Атмосфера и Космос

Почему атмосфера не улетает в Космос?

Атмосфера и Космос

Рис.1 Распределение солнечной энергии

А – Энергия, излучаемая сушей и морями 47%, В – Отражение от облаков 30%, С – Энергия, запасенная в облаках 22%, D – Энергия фотосинтеза 1%.

Грозит ли Земле потеря атмосферы, как это произошло с Меркурием и Марсом? Земля по факту уже потеряла легкие газы, такие как водород и гелий. В то же время, планета прочно удерживает тяжелые газы азот, кислород, аргон и углекислый газ. Атмосфера «привязана» к поверхности земли за счет «эффекта Броуна» [1]. Но с таким же эффектом на атмосферу воздействует и Солнце.

Вот здесь следует отметить одну особенность материального мира. Все атомы этого мира поглощают и излучают энергию на определенных частотах. Резонансная частота приемников энергии, в том числе и атомов атмосферы, находится по частотной шкале ниже частоты солнечного света (1014 Гц). Это подтверждено экспериментами при спектрофотометрическом анализе газа. Молекулы газа в резонансе поглощают свет ближе к красному и инфракрасному излучению.

Если бы не существовало такой избирательности по шкале частот, то ни одна планета не смогла бы удержать атмосферу, т.к. энергия солнечного излучения гораздо выше, чем планетарная. В то же время, какая-то часть молекул реагирует на солнечную радиацию и за счет коллективного действия служит преградой этому излучению.

Интенсивность света при прохождении через атмосферу уменьшается, энергия фотонов тратится на возбуждение атомов в молекулах воздуха. Вынужденные колебания атомов и поглощение света особенно интенсивны при резонансе. Опытным путем было установлено, что интенсивность света при прохождении через вещество убывает по экспоненциальному закону Бугера:

I = I0 exp (-kl).

I0  - интенсивность света на входе,

l – толщина слоя вещества,

k – постоянная, зависящая от свойств поглощающего вещества (коэффициент поглощения) [2].

Если бы не было рассеяния солнечной радиации, особенно высокочастотной, то живая жизнь на Земле не появилась бы вообще.

Отметим еще один факт, коротковолновый солнечный спектр в атмосфере рассеивается сильнее, чем длинноволновый. Именно по этой причине мы наблюдаем небо синим, т.к. синий цвет находится на коротковолновом конце шкалы излучений. Во время заката или на рассвете небо окрашивается в красные тона. В это время свет пробивается по касательной и его путь в атмосфере гораздо длиннее, в результате чего, значительная часть синего и зелёного цветов рассеивается сильнее.

Атмосфера служит защитой от высокочастотной радиации за счет своей массы, количества молекул, стоящих на ее пути. Как известно, особенно хорошо справляются молекулы озонового слоя с ультрафиолетом, которого в солнечном потоке огромное количество. На мой взгляд, молекулы озона резонируют с ультрафиолетовым излучением на так называемой частоте биения. Благодаря резонансу на такой высокой частоте молекулы озона снижают частоту излучения до световой и даже красной, превращая энергию излучения в теплоту. На это указывают измерения температуры в тропосфере и мезосфере. Температурный градиент начинает расти с 25 км и поднимается от -500С до положительных величин температуры на высоте 50 км от поверхности земли.

Отражение атмосферы

 

На рис. 1 представлена энергетическая диаграмма перераспределения солнечной энергии [3]. Из диаграммы видно, что почти половина солнечной энергии не доходит до поверхности Земли, 30% сразу отражается атмосферой и облаками, а 22% запасают облака. Около 47% аккумулирует поверхность земли, около процента уходит на фотосинтез. Атмосфера состоит из молекул газа. В отдельности каждая молекула далеко не похожа на зеркало, и даже весь газ, собранный в атмосфере, это тоже не полупрозрачное зеркало. Тогда как понимать отражение такого количества энергии обратно в Космос?

