Что это такое, состав, какие это слои, образование, значение, фото и видео

Стратосфера – это часть атмосферы, которая на определенной высоте напоминает по плотности воздух у поверхности Марса. А еще именно в этой области находится знаменитый озоновый слой, насчет которого постоянно переживают экологи.

Что это такое?

С точки зрения науки, стратосфера – это атмосферный слой, расположенный между тропосферой и мезосферой. Обнаружили его по историческим меркам не так давно – в 1893 году благодаря развитию технологии воздухоплавания и созданию шаров-зондов для исследования атмосферных показателей на больших высотах.

Француз Леон Филипп Тейсерен де Бор после 540 запусков шаров-зондов обнаружил, что на определенной высоте температура воздуха перестает понижаться и постепенно увеличивается. Ученый доложил об открытии изотермической границы в атмосфере 28 апреля 1902 года в Парижской академии. Именно Тейсерен де Бор ввел понятие «стратосфера» в науку и первым объяснил, что это такое.

На какой высоте находится стратосфера

На данный момент известно, что высота стратосферы различается: ее нижняя граница находится выше тропопаузы в 7-16 км от поверхности Земли, а верхняя заканчивается стратопаузой в 50-55 км над уровнем моря. Но это не жесткие рамки.

Характеристики стратосферы

По сравнению с ниже расположенной тропосферой, состав воздуха внутри стратосферы более однородный, но зато плотность газов гораздо меньше. И это не единственная особенность данного атмосферного слоя.

Таблица: Характеристики стратосферы

Строение, структура, слои стратосферы

В науке выделяется несколько слоев стратосферы в зависимости от изменений температуры воздуха.

Их названия и общие отличия предложил в 1902 году все тот же француз Тейсерен де Бор:

• Тропопауза. В норме каждые 100 м в тропосфере температура воздуха понижается примерно на 0,5 градусов по Цельсию. Но на высоте около 7-16 км этот процесс постепенно останавливается на отметке от -56.5 до -70 °С. Область, в которой замедляется понижение температуры, и назвали «тропопаузой».
• Изотермическая граница или нижний слой стратосферы. Она находится на расстоянии 11-25 км от уровня моря. В этом слое температура стратосферы остается стабильной на уровне -56.5 °С. Но может немного повышаться.
• Область инверсии или верхний слой стратосферы. В промежутке от 25 до 40 км, как понятно из названия, начинается обратный процесс. Воздух начинает постепенно согреваться с набором высоты. На верхней границе слоя его температура уже вполне комфортная для человека и составляет +0,8 °С.
• Стратопауза. Это верхняя часть стратосферы на высоте 40-55 км. Температура в этом слое остается более-менее стабильной и колеблется около 0 °С.

Выше границы стратосферы начинается мезосфера, в которой воздух снова теряет тепло, становясь холоднее с каждым километром набранной высоты.

Полеты в стратосфере

Фактически, вся гражданская авиация летает исключительно в тропосфере. Выше поднимается лишь небольшая часть летательных аппаратов. В первую очередь, это метеозонды, подобные тем, что использовались еще в 19 веке. По сути, это обычные, но очень крепкие воздушные шары. Они оснащены комплексами электронного оборудования для наблюдения за атмосферой и передают данные ученым для исследований и наблюдения за погодными условиями.

Но это не значит, что люди не появлялись в этом слое атмосферы:

• 27 мая 1931 Пауль Кипфер и Огюст Пикар стали первыми стратонавтами, поднявшимися до высоты 15875 м. Уже через год у Огюста Пикара получилось преодолеть отметку в 16 км.
• В 1933-1935 годах началось соревнование СССР и США. Советские стратонавты Прокофьев, Бирнбаум и Годунов в 1933 году смогли подняться на высоту 19 км. Следующая команда в 1934 году покорила высоту 22 км, но разбилась при спуске. В рамках американского проекта Explorer 1933-1935 годоа Альберт Стивенс и Орвил Андерсен смогли повторить подъем на высоту 22 км.
• В 1959-1962 годах США был запущен проект Excelsior по исследованию новых летательных аппаратов и парашютных систем. Из 6 стратонавтов погибло 3 человека, но в 1960 году рекорд высоты обновили 26 км. Для справки, в это же время Юрий Гагарин в 1961 году полетел в космос.
• В 1961 году была запущена научная программа StratoLab. Один из стратосферных летательных аппаратов достиг высоты почти 35 км. Ученые Малколм Росс и Виктор Претер для защиты использовали космические скафандры.

Сверхзвуковой самолет пересекает стратосферу

В настоящее время люди летают в стратосфере, в основном, только в кабинах сверхзвуковых реактивных самолетов. Но есть и те, кто продолжают испытывать пределы человеческой выносливости. В определении, на какой высоте в стратосфере можно выпрыгнуть из самолета с парашютом, победителем оказался вице-президент Google. В 2014 году 57-летний офисный сотрудник Алан Юстас совершил успешный прыжок с высоты 41 419 м.

Алан Юстас рассказывает о своем прыжке из стратосферы

Разрушение озонового слоя стратосферы

Важнейшая особенность стратосферы, о которой нужно всегда помнить, заключается в озоне. Это специфический газ, который заполняет весь этот слой атмосферы. Под влиянием солнечной радиации кислород О2 распадается и собирается в новую молекулу О3, которая и называется озоном.

Получение молекулы озона ( О3)

На самом деле его совсем немного – всего 0,00003% от массы атмосферы. При нормальном давлении толщина озонового слоя стратосферы оказалась бы всего 4 мм. Это вещество ядовито и не подходит для дыхания, но является барьером, который защищает всю жизнь на планете. Озон отражает ультрафиолетовые лучи, которые способны вызывать генетические мутации, разрушая органические клетки. Поэтому выше озонового слоя жизни нет.

Соединения ХФУ

В 1930-х годах ученые разработали соединения хлора, фтора и углерода, которые были названы фреонами или ХВУ (CFC в англоязычных источниках).

Они нашли широкое применение в промышленности:

• хладагент в холодильниках и кондиционерах, заменивший высокотоксичные аммиак и окись серы;
• выталкивающая основа газовых баллончиков;
• основа парфюмерных и медицинских аэрозолей;
• вспенивающий агент в производстве полиуретана.

