км. Часто отдельно выделяют ручьи, относят к ним небольшие водотоки, длиной менее 10 км. К большим рекам относятся равнинные реки, имеющие площадь водосбора больше 50 тыс. км². На малые реки длиной менее 100 км приходится около 99 % общего числа рек России (всего более 2 млн.).

Самая водоносная река мира – Амазонка, за ней следуют Конго, Ганг с Брахмапутрой, Янцзы и Енисей. Самые длинные реки мира – Нил (хотя он не входит в число самых водоносных, поскольку значительную часть своего пути протекает через Сахару), Миссисипи с Миссури. К большим рекам России относятся Енисей, Лена, Обь, Волга, Дон.

Озёра – природные водоемы в углублениях суши (котловинах), заполненные в пределах озерной чаши разнородными водными массами. Для озер характерно отсутствие непосредственной связи с Мировым океаном. Озера занимают около 2,1 млн. км²или почти 1,4 % площади суши.

Распределены озера неравномерно. Особенно много их на севере – в тундре и в лесной зоне. К югу, в степи и в пустыне озера встречаются реже. В числе крупнейших и наиболее известных: относятся Верхнее озеро, Гурон, Мичиган, Эри и Онтарио – в Северной Америке, Виктория и Танганьика – в Африке. В России крупными озерами являются Каспийское и Аральское моря, озеро Байкал, Ладожское озеро, Онежское озеро, Таймыр, Ханка и Чудско-Псковское.

Озеро Восток расположено в районе антарктической станции «Восток» под ледяной шапкой толщиной около 4 км. и имеет размеры приблизительно 250×50 км. Предполагаемая площадь 15,5 тыс. км². Глубина более 1200 м. Уникальность этого озера в том, что, возможно, находилось в изоляции от земной поверхности на протяжении нескольких миллионов лет. Естественным изолятором озера служил и служит четырёхкилометровый ледяной панцирь над ним. В 2013 г. было закончено бурение льда, и были взяты пробы воды. Исследования будет продолжены.

Атмосфера

Еще один элемент геологического уровня структурной организации материи наряду с литосферой и гидросферой является атмосфера (с греч. – «паровая сфера») – газовое образование, окружающее планету Земля сплошной оболочкой и удерживаемое гравитацией. Атмосфера «разграничивает» планету и космическое пространство, ослабляя ряд поступающих из космоса излучений и сглаживая резкие колебания температуры. Космические частицы при прохождении через атмосферу рассеиваются, и лишь их небольшая часть достигает поверхности Земли. Без атмосферы солнечные лучи раскаляли бы освещенную сторону Земли, а на неосвещенной был бы ледяной холод, и наша планета была бы совсем другой.

Атмосфера Земли

Рис. 11 Строение атмосферы

Верхняя граница атмосферы лежит на высоте более 2000 км. Граница эта выражена нечетко, так как с высотой газы разрежаются и переходят в космическое пространство постепенно, кроме того должен быть хвост с противоположной стороны от направления движения планеты по своей орбите. Суммарная масса воздуха в атмосфере – (5,1–5,3)·10¹⁸ кг. Атмосферное давление, принятое в качестве стандартного среднего значения, составляет Ро =1033,23 г/см² = 760 мм рт. ст.= 1 атм. Плотность воздуха у поверхности моря приблизительно равна 1,2 кг/м³. Половина массы атмосферы находится между уровнем моря и высотой 5–6 км, 90 % – в слое до 16 км, 99 % – в слое до 30 км. В настоящее время атмосфера Земли состоит в основном из газов и различных примесей (пыль, капли воды, кристаллы льда, морские соли, продукты горения). Концентрация газов, составляющих атмосферу, практически постоянна, за исключением воды (H₂O) и углекислого газа (CO₂). Химический состав атмосферы Земля приведены на рис. 12 и в таблице 4.

Рис. 12

Таблица 4

Кроме указанных в таблице 4 газов, в атмосфере содержатся SO₂, NH₃, СО, озон, углеводороды, HCl, HF, пары Hg, I₂, а также NO, NO₂ и многие другие газы в незначительных количествах. Кроме того, в воздухе постоянно находится большое количество взвешенных твёрдых и жидких частиц, образующих аэрозоль – пыль, дым, туман. Так как все газы имеют различную плотность, то они должны были бы разделиться на отдельные слои, но этому препятствуют непрерывное турбулентное, или хаотическое, движение воздуха и перемещения воздушных масс в виде ветра. Вследствие этого состав атмосферы в нижних слоях существенно не меняется. Однако, рассматривая весь слой атмосферы, приходится признать изменение состава и свойств ее с возрастанием расстояния от Земли – уменьшается давление, плотность и изменяется температура, что видно на диаграмме.

Рис. 13 Структура атмосферы

В зависимости от расстояния и температуры атмосферу Земли подразделяют на слои: тропосферу, стратосферу, мезосферу, термосферу и экзосферу, а между ними прослойки с добавлением к названию сферы «пауза». Указанные слои и прослойки необходимо считать элементами в структуре атмосферы, а рассматривая каждый из них в отдельности, можно их представить как уровни структурной организации атмосферы, определяющие взаимосвязь и зависимость слоев друг от друга.

