География для топографических кретинов - Андрей Левонович Шляхов
Ионосферу условно разделяют на две оболочки.
Нижняя оболочка, называемая «мезосферой», простирается до высоты 80 – 85 километров. Температура в мезосфере с увеличением высоты понижается (да, снова понижается) и у верхней ее границы доходит до – 80 °С. В верхней оболочке – термосфере, которая простирается до высоты 300 километров, температура начинает повышаться и повышается до невероятных значений – +1500 – +2000 °С. Температура остается столь высокой до экзосферы, внешней части атмосферы Земли, которая начинается на высотах от 500 до 1000 км.[26] В экзосфере температура снова понижается и постепенно доходит до космической в – 270 °С. Подобно ионосфере, экзосфера состоит из ионизированного газа.
За экзосферой на высоте в 3000 километров начинается безвоздушное космическое пространство. Иначе говоря, толщина земной атмосферы составляет 3000 километров.
Обратите внимание на один нюанс – космическим считается пространство, лежащее вне границ атмосфер небесных тел, а вот условный космос начинается за границей, называемой линией Ка́рмана и находящейся на высоте в 100 километров над уровнем моря. Линия Кармана это не только граница условного космоса, но и верхняя граница воздушного пространства государств. На высоте свыше 100 километров можно летать где угодно, не спрашивая ни у кого разрешения.
Как по-вашему, почему американский ученый Теодор фон Карман поместил границу, названную в его честь, именно на стокилометровой высоте? Круглая цифра ему приглянулась? Или были более веские причины?
Разумеется, были причины, ведь наугад, с потолка, никакие цифры в науке не берутся. Дело в том, что на этой высоте (с колебаниями в 5 километров) атмосфера разрежается настолько, что становится невозможным использование самолетов и вообще всех летательных аппаратов, полет которых основан на аэродинамическом принципе, когда аппарат опирается на воздух и словно бы отталкивается от него. В столь разреженной атмосфере, близкой по характеристикам к безвоздушному пространству, могут летать только космические аппараты. Проще говоря, формальный космос начинается на высоте в 3 000 километров, а фактический – за линией Кармана.
Кстати, атмосфера небесного тела может состоять только из сильно разряженной экзосферы, как, например, у Луны или Меркурия. Обоснуйте, пожалуйста, почему такое возможно именно у этих небесных тел. Правильный ответ ищите в конце книги (№ 3).
Воздух, кажущийся нам невесомым, имеет массу, хотя и небольшую. Масса 1 литра воздуха на уровне моря равна 1,3 грамма. «На уровне моря» – это важное уточнение. С подъемом, то есть с удалением от земной поверхности, сила притяжения ослабевает и воздух, как и вся прочая материя, становится легче, хоть и ненамного, но становится.
«Пустяки какие! – скажут некоторые читатели. – Грамм с небольшим – это все равно, что ничего. Но грамм с небольшим весит один литр, а в земной атмосфере воздуха о-го-го сколько! Этот огромный объем воздуха создает на каждый квадратный сантиметр земной поверхности давление в 1 килограмм!
Килограмм на сантиметр – это уже что-то, верно? Мы не ощущаем этого давления, потому что оно уравновешивается точно таким же внутренним давлением, выработавшимся в ходе эволюции. Напрашивается вопрос – а как же с предметами, у которых не может быть внутреннего давления? Почему мы не ощущаем давления на предметы, особенно на те, которые имеют большую площадь поверхности? Да потому что давление в жидкостях и газах во всех направлениях одинаково и суммарное давление на предмет получается нулевым.
В сводках погоды указывается атмосферное давление в миллиметрах ртутного столба. За нормальное давление принято давление воздуха на уровне моря (иногда говорят: «над уровнем океана», что тоже самое) у широты 45° при температуре 0 °С. Это давление соотвествует весу ртутного столбика высотой 760 миллиметров и сечением 1 см2. Миллиметр ртутного столба (мм рт. ст.) является внесистемной единицей измерения давления. С увеличением высоты атмосферное давление уменьшается, потому что чем выше расположена точка, тем меньшей высоты воздушный столб давит на нее. Кроме этого, с увеличением высоты воздух разрежается, становится легче и его давление понижается.
Раз уж мы упомянули про широты, то давайте вспомним, что все карты имеют градусную сеть, образованную пересекающимися линиями – параллелями и меридианами.
Параллели представляют собой линии, (которые на глобусе выглядят как окружности), параллельные экватору. Экватор принимают за нулевую параллель и обозначают 0°. Параллели, расположенные в северном полушарии, называют по градусам северной широты и обозначают следующим образом: 10° с. ш. Параллели южного полушария называют по градусам южной широты и обозначают так: 10° ю. ш.
Меридианы представляют собой линии (на глобусе – полуокружности), проведенные от Северного полюса до Южного. Начало отсчета меридианов – нулевой мередиан – было выбрано произвольно и находится оно в Гринвиче, пригороде Лондона. Измеряются меридианы, так же, как и параллели, в градусах, но вместо широты различаются по долготе – восточной (в. д.) или западной (з. д.). Долгота определяется расположением относительно нулевого мередиана.
Обратите внимание на то, что параллели представляют собой окружности, а мередианы – полуокружности. То есть – мередианов, если считать через каждый градус, вдвое больше, чем параллелей. Поэтому наибольшая широта, северная или южная, составляет 90°, а наибольшая долгота, западная или восточная – 180°.
Градусная сеть позволяет определять координаты любого объекта на поверхности Земли как точки пересечения параллели и мередиана. Например – 20° с. ш., 50° в. д. или 33° ю. ш., 45° з. д. Для более точного определения координат каждый градус широты и долготы разделен на 60 частей, называемых минутами и каждая минута разделена на 60 частей, называемых секундами. Минуты обозначаются одним штрихом, а секунды двумя. Вот пример записи координаты объекта с минутами и секундами: 50° 40’ 45’’ в.д., 40 50’ 30’’ с.ш.
А теперь вернемся к атмосферному давлению. Измеряют его при помощи специальных приборов – барометров. Первые барометры были ртутными и представляли собой открытую емкость с ртутью, глубокую тарелку, в которую отверстием вниз была опущена пробирка. Когда атмосферное давление повышалось и сильнее давило на ртуть в тарелке, уровень ртути в пробирке поднимался, когда же давление понижалось, то уровень ртути в пробирке опускался.
Ртутные барометры были довольно неудобными в использовании. Со временем их заменили барометры-анероиды. Слово «анероид» переводится с греческого как «безводный», в данном узком значении – «безжидкостный», то есть без ртути. Барометр-анероид состоит из герметически замкнутой полой тонкостенной коробки, внутри которой создано отрицательное давление воздуха. При изменении атмосферного давления стенки коробки вдавливаются или выпячиваются. Эти колебания передаются на связанную с коробкой стрелку, которая перемещается по шкале.
«Барометр падает», озабоченно говорят в книгах и фильмах моряки, путешественники и