Старая техника содержит фреон

Однако оказалось, что фреон, попадая в стратосферу, разрушается под действием ультрафиолета и выделяет свободные атомы хлора. В свою очередь, они активно взаимодействуют с защитным барьером планеты, разбивая соединение молекул кислорода. 1 атом хлора уничтожает 100000 молекул озона. Это стало причиной постепенного отказа от использования фреона в промышленности и его замены хлорфторуглеводородными соединениями, которые разрушаются уже в тропосфере.

Оксиды азота

Соединения N2O, попадая в озоновый слой, «отбирают» лишние молекулы кислорода и превращаются в 2 молекулы NO. Это приводит к постепенному истончению газовой оболочки.

В норме оксиды азота могли преодолеть расстояние до стратосферы только благодаря вулканическим выбросам. Поэтому их влияние было минимально. Но теперь вредные для озона химические соединения перемещаются по атмосфере в больших количествах благодаря полетам сверхзвуковых истребителей и использованию азотных удобрений.

Истончение и дыры в озоновом слое

В 1980-х годах ученые отметили, что толщина защитного барьера стратосферы на Южном полюсе уменьшилась вдвое, что и прозвали «дырой». Тот же процесс, пусть и в меньших масштабах, пронаблюдали и на Северном полюсе. Это опасный процесс, отражающий негативное воздействие человека на планету. Но в целом, в данных регионах люди практически не появляются, поэтому мало кто обратил внимание на проблему.

Разрушение озонового слоя над Антарктидой в 1998 году

Однако в 2018 году ученый Уильям Болл опубликовал статью с новыми данными в журнале Atmospheric Chemistry and Physics. В своей работе он доказал, что «дыра» над Южным полюсом затягивается. Но в то же время начал истончаться слой озона над умеренными широтами, как компенсирующий механизм. В результате под прямой угрозой оказались практически все развитые страны.

Это не значит, что уже завтра произойдет нечто непоправимое. Но без изменения отношения к выбросам в атмосферу и новых мер по защите стратосферы человечество в будущем встретится с проблемой защиты людей, растений и животных от ультрафиолетового излучения.

Газовая оболочка, окружающая нашу планету Земля, известная как атмосфера, состоит из пяти основных слоев. Эти слои берут начало на поверхности планеты, от уровня моря (иногда ниже) и поднимаются до космического пространства в следующей последовательности:

• Тропосфера;
• Стратосфера;
• Мезосфера;
• Термосфера;
• Экзосфера.

Схема основных слоев атмосферы Земли

В промежутке между каждым из этих основных пяти слоев находятся переходные зоны, называемые «паузами», где происходят изменения температуры, состава и плотности воздуха. Вместе с паузами, атмосфера Земли в общей сложности включает 9 слоев.

Где происходит погода

Из всех слоев атмосферы тропосфера является тем, с которым мы больше всего знакомы (осознаете ли вы это или нет), так как мы живем на ее дне – поверхности планеты. Она окутывает поверхность Земли и простирается вверх на несколько километров. Слово тропосфера означает «изменение шара». Очень подходящее название, так как этот слой, где происходит наша повседневная погода.

Начиная с поверхности планеты, тропосфера поднимается на высоту от 6 до 20 км. Нижняя треть слоя, ближайшая к нам, содержит 50% всех атмосферных газов. Это единственная часть всего состава атмосферы, которая дышит. Благодаря тому, что воздух нагревается снизу земной поверхностью, поглощающей тепловую энергию Солнца, с увеличением высоты температура и давление тропосферы понижаются.

На вершине находится тонкий слой, называемый тропопаузой, который является всего лишь буфером между тропосферой и стратосферой.

Стратосфера – следующий слой атмосферы. Он простирается от 6-20 км до 50 км над земной поверхностью Земли. Это слой, в котором летают большинство коммерческих авиалайнеров и путешествуют воздушные шары.

Здесь воздух не течет вверх и вниз, а движется параллельно поверхности в очень быстрых воздушных потоках. По мере того, как вы поднимаетесь, температура увеличивается, благодаря обилию природного озона (O3) – побочного продукта солнечной радиации и кислорода, который обладает способностью поглощать вредные ультрафиолетовые лучи солнца (любое повышение температуры с высотой в метеорологии, известно как “инверсия”).

Поскольку стратосфера имеет более теплые температуры внизу и более прохладные наверху, конвекция (вертикальные перемещения воздушных масс) встречается редко в этой части атмосферы. Фактически, вы можете рассматривать из стратосферы бушующую в тропосфере бурю, поскольку слой действует как «колпачок» для конвекции, через который не проникают штормовые облака.

После стратосферы снова следует буферный слой, на этот раз называемый стратопаузой.

Средняя атмосфера

Мезосфера находится примерно на расстоянии 50-80 км от поверхности Земли. Верхняя область мезосферы является самым холодным естественным местом на Земле, где температура может опускаться ниже -143° C.

Верхняя атмосфера

После мезосферы и мезопаузы следует термосфера, расположенная между 80 и 700 км над поверхностью планеты, и содержит менее 0,01% всего воздуха в атмосферной оболочке. Температуры здесь достигают до +2000° C, но из-за сильной разреженности воздуха и нехватки молекул газа для переноса тепла, эти высокие температуры воспринимаются, как очень холодные.

Граница атмосферы и космоса

На высоте около 700-10000 км над земной поверхностью находится экзосфера – внешний край атмосферы, граничащий с космосом. Здесь метеорологические спутники вращаются вокруг Земли.

Как насчет ионосферы?

Ионосфера не является отдельным слоем, а на самом деле этот термин используется для обозначения атмосферы на высоте от 60 до 1000 км. Она включает в себя самые верхние части мезосферы, всю термосферу и часть экзосферы. Ионосфера получила свое название, потому что в этой части атмосферы излучение Солнца ионизируется, когда проходит магнитные поля Земли на севере и юге. Это явления наблюдается с земли как северное сияние.

Спрашивай! Не стесняйся!

Не все нашли? Используйте поиск по сайту

В число составных частей строения земной атмосферы входит стратосфера. На нее приходится 20% от общего объема воздушного запаса. Стратосфера по высоте в км от Земли является вторым атмосферным слоем от поверхности планеты из 5 основных.

Расположение и высота от Земли

Эта атмосферная область размещается между нижележащей тропосферой и вышележащей мезосферой. Она начинается сразу после тропопаузы. Такая переходная часть отделяет тропосферу от стратосферы. Тропопауза размещается примерно в 10 км над полюсами Земли, постепенно повышаясь к экватору.