Тропосфера (с греч. – поворот и сфера) – самый нижний и наиболее плотный слой атмосферы, в котором температура быстро уменьшается с высотой. Он содержит до 80 % всей массы атмосферы и простирается в полярных и средних широтах до высот 8–10 км, а в тропиках до 16–18 км. Давление воздуха на верхней границе тропосферы соответственно ее высоте в 5–8 раз меньше, чем у земной поверхности. Здесь развиваются практически все погодообразующие процессы, происходит тепло– и влагообмен между Землей и ее атмосферой, образуются облака, возникают различные метеорологические явления, возникают туманы и осадки. Динамика нижней части тропосферы сильно зависит от свойств поверхности Земли, определяющей горизонтальные и вертикальные перемещения воздуха (ветра), обусловленные передачей тепла от более нагретой суши, к менее нагретой. Распределение температуры с высотой устанавливается в результате турбулентного и конвективного перемешивания. В среднем оно соответствует падению температуры с высотой примерно на 6,5 К/км, или 0,6°C на 100 м.

Скорость ветра в приземном пограничном слое сначала быстро растет, а с высотой она продолжает еще больше увеличиваться. Иногда в тропосфере возникают узкие планетарные потоки, западные в средних широтах, а вблизи экватора – восточные. Их называют струйными течениями.

Рис. 14 Глобальные зоны ветров

Общая циркуляция атмосферы – это совокупность воздушных течений крупного масштаба в тропо– и стратосферах. В результате происходит обмен воздушными массами в пространстве, что способствует перераспределению тепла и влаги.

Факторы, определяющие общую циркуляцию атмосферы:

Неравномерное распределение солнечной энергии по земной поверхности и как следствие, неравномерное распределение температуры и атмосферного давления.

Силы Кориолиса и трения, под влиянием которых воздушные потоки приобретают широтное направление.

Влияние подстилающей поверхности: наличие материков и океанов, неоднородность рельефа и др.

Распределение воздушных течений в земной поверхности имеет зональный характер.

В действительности система ветров над земной поверхностью гораздо сложнее. В субтропическом поясе во многих районах пассатный перенос нарушается летними муссонами. В умеренных и субполярных широтах огромное влияние на характер воздушных течений оказывают циклоны и антициклоны, а на восточных и северных побережьях – муссоны. Кроме этого, во многих районах образуются местные ветры, обусловленные особенностями территории.

Для атмосферы характерны вихревые движения, крупнейшими из которых являются циклоны и антициклоны. Циклон – это восходящий атмосферный вихрь с пониженным давлением в центре и системой ветров от периферии к центру, направленных в северном полушарии против, в южном – по часовой стрелке. Циклоны делят на тропические и внетропические. Рассмотрим внетропические циклоны. Диаметр внетропических циклонов в среднем около 1000 км, но бывают и более 3000 км. Глубина (давление в центре) – 1000-970 гПа и менее. В циклоне дуют сильные ветры, обычно до 10–15 м/сек, но могут достигать 30 м/сек и более. Средняя скорость перемещения циклона – 30–50 км/час. Чаще всего циклоны перемещаются с запада на восток, но иногда идут с севера, юга и даже востока. Зона наибольшей повторяемости циклонов – 80-е широты северного полушария. Циклоны приносят пасмурную, дождливую, ветреную погоду, летом – похолодание, зимой – потепление. Для антициклонов характерна малооблачная, без осадков погода, со слабыми ветрами в центре, зимой – сильные морозы, летом – жара.

Горно-долинные ветры обладают суточной периодичностью: днем ветер дует вверх по долине и по горным склонам, ночью– наоборот охлажденный воздух спускается вниз. Дневной подъем воздуха приводит к образованию кучевых облаков над склонами гор, ночью при опускании и адиабатическом нагревании воздуха облачность исчезает.

Ледниковые ветры – это холодные ветры, постоянно дующие со стороны горных ледников вниз по склонам и долинам. Они обусловлены выхолаживанием воздуха надо льдом. Их скорость 5–7 м/с, мощность несколько десятков метров. Они интенсивнее ночью, так как усиливаются ветрами склонов.

Важнейшей особенностью атмосферы земли является наличие значительного количества влаги, которая концентрируется в виде облачных структур. Облачность – степень покрытия неба облаками, выраженная в процентах или в 10-бальной шкале. Форма облаков определяется международной классификацией. Влага попадает в атмосферу вследствие испарений с поверхности Земли. Около 90 % ее сосредоточено в нижнем пятикилометровом слое. С высотой количество влаги быстро уменьшается, т. к. понижается температура, так при температуре +30^oС в 1 м³ может находиться максимум 0,03 кг водяного пара, а при температуре -30^oС на порядок меньше. При насыщении воздуха водяным паром и при понижении температуры, происходит конденсация пара, образуются капельки воды или ее кристаллы, а при их укрупнении, выпадающие в виде осадков.