Облака, понятно, более плотная субстанция и они отражают определенное количество энергии, но как, казалось бы, прозрачная атмосфера проделывает такие фокусы?

Строго говоря, прямого отражения в атмосфере не происходит. Рассмотрим взаимодействие одного фотона с одной молекулой атмосферы. При попадании, даже можно сказать так – при прохождении фотона через молекулу, она забирает часть энергии фотона и частота последнего снижается. При попадании во вторую молекулу, этот энергетически «ослабленный» фотон может быть поглощен полностью. После такого взаимодействия с молекулой, та, в свою очередь, отстреливает свой красный спутник – крафон. Происходит своеобразная трансформация – молекулярное рассеяние света. Вот таким образом, через поглощение происходит отражение солнечных лучей.

С другой стороны в атмосфере постоянно витают взвешенные частицы. Большая концентрация таких частиц может создать оптическую неоднородность (мутную среду). К таким средам относятся дымы, туманы, выбросы вулканов. Свет, проходя через данные среды, поглощается и рассеивается наиболее интенсивно. В частицах происходит многократное переизлучение энергии фотона от одного атома к другому с выделением теплоты.

Оставшаяся часть процессов отражения идет через посредника, т.е. через поверхность земли. Земля, в виду плотности своей материи, выступает в роли частотного понижающего трансформатора – она понижает частоту солнечного излучения до приемлемой частоты приемника (газа). Планета получает видимый свет, а в атмосферу направляет электромагнитные волны на частоте инфракрасного диапазона (крафоны). Преградой для крафонов становится не только углекислый газ (СО2), при котором возникает, так называемый «парниковый эффект», но и вся атмосфера. Учитывая разреженность атмосферы, поэтому она не может удержать все крафоны земли, которые безвозвратно покидают Землю. За счет этого явления происходит гравитационное притяжение приемника к источнику, т.е. к Солнцу. За счет этого излучения происходит одновременно охлаждение Земли.

Кроме того, с поднятием на высоту разрежение в атмосфере возрастает более быстро. Поэтому, хотя горы и ближе к Солнцу, на них холоднее, чем на равнинах, в среднем при подъёме на каждый километр температура понижается на 6° C из-за адиабатического расширения воздуха.

Почему атмосфера земли состоит преимущественно из «тяжелых» газов (азота, кислорода, паров воды, углекислого газа) и содержит лишь следы «легких» газов (водорода и гелия)?

Молекулы различных газов при одной и той же температуре  имеют различные скорости, зависящие от молекулярных масс газов. В любой смеси каждый отдельный газ будет характеризоваться определенной средней скоростью его молекул. При одинаковой кинетической энергии средняя скорость молекул разных газов будет различной. Например, средняя скорость  молекул водорода в четыре раза выше, чем средняя скорость молекул кислорода.

Скорость молекул и плотность атмосферы меняется от перехода дня к ночи и наоборот.

С помощью орбитальных спутников было установлено, что внешний слой атмосферы в дневное время расширяется из-за нагрева солнечными лучами и постепенно сжимается в течение ночи из-за более низких температур. Данный факт есть неопровержимое свидетельство того, что броуновское, хаотичное движение молекул воздуха связано только с энергией Солнца и Земли (эффект Броуна), а не с первичным накопленным движением на основе упругого столкновения молекул, как объясняет молекулярно-кинетическая теория. В атмосфере нет, да и вообще в природе, абсолютно-упругих столкновений не существует.

Планета Земля за 4,6 млрд. лет сформировалась в строгом соответствии с законами гравитации. Ее гравитация не достаточна, чтобы удержать водород и гелий, как гиганты Юпитер и Сатурн, но не настолько, чтобы упустить в межзвездное пространство азот, кислород и другие газы.