Контур нижней границы стратосферы напрямую зависит от расположенной под ней переходной части атмосферы. Тропопауза имеет неровные очертания. Это обусловлено зависимостью ее высоты от местонахождения сильных климатических явлений: над антициклонами она находится выше, а над циклонами — ниже. За тропопаузой, повторяя ее ломаные очертания, располагается слой стратосферы.

Эта часть строения атмосферы по высоте охватывает пространство между 11 км и 50 км от поверхности земного шара. Ее нижняя граница проходит в 11 км над Землей возле полюсов. По направлению к экватору она становится все выше и на 0° широты доходит до 18 км над поверхностью планеты. Верхняя граница слоя размещается на высоте 50-55 км над Землей.

Слои атмосферы Земли. Credit: news.stavenergo.ru.

Строение стратосферы

По своему устройству эта часть атмосферы включает 4 слоя. К ним относятся:

• нижняя часть;
• озоносфера;
• верхняя часть;
• стратопауза.

Общая высота этой области составляет около 40 километров. Нижняя часть занимает пространство от 11 до 25 км, а верхняя (она же — область инверсии) — от 25 до 50 км. Такое разделение напрямую связано с расположением озонового щита.

Слой из этого вещества распространяется на всю стратосферу и даже выходит за ее верхнюю границу. Озоносфера начинается на высоте 15-20 км. Заканчивается она в 55-60 км над Землей, т.е. уже в мезосфере. Образование озона осуществляется через фотохимические реакции или процесс взаимодействия кислорода с ультрафиолетом. Их наибольшая интенсивность зафиксирована на высоте 30 км. Но максимальная концентрация вещества размещается в 25 км над земным шаром. По этой причине стратосфера делится на 2 части на этом уровне.

Верхняя часть описываемого атмосферного слоя оканчивается стратопаузой. Она является границей, отделяющей стратосферу от мезосферы. Для стратопаузы характерна постоянная температура воздуха около 0°C.

Стратосфера — слой атмосферы, высота которого равна примерно 40 км. Credit: mirkosmosa.ru.

Свойства и особенности

В состав стратосферы входит 90% озона от его общего содержания в атмосфере планеты Земля. Кроме этого вещества и кислорода она включает различные загрязнения. Но разреженных пылевидных частиц в ней вдвое меньше, чем сульфатных аэрозольных. По плотности воздух в этой части атмосферы в сотни раз уступает тому, который находится на уровне моря.

Озоновый слой, расположенный внутри этой области, служит щитом, защищающим планету от опасного радиоактивного излучения Солнца — ультрафиолета (УФ). Также этот своеобразный барьер является предельной границей биосферы, т.е. зоны обитания живых организмов. Условия выше него не подходят для чьего-либо существования. Поэтому жизнь есть только под озоносферой. Это значит, что по обитаемости стратосфера состоит из 2 частей. Нижняя (под озоновым щитом) населена живыми организмами. Верхняя, над ним — необитаема.

Несмотря на большое пространство, занимаемое озоносферой, общего количества вещества, собранного в отдельный сплошной слой вокруг планеты, при нормальном давлении хватило бы на создание щита толщиной 1,7-4 мм.

Стратосфера по своей структуре является более однородной, чем нижележащая тропосфера. Из-за характерного для газа снижения плотности с увеличением высоты коэффициент диэлектрической проницаемости в ней равняется 1. Поэтому стратосфера слабо влияет на радиоволновое распространение.

В этой области атмосферы задерживается преимущественная часть УФ-излучения. Там же преобразуется энергия его составляющих — коротких волн. Эти лучи обусловливают такие явления и реакции, как:

• ионизация;
• распад молекул (солнечная радиация запускает процесс их диссоциации на атомы);
• изменение магнитных полей;
• новообразование газов;
• возникновение химических соединений.

Такие процессы отражаются в форме различных небесных свечений — зарниц, северных сияний и т.д.

Северное сияние происходит в стратосфере Земли. Credit: germanpulse.com.

Для стратосферы свойственно мизерное содержание водяного пара. Как следствие, в ней практически полностью отсутствует облачность. Эта характеристика делает стратосферу подходящей областью атмосферы для совершения полетов, т.к. в ней стабильные условия. Большинство современных сверхзвуковых самолетов коммерческого и военного назначения летают в этой зоне на уровне 20 км над планетой.

В этой же атмосферной области, но уже в 40 км от Земли, собирают необходимые сведения высотные беспилотные аэростаты — метеозонды. Максимальный подъем такого аппарата равен 51,8 км. Это означает, что аэростат пересекает всю стратосферу и добирается до ее верхней границы.

Температурные колебания

В отличие от тропосферы, в стратосфере температура воздуха возрастает. В предшествующей ей тропопаузе этот показатель перестает снижаться с повышением высоты. Эта особенность сохраняется и в нижней части слоя стратосферы, размещающейся на высоте от 11 до 25 км. В этой области температура имеет практически неизменные значения.

В верхней части на высоте от 25 до 40 км происходит инверсия показателей. Там температура повышается от -56,5°C до +0,8°C. Воздух в этой атмосферной области прогревается только за счет того, что озон поглощает ультрафиолет.

На высоте 40 км температурные показатели воздуха доходят до 0°C (если точнее, то до +273 К). Это значение остается неизменным до 55 км над Землей, где кончается стратопауза, служащая границей, отделяющей стратосферу от мезосферы.

Атмосфера, которую мы называем просто воздухом, делает возможной жизнь на Земле. Она состоит из различных газов, имеет определенные размеры и свойства. Рассмотрим структуру земной атмосферы, явления, которые в ней происходят, а также газовые оболочки других планет.

Что такое атмосфера?

Атмосфера – это газовая оболочка небесного (или астрономического) тела, которая удерживается вокруг него благодаря действию гравитационных сил. Она есть не только у нашей планеты, а и у большинства массивных космических тел.

Ученые не проводят четких границ между атмосферой и межпланетной областью. Поэтому к атмосфере обычно относят то пространство, газовый состав которого вращается вместе с небесным телом. Толщина его может быть разной.

Состав и границы

Оболочка, исходя из названия, состоит из смеси определенных газов. Стоит отметить, что ее изначальный химический состав определяется свойствами Солнца, когда планета находится на начальной стадии формирования. Затем наличие и количество тех или иных веществ меняется вследствие эволюции.

Химический состав атмосферы

В состав атмосферы Земли входят преимущественно газы, а также разные примеси, например, частицы воды, пыль, лед, продукты горения и др. На 78% оболочка состоит из азота, на 21% – из кислорода. Среди прочих компонентов присутствуют аргон, углекислый газ, гелий, водород и др.