Облака – скопления взвешенных в атмосфере водяных капель (водяные облака), ледяных кристаллов (ледяные облака) или – тех и других вместе (смешанные облака). При укрупнении капель и кристаллов они выпадают из облаков в виде осадков. Облака образуются, главным образом, в тропосфере. Они возникают в результате конденсации водяного пара, содержащегося в воздухе. Диаметр облачных капель порядка нескольких мкм. Содержание жидкой воды в облаках – от долей до нескольких граммов на м3. Облака различают по высоте: Согласно международной классификации существует 10 родов облаков: перистые, перисто-кучевые, перисто-слоистые, высококучевые, высокослоистые, слоисто-дождевые, слоистые, слоисто-кучевые, кучево-дождевые, кучевые.

В стратосфере наблюдаются также перламутровые облака, а в мезосфере – серебристые облака.

Перистые облака – прозрачные облака в виде тонких белых нитей или пелены с шелковистым блеском, не дающие тени. Перистые облака состоят из ледяных кристаллов, образуются в верхних слоях тропосферы при очень низких температурах. Некоторые виды перистых облаков служат предвестниками смены погоды.

Перисто-кучевые облака – гряды или слои тонких белых облаков верхней тропосферы. Перисто-кучевые облака построены из мелких элементов, имеющих вид хлопьев, ряби, маленьких шариков без теней и состоят преимущественно из ледяных кристаллов.

Перисто-слоистые облака – белесоватая полупрозрачная пелена в верхней тропосфере, обычно волокнистая, иногда размытая, состоящая из мелких игольчатых или столбчатых ледяных кристаллов.

Высококучевые облака – белые, серые или бело-серые облака нижних и средних слоев тропосферы. Высококучевые облака имеют вид слоев и гряд, как бы построенных из лежащих друг над другом пластинок, округлых масс, валов, хлопьев. Высококучевые облака образуются при интенсивной конвективной деятельности и обычно состоят из переохлажденных капелек воды.

Высокослоистые облака – сероватые или синеватые облака волокнистой или однородной структуры. Высокослоистые облака наблюдаются в средней тропосфере, простираются на несколько км в высоту и иногда на тысячи км в горизонтальном направлении. Обычно высокослоистые облака входят в состав фронтальных облачных систем, связанных с восходящими движениями воздушных масс.

Слоисто-дождевые облака – низкий (от 2 и выше км) аморфный слой облаков однообразно-серого цвета, дающий начало обложному дождю или снегу. Слоисто-дождевые облака – сильно развиты по вертикали (до нескольких км) и горизонтали (несколько тысяч км), состоят из переохлажденных капель воды в смеси со снежинками обычно связаны с атмосферными фронтами.

Слоистые облака – облака нижнего яруса в виде однородного слоя без определенных очертаний, серого цвета. Высота слоистых облаков над земной поверхностью составляет 0,5–2 км. Изредка из слоистых облаков выпадает морось.

Кучевые облака – плотные, днем ярко-белые облака со значительным вертикальным развитием (до 5 км и более). Верхние части кучевых облаков имеют вид куполов или башен с округлыми очертаниями. Обычно кучевые облака возникают как облака конвекции в холодных воздушных массах.

Слоисто-кучевые облака – низкие (ниже 2 км) облака в виде серых или белых не волокнистых слоев или гряд из круглых крупных глыб. Вертикальная мощность слоисто-кучевых облаков невелика. Изредка слоисто-кучевых облака дают небольшие осадки.

Кучево-дождевые облака – мощные и плотные облака с сильным вертикальным развитием (до высоты 14 км), дающие обильные ливневые осадки с грозовыми явлениями, градом, шквалами. Кучево-дождевые облака развиваются из мощных кучевых облаков, отличаясь от них верхней частью, состоящей из кристаллов льда.

Тропопауза – переходный слой между тропосферой и расположенной над нею стратосферой, где температура достигает минимального значения для нижней части атмосферы и с ростом высоты перестает уменьшаться, является стабильной. Температура и высота тропопаузы в зависимости от географической широты и сезона в пределах от 190 до 220 К и от 8 до 18 км. В умеренных и высоких широтах зимой она ниже, чем летом на 1–2 км и на 8 – 15 К теплее. В тропиках сезонные изменения значительно меньше: высота 16–18 км, температура 180–200 К. Над струйными течениями возможны разрывы тропопаузы.

Стратосфера (с лат. – слой и сфера) – слой атмосферы, лежащий над тропосферой от 8 – 10 км в высоких широтах и от 16–18 км около экватора до 50–55 км. Стратосфера характеризуется повышением температуры с – 40ºС (– 80ºС) до температур, близких к 0ºС, с малой турбулентностью, ничтожным содержанием водяного пара, повышенным содержанием по сравнению с ниже– и вышележащими слоями озона. В нижней части стратосферы, до высоты 25 км температура растет медленно, в верхних широтах температура ростет довольно быстро.