Есть высказывания, что планета теряет часть своей атмосферы из-за ее вращения вокруг своей оси. В таких гипотезах есть явное противоречие. Если бы это было так, то за счет центробежной силы, в первую очередь, планета должна терять тяжелые молекулы газов, т.е. те которые сейчас составляют атмосферу. На самом деле картина противоположная, улетают легкие газы – водород и гелий. А это говорит о том, что центробежные силы вращения здесь совершенно непричем. Легкие газы улетучиваются по причине высоких скоростей их молекул, энергии, получаемой от фотонов Солнца и крафонов Земли.

Атмосфера и Космос, атмосфера и Земля – два вектора по которым идет сегрегация, седиментация газовых молекул. Преобладающей силой в данном процессе является не центробежная, а гравитационная.

 

Источники

 

  1. Ершов Г.Д., Броуновское движение молекул, http://gennady-ershov.ru/na-zemle/brounovskoe-dvizhenie-molekul.html
  2. Савельев И.В., Курс общей физики, книга 4 Волны. Оптика, «Астрель», 2001
  3. Дубнищева Т.Я., Пигарев А.Ю., Современное естествознание, «ЮКЭА», М. 2000

 

Назад  Вперед

17 комментариев

  1. Ели озоновый слой является преградой солнечной радиации, а не может-ли он служить и накопителем энергии (своеобразным аккумулятором)? Чем больше озоновый слой, тем больше его электрическая ёмкость. А при появлении перенасыщенных дождевых облаков будет происходить разряд этой энергии в виде молнии.

  2. Gennady Ershov:

    Озоновый слой — это не концентрированное облако молекул, а обычная атмосфера с преобладанием молекул озона, поэтому данный слой не может быть аккумулятором энергии.

  3. Makarew:

    В прошедшем году мы слышали много важных научных известий: отдельные интересные, а другие не слишком. Однако если выйти за пределы служебных научных источников, появляются достаточно странные выводы. Средства массовой информации уделяли внимание многим спорным, сюрреалистическим и на 100% невероятным научным утверждениям, которые появлялись под видом информации из области культуры, нанотехнологий, экономики и тому подобное. То есть, из всего того, что не является научной деятельностью.

  4. Александр из Приморья:

    О водородных хвостах планет известно давно, о количественных потерях:

    «Из этой формулы следует, что весь водород, находящийся в настоящее время в земной атмосфере, должен «ускользнуть» в межпланетное пространство за очень малое время — порядка нескольких лет.»

    Получается что источник непрерывного пополнения атмосферы океаны, а их уровень непрерывно растет и гораздо быстрее чем могут дать тающие от роста внутреннего тепла Земли ледники. Но тогда атмосфера и вода продукт работы машины «Земля», растущей по звездному закону L=M^3.

  5. Матула Виктор Данилович:

    Уважаемый Александр! На ранних этапах образования нашей планеты происходили сложные физико-химические процессы окислительно-восстановительного характера. На этом фоне проходила дегазация вещества, затем образовалась атмосфера, а из атмосферы на полюсах конденсировалась влага. С появлением гидросферы, которая охлаждала огненно-жидкий субстрат планеты — образовалась земная кора. В настоящее время дегазация происходит только при вулканической деятельности, а таяние ледников — это всего лишь круговорот воды в природе, без роста уровня океана.

  6. Дмитрий:

    Налейте в кружку воды, положите сверху широкую плоскую легкую пластнку, перекрывающую все отверстие кружки (или просто лист плотной бумаги) . Затем, прижимая лист к кружке, переверните кружку, и отпустите лист. Вода не будет выливаться. Получается, что сила атмосферного давления больше силы тяжести. Что удерживает атмосферу? Не ответите вы на этот вопрос. Устройство земли не такое, как у вас в головах.