Интересный факт: если содержание большинства компонентов атмосферы Земли не меняется в течение многих лет, то концентрация углекислого газа постепенно растет, начиная с 19-го века. В настоящее время его показатель – около 0,04%.

Несмотря на плавный переход в космическое пространство, ученые утверждают, что заканчиваются границы оболочки в экзосфере (примерная высота – 500-1000 км). В авиации и космонавтике имеются свои представления о том, где заканчивается атмосфера.

Так, Международная авиационная федерация называет пограничной отметкой высоту в 100 км. Самолеты не поднимаются выше данного предела. А космические корабли, шаттлы, достигая высоты 122 км, переключаются на аэродинамическое управление. Поэтому NASA предлагает такую отметку в качестве границы.

Слои атмосферы Земли в порядке возрастания

Основные слои атмосферы

Ученые выделяют основные и дополнительные, пограничные слои в составе атмосферы. В порядке возрастания они располагаются следующим образом:

• планетарный пограничный слой;
• тропосфера;
• тропопауза;
• стратосфера;
• стратопауза;
• мезосфера;
• мезопауза;
• линия Кармана;
• термосфера;
• термопауза;
• экзосфера.

Планетарный пограничный слой

Самый нижний шар тропосферы. Его толщина составляет 1-2 км. Состояние атмосферы в этой области и различные ее изменения напрямую зависят от земной поверхности или, как ее еще называют, подстилающей. Данный слой также разделяют на 3 дополнительных (по возрастанию):

• слой шероховатости;
• приземный;
• Экмана.

Тропосфера

Тропосфера – первый из базовых слоев. Располагается на высоте от 6 до 20 км (зависит от широты: ниже в полярных, выше – в тропических широтах). В целом летом тропосфера находится выше, чем зимой.

Тропосфера – область образования облаков

С этим шаром мы знакомы лучше всего, поскольку именно здесь формируются погодные условия: атмосферные фронты, облака, циклоны, антициклоны и др. Состав тропосферы неоднородный. В ней содержится около 80% атмосферного воздуха, 90% водяного пара. Также здесь возникают такие явления, как конвекция и турбулентность.

Интересный факт: при подъеме на каждые 100 метров температура в тропосфере понижается приблизительно на 0,65 градуса.

Тропопауза

Служит промежуточным слоем между тропосферой и стратосферой. В данной области понижение температуры прекращается. Наличие переходного шара было установлено французским метеорологом Леоном де Бором в 1902 г.

Толщина тропопаузы варьируется от нескольких сотен метров до пары километров. Встречаются ее разрывы в некоторых областях, а также повторные переходные слои.

Следующий базовый слой – стратосфера, расположенная на высоте 11-50 км. Условия в этом шаре постоянно меняются с высотой. Например, в промежутке 11-25 км температура начинает повышаться практически незначительно. Выше 25 км (до 40 км) она резко увеличивается до 0℃, а далее остается относительно стабильной.

С стратосфере располагается озоновый слой, который защищает Землю от УФ излучения

В отличие от тропосферы, местная среда более однородная. Водяные пары в ней практически отсутствуют. Именно здесь располагается озоновый слой. Его примерная высота от 15-20 км и до 55-60. Озон активнее всего формируется на 30-километровой высоте. Северное сияние, зарница и другие явления, связанные со светом, происходят в стратосфере.

Интересный факт: осваивать стратосферу люди начали в 30-х годах. В 1931 О. Пикар и П. Кипфер поднялись на высоту 16,2 км на первом стратостате – FNRS-1. Вдохновившись этим достижением, советские исследователи построили собственные стратостаты. В 1933 «СССР-1» поднялся на 19 км вверх, тем самым установив новый рекорд.

Стратопауза

Пограничный слой между мезосферой и стратосферой. По отношению к уровню моря стратопауза находится на высоте 50-55 км. Температура здесь равна 0℃. Там, где показатель температуры падает, уже начинается мезосфера. Такой пограничный слой имеется и на других планетах с атмосферой.

Мезосфера

Начинается выше 50 км и заканчивается на высоте примерно 80-90 км. Чем выше, тем сильнее опускается температура. Холоднее всего рядом со следующим пограничным слоем – около -80℃.

Мезосфера состоит на 80% из азота и на 20% из кислорода. Метеорные тела, попадая в это пространство, светятся и сгорают. Также здесь иногда формируются серебристые облака. Это очень редкое явление, возникающее в летний период из-за низких температур.

Мезопауза

Служит границей между мезосферой и термосферой. В мезопаузе температура доходит до минимума – около -100℃. Примерная высота расположения слоя – 80-90 км. Он также является границей области, в которой происходит активное поглощение ультрафиолетового солнечного излучения. Как и стратопауза, встречается на других планетах.

Линия Кармана

Еще выше мезопаузы проходит линия Кармана (условная) – на высоте 100 км, согласно данным Международной авиационной федерации. Она служит границей между земной атмосферой и открытым космосом, хотя воздушная оболочка здесь еще не заканчивается. Также на данной высоте заканчиваются границы всех государств.

Интересный факт: впервые линию Кармана преодолела немецкая ракета «Фау-2» в 1944. А первыми млекопитающими, которые успешно пересекли линию и вернулись обратно, стали собаки с кличками Дезик и Цыган (СССР, 1951 год).

Термосфера

Начинается на высоте около 90 км и заканчивается ближе к 800 км. Характеризуется интенсивным возрастанием температуры с высотой (до 300 км, затем остается стабильно высокой). Но ввиду неоднородной солнечной активности, поглощения УФ излучения, ее показатель колеблется в пределах 200-2000 К.

“Спутник-1” – первый в мире искусственный спутник (СССР, 1957)

Здесь летают беспилотные спутники, пилотируемые космические аппараты. Так как воздух в термосфере сильно разрежен, высокая температура не наносит летательным аппаратам вреда. Также на данной высоте наблюдается полярное сияние.

Термопауза

Находится на высоте 400-800 км, в зависимости от солнечной активности. Для данного слоя атмосферы характерна относительно стабильная температура. Она может колебаться в пределах 500-2000 К. Постоянная температура объясняется тем, что на этой высоте нет других источников энергии, кроме Солнца.

Экзосфера

Внешняя часть атмосферы, расположенная на высоте около 500-1000 км. Состоит из разреженного газа (плазмы), который рассеивается в космическом пространстве. Приближаясь к отметке в 2000 км, экзосфера постепенно становится ближнекосмическим вакуумом.

