Атмофера Земли

Наиболее изучена атмосфера Земли. Здесь проведен большой объем систематических наземных наблюдений за атмосферой, измерений с помощью самолетов и аэростатов, зондирования с применением метеорологических ракет и измерений с метеорологических спутников, пилотируемых станций, а также косвенных данных по эволюции орбит ИСЗ и траекториям входа в атмосферу. Поэтому для атмосферы Земли разработан большой ряд моделей. Прежде всего это модели статической атмосферы, содержащие распределение по высоте средних основных термодинамических параметров и других физических характеристик. Эти модели хорошо отражают действительное состояние атмосферы на малых высотах, где относительные величины изменения параметров сравнительно невелики и составляют десятки процентов. С ростом высоты и особенно после 100 км диапазон изменения параметров возрастает до ста и более процентов, а на высоте 700 км, например, плотность атмосферы может изменяться в 700 раз. Поэтому разработаны динамические модели атмосферы, учитывающие воздействия основных возмущающих факторов (активность Солнца, условия освещенности Солнцем атмосферы в целом и отдельных ее частей, геомагнитная активность) и дающие возможность более достоверно определить параметры верхней атмосферы над различными географическими районами Земли в разное время года и суток с учетом активности Солнца. Отклонения параметров атмосферы, определенных на основе динамических моделей, от реальных сокращаются по сравнению с отклонениями, имеющими место при использовании статических моделей. Однако и они могут составлять значительную величину (до 200 % для высоты 500 км). Это объясняется недостаточностью наблюдательного материала. Поэтому с течением времени проводится уточнение моделей.

Для атмосфер планет-гигантов имеются пока только данные дистанционных наблюдений их верхнего слоя над облачным покровом. Поэтому в настоящее время отсутствуют достоверные модели этих атмосфер.

Исследование химического состава атмосферы необходимо для изучения ее происхождения и эволюции. Это служит также важной информацией при изучении морфологии самой планеты. Кроме того, состав атмосферы во многом определяет агрессивность среды для космических аппаратов, предназначенных для планетных и атмосферных исследований. Дискретность контактных измерений химического состава по высоте допустима в пределах от 5 до 20 км, точность измерений — 2 %. При этом помимо газообразных компонент необходимо определение химического состава аэрозолей и пылевых частиц, а также влажности.

Оптические свойства атмосферы определяют ее освещенность и дальность видимости и зависят от характеристик поглощения и рассеяния солнечного света. Кроме того, эти свойства во многом обуславливают тепловой режим атмосферы и являются определяющими для контрастности наблюдаемых изображений поверхности планеты. Измерения освещенности, характеристик поглощения и рассеяния должны проводиться в нескольких диапазонах спектра на различных высотах в различные времена суток. Дискретность контактных измерений по высоте целесообразна 1 ... 2 км (для планет-гигантов до 10 км), допустимая погрешность - до 10 %.

вернуться в раздел