  7. Gennady Ershov:

    «Получается, что сила атмосферного давления больше силы тяжести. Что удерживает атмосферу? Не ответите вы на этот вопрос. Устройство земли не такое, как у вас в головах»
    ——————————
    Так и получается, что сила атмосферного давления больше силы тяжести, но до определенного состояния, которое показал Торичелли.
    Теперь относительно голов и удержание атмосферы. Я, по-моему, ясно объяснил, чем и как удерживается атмосфера. Для полной ясности прочтите статью: Почему не падают облака / http://gennady-ershov.ru/na-zemle/pochemu-ne-padayut-oblaka.html, а лучше всю главу: Броуновское движение.

  8. Аристотель:

    Атмосфера земли мгновенно не высасывается вакуумом космоса потому что плоская земля плотно накрыта куполом.

  9. Gennadiy Ershov:

    «Атмосфера земли мгновенно не высасывается вакуумом космоса потому что плоская земля плотно накрыта куполом».
    —————————
    Плотно накрыта куполом, а космонавты, пролетев, не заметили его. Информация не в стиле великого грека.

  10. Виктор:

    Планета Земля и атмосфера планеты находятся в одной фазе, поэтому атмосфера не теряется при движении Земли по орбите. Как это понять? Возьмите пластинку, нарисуйте на ней условно круг в круге. Это будет планета Земля и её атмосфера. Теперь раскручивайте пластинку. Земля и атмосфера в фазе с движением спирали Солнечной Системы. Подробнее на странице в блоге или на проза.ру.

  11. Gennadiy Ershov:

    Вы что хотели своим постом сказать, что Бог есть?

  12. Черноусов Василий Анатольевич:

    Почему воздушные атмосферные явления опережают вращение поверхности Земли, т.е. циклоны перемещаются с запада на восток опережая вращение земли.

  13. Черноусов Василий Анатольевич:

    И ещё: меня с детства мучительно приследует вопрос о том, что есть ли теоретически способ отклонить вектор гравитации летательного апппарата для максимального уменьшения тяги подъёма?

  14. Gennadiy Ershov:

    «Почему воздушные атмосферные явления опережают вращение поверхности Земли, т.е. циклоны перемещаются с запада на восток опережая вращение земли«.
    —————————
    Виной тому Солнечная энергия. Атмосфера на западе нагревается сильнее. На востоке, в момент восхода Солнца, она самая холодная. Отсюда суммарный вектор миграции атмосферы направлен на восток с небольшим опережением относительно вращения Земли.

  15. Gennadiy Ershov:

    «меня с детства мучительно приследует вопрос о том, что есть ли теоретически способ отклонить вектор гравитации летательного апппарата для максимального уменьшения тяги подъёма?»
    ————————-
    Отклонить гравитацию Земли — практически, наверное, не получится. Теоретически вектор можно нарисовать в любом направлении.
    Не понятно для чего? Чтобы ещё больше уменьшить тягу при подъёме? Или всё-таки, уменьшить гравитационное притяжение, чтобы экономить горючее при подъёме.

  16. Черноусов Василий Анатольевич:

    Геннадий, большое Вам спасибо за то, что Вы очень умело и профессионально доносите до пользователей инета своё видение гравитационных явлений. Когда пару лет назад я случайно прочитал несколько Ваших статей на данную тему, на меня нашло «озарение» и многие явления, которые мне были не понятны при обучении ещё в школе, а затем и в институте — стали просты в объяснении и логичны. Всё стало на свои места.
    Жаль, что в классическом образовании наших детей продолжают пичкать понятием: большой по весу шар притягивает маленький (это ведь естественно — он же большой и тяжёлый). С таким подходом прорывы в науке делать трудно.

  17. Gennadiy Ershov:

    «большое Вам спасибо за то, что Вы очень умело и профессионально доносите до пользователей инета своё видение гравитационных явлений».
    —————————
    И Вам спасибо, что находите время для познания законов природы. Теперь я уже доношу свои идеи не только для пользователей Инета, книга: «Как рождается гравитация» стоит на полках некоторых магазинов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.


Ваш комментарий на модерации.