Сколько весит атмосфера?

Хоть мы и не ощущаем воздух, он состоит из молекул, как любое тело

Весь воздух на нашей планете весит (5,1–5,3) х1018 кг. При этом он состоит непосредственно из сухого воздуха, а также из водяных паров. Человечество узнало о том, что воздух не невесомый, благодаря опыту Эванджелиста Торричелли в 1643 году с ртутью и стеклянной емкостью. Он состоит из атомов и молекул, как и любые тела.

Физические свойства. Атмосферное давление

Основные свойства атмосферы:

• плотность воздуха над поверхностью моря – 1,2 кг/м3;
• давление при нулевой температуре – 101,325 кПа;
• масса водяных паров в составе воздуха – 1,27х1016 кг.

Атмосферное давление – сила, с которой вся газовая оболочка воздействует на поверхность

Атмосферное давление, как одно из свойств воздушной оболочки, заслуживает особого внимания. Это сила, с которой весь воздух действует на поверхность Земли, а также все расположенные на ней объекты.

Так как воздух имеет существенный вес, на него действует гравитационная сила. За счет этого и образуется давление. Его показатель нестабильный по нескольким причинам. Например, один из факторов состоит в том, что масса воздуха вокруг планеты всюду разная. На это влияет атмосферная циркуляция.

Также давление зависит от состава атмосферы, ведь у каждого газа своя плотность. С высотой слой атмосферы становится все тоньше, снижается его плотность и падает давление.

Как образовалась атмосфера?

Согласно самой распространенной теории, земная атмосфера находилась в 3-х разных фазах. Изначально она представляла собой смесь гелия и водорода – легких газов. На этом этапе атмосферу называют первичной.

Затем в составе оболочки появились новые газы: аммиак, пары воды, углекислый газ. Их накоплению поспособствовала высокая вулканическая активность. Это вторичная атмосфера.

Третичная атмосфера появилась в результате нескольких процессов. Во-первых, в ее пределах происходили различные химические реакции, вызванные грозами, УФ излучением и прочими явлениями.

Во-вторых, если на первом этапе оболочка захватывала легкие газы из космического пространства, то теперь они наоборот начали улетучиваться. Таким образом, в составе стало больше углекислого газа, азота и меньше водорода.

Интересный факт: ученые считают, что более 2 миллиардов лет назад на Земле произошла кислородная катастрофа. В результате сложных процессов кислород начал накапливаться в атмосфере. Это привело к развитию аэробных организмов и резкому изменению состава атмосферы.

Значение атмосферы

Без воздушной оболочки на нашей планете не было бы живых организмов. От нее и связанных процессов напрямую зависит органическая жизнь. Наиболее важными компонентами атмосферы являются кислород, водяной пар, азот, озон и углекислый газ.

Кислород является неотъемлемой частью жизни на Земле

Значение атмосферных газов:

• Кислород – обеспечивает существование аэробных организмов за счет окисления органических веществ и образования энергии.
• Углекислый газ – поглощается растениями, которые участвуют в процессе фотосинтеза и продуцируют органические вещества.
• Азот – требуется для питания растений.
• Озон – поглощает ультрафиолетовое излучение и защищает живые организмы от солнечной радиации.
• Водяной пар – конденсируется, превращается в облака, способствует выпадению осадков.

Какие природные явления происходят в атмосфере?

Все природные явления, происходящие в атмосфере, можно разделить на 5 категорий:

• осадки (гидрометеоры);
• оптические явления;
• литометеоры;
• электрические явления;
• остальные явления.

Все виды выпадающих осадков называются гидрометеорами. Дожди, снегопады, град возникают из-за того, что в воздухе может находиться ограниченное количество водяного пара.

При этом охлаждение ненасыщенного воздуха становится причиной его перенасыщения. В результате частицы воды конденсируются и выпадают на поверхность. В эту же группу относят осадки, конденсирующиеся на поверхности (туман, гололед, иней, роса и др.).

К оптическим атмосферным явлениям относится радуга, мираж, заря, зеленый луч и др. Полярное сияние не входит в данную категорию, так как имеет другую природу происхождения.

Самым известным явлением считается радуга. Она возникает вследствие преломления солнечного света атмосферой. Белый свет состоит из множества волн, а из-за преломления он раскладывается на несколько разноцветных лучей.

Зеленый луч возникает в момент восхода или захода солнца при условии открытого горизонта и отсутствия облаков. Причина явления также кроется в преломлении солнечных лучей. Но, в отличие от радуги, здесь лучи накладываются друг на друга и в течение нескольких секунд можно увидеть зеленый луч или верхнюю часть солнечного диска.

Разные виды миражей происходят, когда свет преломляется на границе между воздушными слоями с разной температурой и плотностью. При этом можно увидеть реальный объект, расположенный вдали, и его отражение в атмосфере.

Мираж в пустыне

Заря бывает утренней и вечерней. Так называют свечение неба, когда солнце восходит и заходит за горизонт. Возникает заря из-за отражения лучей света от атмосферных слоев. Она постепенно меняет цвета в зависимости от положения солнца.

Третья категория литометеоров представлена явлениями, которые связаны с мелкими частицами, например, песком, пылью. Сюда относятся песчаные бури, пыльные бури, пыльная мгла и др. Данные явления свойственны пустынным территориям.

К электрическим явлениям относятся молнии, грозы, полярное сияние. Грозы сопровождаются молниями и громом. При этом электрические разряды возникают внутри облаков либо между землей и облаками. Сюда же относится шаровая молния, природа которой все еще не изучена.

Полярное сияние (северное и южное) образуется в верхних слоях атмосферы, расположенных в зонах вокруг магнитных полюсов Земли. Мы видим свечение вследствие взаимодействия слоев атмосферы с ионизированными частицами солнечного ветра.

Стив – разновидность полярного сияния в виде фиолетового луча. Открыта в 2017 году

Интересный факт: полярное сияние бывает и на других планетах. Оно было обнаружено на Венере, Марсе, Сатурне, Юпитере, Уране, Нептуне. Ученые фиксируют эти явления при помощи внеатмосферных телескопов (например «Хаббл»).

В пятую категорию входят все те явления, которые невозможно отнести в четыре предыдущие. В частности речь идет об ураганах, шквалах, смерчах – то есть ветровых явлениях.

Влияние человека на атмосферу

Человек воздействует на атмосферу преимущественно за счет своей хозяйственной деятельности. Причем влияние это носит негативный характер. Например, за пару сотен лет количество углекислого газа в воздушной оболочке увеличилось с 2,86 х 10-2 до 3,8 х 10-2. Это вызвано в основном уничтожением лесов, сжиганием углеродного топлива (нефти, угля, газа и т.д.).

Промышленность наносит наибольший вред атмосфере

Возросло также количество метана в результате нефте- и газодобычи. А фреонов в составе атмосферы почти не наблюдалось до середины XX века. Все эти вещества разрушают озоновый слой, способствуют развитию парникового эффекта, глобальному потеплению.

Кроме того, человек воздействует на естественные процессы в атмосфере путем изменения погоды: рассеивания облаков, туманов, искусственного увеличения осадков и др.

Изучение атмосферы

На всех континентах нашей планеты, а также на многих островах расположены постоянно активные метеорологические станции, посты. С их помощью ведется непрекращающееся наблюдение за атмосферой и процессами, которые в ней происходят.

Специалисты собирают данные о состоянии воздуха (влажности, температуре), осадках, облачности, ветре, атмосферном давлении и т.п. На актинометрических станциях наблюдают за солнечной радиацией.

Также исследуются различные группы атмосферных явлений, описанные ранее, измеряется химический состав воздуха. А на аэрологических станциях проводятся измерения на большой высоте – до 35 км.

Специалисты ведут наблюдения, как на суше, так и в океане, где располагаются так называемые «суда погоды». Постепенно возрастает объем данных, получаемых с метеорологических спутников. Специальные приборы делают снимки облаков, измеряют солнечную радиацию (микроволновую, ультрафиолетовую, инфракрасную).

Загрязнение земной атмосферы

Воздух загрязняется естественным и антропогенным (из-за человеческой деятельности) образом. Загрязнение может быть физическим (или механическим), химическим и биологическим. Основные загрязнители атмосферы:

• Угарный газ (CO). Оксид углерода вырабатывается при сгорании ископаемых видов топлива. Вреден для здоровья, так как перекрывает доступ кислорода в кровь.
• Углекислый газ (CO2). Продукт окисления углерода, парниковый газ.
• Диоксид серы (SO2). Образуется при сгорании топлива с содержанием серы (уголь), во время переработки сернистой руды. Ежегодно в атмосферу попадает около 190 миллионов тонн. Провоцирует выпадение кислотных дождей.
• Озон (О3). Считается самым токсичным для человека среди всех газов. Речь идет о соединениях, находящихся в нижних слоях атмосферы.
• Оксиды азота. Образуются в ходе процессов горения. Также источником загрязнения являются производства удобрений, кислот и прочих химикатов. В воздух поступает около 65 миллионов тонн ежегодно. Большая часть приходится на транспорт.
• Свинец. Токсичный металл, который попадает в атмосферу с выхлопами транспорта, а также из широкого применения в промышленности.
• Углеводороды. Большая группа веществ, которые содержатся в химических жидкостях, растворителях, бензине и т.п.

Загрязнение атмосферы углекислым газом

Также воздух загрязняется в существенной мере промышленной пылью и аэрозолями, источниками которых тоже является деятельность человека.

Атмосферы других планет

На других планетах также есть газовые оболочки, однако они существенно отличаются от земной атмосферы по составу и свойствам.

Атмосфера Венеры состоит из углекислого газа и азота. Плотность ее намного выше, а температура близится к 500℃. Облака образованы сернистым газом и кислотой. Присутствует парниковый эффект.

Глобальная пылевая буря на Марсе

Атмосфера Меркурия разреженная – давление в 5 х 1011 ниже, чем на Земле. Ее составляющие рассеиваются в космическом пространстве из-за недостатка гравитационной силы и магнитного поля.

Газовая оболочка Марса состоит, преимущественно, из углекислого газа. Она в 200 раз меньше земной, а давление ниже (примерно, как на высоте 35 км). На Марсе бывают осадки в виде тумана, дождя, снега. Случаются полярные сияния, пылевые бури.

Интересный факт: атмосфера есть и у Луны. Она почти не оказывает влияния на спутник из-за разреженности, низкого давления. В составе обнаружены водород, гелий, неон и другие газы.

Большое красное пятно на Юпитере

У Юпитера самая крупная атмосфера среди других планет Солнечной системы. Основу состава представляют водород и гелий, как и химический состав самой планеты. Газовая оболочка тоже состоит из нескольких слоев. Интерес ученых вызывает Большое красное пятно – атмосферный вихрь, самый крупный в нашей Солнечной системе.

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Отправляясь в путешествие на самолете, оставив позади не самый комфортный момент взлета, пассажир за считанные минуты оказывается в заоблачных высотах. При чистом небе через окно самолета можно видеть проплывающие далеко внизу кусочки земли, в пасмурную же погоду самолет оказывается выше туч, которые тоже проплывают где-то под ним.

На какой же высоте летают пассажирские самолеты? После взлета часто объявляют, что борт находится на высоте в 10 км. У любознательного человека наверняка возникает вопрос – почему полеты выполняются именно на такой высоте, чем она лучше других?

На какую высоту поднимаются самолеты?

Вид из окна самолета

10 км высоты – это средний показатель. Как правило, речь идет о диапазоне в рамках 9-12 километров, где прокладываются курсы самолетов, которые перевозят пассажиров. Причем выбирает высоту не пилот. Вопрос решается диспетчером, именно он производит расчет высоты для каждого отдельно взятого рейса. Пилот же обязан слушать все руководства диспетчера и в точности выполнять их. В противном случае возникает риск столкновения с другими бортами – такое крайне редко, но случается.

Интересный факт: самолеты могут подниматься на высоту более 37 километров. Но речь идет не о гражданских бортах, а об истребителях-перехватчиках. У них совершенно другие технические показатели.

Высота и показатели воздуха

Высота и давление воздуха

Известно, что на большой высоте воздух разреженный. Это объясняется простым обстоятельством. Атмосфера планеты удерживается ее же силой притяжения. Сила эта мощнее всего проявляет себя у поверхности, удерживая воздушную оболочку планеты, обеспечивая ей максимальную плотность именно в нижних слоях. Повышение плотности атмосферы связано с давлением вышележащих слоев. Чем выше, тем слабее давление воздуха. Давление возрастает ближе к поверхности от веса верхних слоёв воздуха, как в океане давление растет из-за верхних слоев воды. Самолет и показатели его полета сильно зависят от показателей воздуха, от его плотности в первую очередь.

Воздух нужен для обеспечения подъемной силы, для нормальной работы двигателей. Стоит помнить, что без кислорода процесс горения не происходит, двигатель глохнет. Если плотность небольшая – это плохо, но слишком большая тоже не нужна. Оптимальные для гражданских самолетов условия наблюдаются на высоте в 10 км, в воздушном коридоре от 9 до 12 км в зависимости от погодных и других условий.

Слишком большая плотность не нужна по той причине, что она не дает развивать необходимую скорость. Плотные воздушные массы тормозят движение самолета точно так же, как вода тормозит движения пловца. Каждый человек замечал, что в воде не удается быть таким быстрым и ловким, как на суше. Это происходит по причине более высокой плотности водной среды по сравнению с воздушной.

Подобная же разница, не столь выраженная для человека, но весьма ощутимая для самолета, который движется со скоростью в несколько сотен километров в час, наблюдается и между воздушными массами на разной высоте. Помимо проблем с развитием скорости, полет на малой высоте приносит большие топливные расходы, в то время как при движении в более разреженных воздушных массах топлива тратится меньше. Это взаимосвязанные явления – чтоб продвигаться в более плотном пространстве, требуется больше энергии, а следовательно, больше топлива.

На высоте, рекомендованной для гражданских самолетов, они могут свободно летать с нормальной для них скоростью в 800-950 км в час, не испытывая топливных затрат, получая достаточно кислорода.

Оптимальные показатели высоты

Плотность воздуха в таких пределах остается достаточной, чтобы удерживать на лету борт, летящий с указанной скоростью. На больших высотах требуется развивать более значительную скорость. Так, при полете на высоте в 12-15 км гражданский самолет мог бы передвигаться только на сверхзвуковых скоростях, в противном случае воздушные массы не смогли бы удержать его на лету.

Современные конструктивные характеристики гражданских самолетов делают для них оптимальной именно эту высоту. Впрочем, они вполне могут летать и на других высотах, если это необходимо, несколько выше или гораздо ниже. Но это нерационально, и может оказаться опасным. Пилоты гражданских рейсов отвечают за жизни сотен людей, находящихся на борту, им нет никакого смысла рисковать, это было бы безответственно. Потому они придерживаются задаваемых им пределов, а диспетчер стремится провести каждый из самолетов наиболее безопасным и рациональным для него путем.

Таким образом, высота в 10 км оптимальна для гражданских самолетов по причине плотности воздуха и других показателей окружающей среды, характерных для таких высот. Это наиболее рациональная, экономичная, безопасная, удобная высота, в рамках которой проходит весь основной путь самолета, исключая моменты его взлета и посадки, либо нештатные ситуации, связанные со встречными рейсами в коридоре, погодными условиями, другими обстоятельствами, когда пилоты оказываются вынужденными лететь выше или ниже.

Почему пассажирские самолеты летают на высоте 10 км – интересное видео

Летать по небу, как птицы, было давней мечтой человечества. Из чего только не старались люди мастерить себе крылья. Пробовали перья и кожу, тонкие веточки, бумагу. Но понадобились тысячи лет, чтобы понять: само по себе наличие крыльев еще не даёт нам взлететь. Человеку не хватит сил поднять себя в воздух и, тем более, удержаться в вышине. Только к концу 19 века открытия в области естественных наук и технический прогресс позволили приблизиться к заветной цели. Не размахивать крыльями посильнее, а заставить их двигаться относительно воздуха, образуя подъемную силу.

Почему самолёты летают

В 1880-х годах английский физик Горацио Филлипс доказал, что аэродинамика у выгнутой формы значительно больше, чем у плоской. А ведь птичьи крылья тоже имеют выпуклое строение. Воздух над выступающей частью как бы «теряет давление» и давит на крыло меньше, чем снизу. Разница давлений тянет птицу и самолёт вверх, словно выталкивает их. Это явление называется подъёмная сила. Когда она становится больше веса летательного аппарата, тот взмывает в вышину.

В 1904 году, рассчитав подъемную силу, выдающийся русский физик Николай Жуковский открыл воздушную науку, аэродинамику, и превратил мечту о покорении неба в реальность.

Во время полёта на крыло самолёта действуют четыре силы: сила тяги, создаваемая двигателями, сила тяжести, направленная к Земле, сила лобового сопротивления воздуха, препятствующая движению самолета, и, наконец, подъёмная сила, которая и обеспечивает набор высоты. При полёте с постоянной скоростью сумма сил должна быть равна 0: сила тяги компенсирует силу лобового сопротивления, а подъемная ― силу тяжести.

Строение крыла не просто важно, оно и делает возможным полёт воздушного средства, независимо от габаритов и веса. Вы спросите, а как же хвост? Он тоже нужен, чтобы сохранять в воздухе равновесие.

Итак, подъемная сила удерживает летательный аппарат на высоте. Для ее появления необходимо движение, то есть, скорость. Помните, как летит воздушный змей? Вам придётся хорошо разогнаться, чтобы поднять его в воздух. Но стоит остановиться, как он тут же упадет. Набирать скорость и поддерживать подъемную силу самолёту помогают двигатели.

Крыло Airbus A350-1000, самолёта с ультрасовременной аэродинамикой.

Скорость

«Илья Муромец» Сикорского, первый пассажирский самолёт России, передвигался между облаков со скоростью 105 км/час. Сейчас он бы создал пробку на любом скоростном шоссе!

Современные авиалайнеры набирают, в среднем, 800-1000 км/час. А сверхзвуковые Конкорды без труда разгоняются до 2000 км/час и более. Эра небесных скоростей началась с появлением реактивных двигателей. Они выпускают струю горячего газа и тянут воздушное средство вперед с такой силой, что на земле можно было бы перевернуть вверх тормашками большой самосвал. Представьте, как воздушный шар резко взмывает вверх, выпуская струю воздуха, и поймете, как именно работает реактивный двигатель.

Сегодня, когда весь мир озадачен переходом на электрическую тягу, авиация не отстаёт. Компания Rolls-Royce уже представила полностью электрический самолет Spirit of Innovation. Он совершил первый полет, пробыв в воздухе 15 минут. Ожидается, что проектная скорость пассажирского самолёта на аккумуляторах составит не менее 500 км/час.

Итак, самолёты летают по воздуху на разных скоростях и не падают благодаря наличию аэродинамических крыльев, подъемной силы и тяги, которую обеспечивают двигатели. Интересно, что современный авиалайнер способен лететь даже на одном двигателе несколько часов. Это увеличит расход топлива, снизит высоту, но не повлияет на безопасность полёта.

ИЛ -76 ЛЛ, потомок самого популярного в СССР реактивного самолёта ИЛ-76

При полете на отметке 10 000 м воздушное судно тратит на 80% меньше горючего, чем при полете с такой же скоростью, но на высоте 1 км. Чем выше расстояние от земли, тем ниже плотность воздуха. Самолёту легче преодолевать сопротивление воздушных потоков.

Может тогда стоит подниматься ещё выше? Увы, для создания тяги двигателю необходим минимальный запас воздуха. Для человека дыхание становится затрудненным на высоте 5 км и совсем невозможным на 9-ти км над уровнем моря. У каждого самолёта тоже есть атмосферный предел высоты. Он называется «практический потолок». Например, для Ту-154 или Airbus он приблизительно одинаков и составляет около 12000 метров.

Airbus A350-1000 на МАКС-21, Жуковский

Авиалинии и аэропорты

Воздушные маршруты известны и согласованы. Некоторые из них соединяют соседние города и длятся не более 30-ти минут, включая взлёт и посадку. Другие такие длинные, что их можно назвать чемпионскими.

В мире существует 3 самых долгих авиамаршрута:

• Сингапур (Сингапур)-Нью-Йорк (США);
• Доха (Катар)-Окленд (Новая Зеландия);
• Перт (Австралия)-Лондон (Великобритания).

Рекорд же принадлежит рейсу Лондон-Сидней. Самолёт Боинг-787 Dreamliner совершил его за 19 часов и 19 минут, пролетев без посадки через воздушное пространство 11-ти стран.

Где самолёты не летают

• Тихий океан. Не то, чтобы авиамаршруты полностью обходят самый большой океан. Просто воздушные судна стараются держаться ближе к побережью. Существует правило, по которому авиалайнер должен находится от ближайшего аэропорта не более, чем в трех часах лета. Вот из соображений безопасности самолёты и не залетают слишком далеко от берега.
• спорные территории и места военных конфликтов. Есть около 10-ти мест на политической карте, где полёты запрещены во избежание террористических действий. Запреты временные, но бывает так, что ситуация уже давно урегулирована, а рокот моторов так и не слышен. Так произошло, например, в Эфиопии. Военный конфликт закончился 25 лет назад, но некоторые авиакомпании до сих пор считают небо над этим государством закрытым.
• Тибет. Здесь дело не в политике, а в географии. Разница высот между горными вершинами и эшелонами авиатрасс очень мала. Это повышает риск попасть в зону турбулентности. Тибетские горы обычно облетают с юга, над Индией.

В кабине Airbus A220-300

Стратосфе́ра (от лат. stratum — настил, слой) — слой атмосферы, располагающийся на высоте от 11 до 50 км. Характерно незначительное изменение температуры в слое 11—25 км (нижний слой стратосферы) и повышение её в слое 25—40 км от −56,5 до 0,8 °С (верхний слой стратосферы или область инверсии). Достигнув на высоте около 40 км значения около 273 К (почти 0 °C), температура остаётся постоянной до высоты около 55 км. Эта область постоянной температуры называется стратопаузой и является границей между стратосферой и мезосферой. Плотность воздуха в стратосфере в десятки и сотни раз меньше чем в н.у.

Именно в стратосфере располагается слой озоносферы («озоновый слой») (на высоте от 15—20 до 55—60 км), который определяет верхний предел жизни в биосфере. Озон (О3) образуется в результате фотохимических реакций наиболее интенсивно на высоте ~30 км. Общая масса О3 составила бы при нормальном давлении слой толщиной 1,7—4,0 мм, но и этого достаточно для поглощения губительного для жизни ультрафиолетового излучения Солнца. Разрушение О3 происходит при его взаимодействии со свободными радикалами, NO, галогенсодержащими соединениями (в т. ч. «фреонами»).

В стратосфере задерживается большая часть коротковолновой части ультрафиолетового излучения (180—200 нм) и происходит трансформация энергии коротких волн. Под влиянием этих лучей изменяются магнитные поля, распадаются молекулы, происходит ионизация, новообразование газов и других химических соединений. Эти процессы можно наблюдать в виде северных сияний, зарниц и других свечений.

В стратосфере почти нет водяного пара.

Полёты в стратосфере

Полёты в стратосферу начались в 1930-годах. Широко известен полёт на первом стратостате (FNRS-1), который совершили Огюст Пикар и Пауль Кипфер 27 мая 1931 г. на высоту 16,2 км. Современные боевые и сверхзвуковые коммерческие самолёты летают в стратосфере на высотах в основном до 20 км (хотя динамический потолок может быть значительно выше). Высотные метеозонды поднимаются до 40 км; рекорд для беспилотного аэростата составляет 51,8 км.

Это статья об атмосфере Земли, существуют другие значения термина Атмосфера

Атмосфе́ра (от. др.-греч.  — пар и  — шар) — газовая оболочка (геосфера), окружающая планету Земля. Внутренняя её поверхность покрывает гидросферу и частично земную кору, внешняя граничит с околоземной частью космического пространства.

Совокупность разделов физики и химии, изучающих атмосферу, принято называть физикой атмосферы. Атмосфера определяет погоду на поверхности Земли, изучением погоды занимается метеорология, а длительными вариациями климата — климатология.

Толщина атмосферы — примерно 120 км от поверхности Земли. Суммарная масса воздуха в атмосфере — (5,1—5,3)·1018 кг. Из них масса сухого воздуха составляет 5,1352 ±0,0003·1018 кг, общая масса водяных паров в среднем равна 1,27·1016 кг.

Молярная масса чистого сухого воздуха составляет 28,966 г/моль, плотность воздуха у поверхности моря приблизительно равна 1,2 кг/м3. Давление при 0 °C на уровне моря составляет 101,325 кПа; критическая температура — −140,7 °C; критическое давление — 3,7 МПа; Cp при 0 °C — 1,0048·103 Дж/(кг·К), Cv — 0,7159·103 Дж/(кг·К) (при 0 °C). Растворимость воздуха в воде (по массе) при 0 °C — 0,0036 %, при 25 °C — 0,0023 %.

За «нормальные условия» у поверхности Земли приняты: плотность 1,2 кг/м3, барометрическое давление 101,35 кПа, температура плюс 20 °C и относительная влажность 50 %. Эти условные показатели имеют чисто инженерное значение.