Картинки на тему «Верхняя атмосфера в движении» |
| Солнце | ||
| << Строение атмосферы Солнца | Свет и затмения >> |
Картинки из презентации «Верхняя атмосфера в движении» к уроку астрономии на тему «Солнце»
Автор: Kosmos_2. Чтобы познакомиться с картинкой полного размера, нажмите на её эскиз. Чтобы можно было использовать все картинки для урока астрономии, скачайте бесплатно презентацию «Верхняя атмосфера в движении.ppt» со всеми картинками в zip-архиве размером 3047 КБ.
Верхняя атмосфера в движении
содержание презентации «Верхняя атмосфера в движении.ppt»| Сл | Текст | Сл | Текст |
| 1 | Лекция 5: Верхняя атмосфера в | 16 | из моделей, фактически никогда не |
| движении. | реализуются. Модельные распределения | ||
| 2 | §1. Фотохимия и энергетический баланс | являются средними. Возникает философский и | |
| термосферы. | практический вопрос: что есть стационарное | ||
| 3 | На ионосферных высотах атмосфера – это | состояние, а что есть возмущение? Ход | |
| химически активная среда, находящаяся под | атмосферных параметров на орбитальном | ||
| агрессивным воздействием солнечного КВ | витке “Dynamics Explorer 2”. | ||
| излучения (рентген, экстремальный УФ, УФ), | 17 | §4. Диссипация экзосферы, классический | |
| а также энергичных частиц (электронов и | подход. | ||
| ионов), высыпающихся из магнитосферы. | 18 | Базовая теория зиждется на | |
| Посему физика верхней атмосферы называется | представлении, что в экзосфере молекулы | ||
| ещё «аэрономия», что означает – наука об | летают без столкновений по индивидуальным | ||
| атмосферных микропроцессах. Термин ввёл в | траекториям, как камни, и некоторые из них | ||
| обиход в 1961 г. бельгийский метеоролог М. | улетают «в бесконечность». Тут важны такие | ||
| Николе. | моменты: 1) В распределении Максвелла по | ||
| 4 | – находится в континууме Ш-Р. – в | скоростям всегда есть молекулы со | |
| экстремальном УФ. Под действием солнечной | скоростью больше второй космической: 2) | ||
| радиации происходит множество хим. | Выше 500-600 км столкновений между | ||
| реакций, например, с участием кислорода | нейтралами нет (т.е., столкновения не | ||
| (т.н. реакции Чепмена): Важно, что в | препятствуют убеганию). | ||
| отличие от N рекомбинация О идёт очень | 19 | Распределение Максвелла по | |
| медленно. Ниже 80 км воздух почти целиком | вертикальной скорости: Поток частиц вверх: | ||
| состоит из молекул: N2 – 78% и О2 – 21% | Проблема состоит в невозможности | ||
| (1% – малые компоненты). Выше 80 км | определить этот параметр с необходимой | ||
| происходит 1) разделение компонент по | точностью. Погрешность получается: При | ||
| индивид. барометрическим законам, 2) | неточности знания температуры на экзобазе | ||
| интенсивная фотодиссоциация молекул. N | ~ 10%, погрешность времени улетучивания | ||
| бодро рекомбинирует обратно в N2. Кислород | атмосферы составляет: для водорода ~ 100 | ||
| нет, термосфера наполняется О. | %, для тяжёлых газов – смешное число раз! | ||
| 5 | Интегрально, в ЭУФ диапазоне поток | 20 | Строгую теорию этого вопроса см., |
| энергии I = 2 эрг/см2с. Из них Локальный | например, у Сивухина (т.2, §79). Строгость | ||
| нагрев: 30-40% Энергия рекомбинации О, | состоит в точном вычислении величин, | ||
| транспортируемая к 90 км: 20% УФ гало, | которые точно вычислять не имеет смысла. | ||
| излучение в космос 40-50 %. В континууме | Более того, теория диссипации экзосферы | ||
| Шумана-Рунге поток энергии I = 15 | выглядит довольно-таки умозрительно. | ||
| эрг/см2с. Из них Локальный нагрев: 33% | Потому что не основывается на конкретных | ||
| Энергия рекомбинации О, транспортируемая к | экспериментальных данных (о том, что | ||
| 90 км: 66%. Эуф. Шр. | молекулы в экзосфере летают по | ||
| 6 | Уравнение теплового баланса в | Кеплеровским траекториям) и в своих | |
| гидродинамике. Рассмотрим элементарный | существенных деталях не проверяется. | ||
| объём среды (жидкую точку). Масса | Классическая теория правильно объясняет | ||
| элементарного объёма = M, объём | сам факт наличия/отсутствия атмосфер | ||
| «элементарного объёма» = V (не путать со | больших/маленьких планет (Земля, Венера, | ||
| скоростью). Применим к нему первое начало | …/Луна, Меркурий, …). В случае Земли ещё и | ||
| термодинамики: В нашем случае ?Q = нагрев | факт отсутствия первичной (водородной) | ||
| УФ излучением (типа функция Чепмена) минус | атмосферы. Но этого недостаточно | ||
| потери тепла из-за теплопроводности. Далее | Существуют и другие согласующиеся с этими | ||
| стандартный для этой науки формализм: | фактами теории. | ||
| Займёмся работой ?A = pdV. Тут красивейший | 21 | Против классической теории можно | |
| оборот: Т.Е., Дивергенция скорости = темп | привести более серьёзное возражение. На | ||
| относительного изменения элементарного | магнитосферных высотах атмосфера Земли | ||
| объёма! Тогда первое начало термодинамики | почти полностью ионизирована. А движение | ||
| для жидкой точки принимает вид: | плазменной атмосферы – движение снова | ||
| Теплоёмкость ед. Массы. | коллективное, «квазигидродинамическое». | ||
| 7 | Уравнение теплового баланса в | Современная теория первоначально была | |
| гидродинамике. Примеры: Нагрев | разработана для солнечного ветра | ||
| (охлаждение) из-за сжатия (расширения) | (E.N.Parker, 1958). Потом концепция | ||
| среды. Функция теплового источника (слой | Паркера была перенесена на атмосферы | ||
| Чепмена) – плотность потока тепла. | других звёзд (звёздный ветер) и планет | ||
| Теплопроводность. 1) Атмосфера неподвижная | (полярный ветер) Чтобы понять | ||
| и греется. Теплопроводности нет. Тогда. – | нижеследующую теорию, надо обязательно | ||
| нагрев, в смысле изменения Т, максимален | увидеть солнечный ветер как он есть. См. | ||
| при. 2) Атмосфера в стационарном | анимацию по данным солнечного телескопа | ||
| равновесии. 3) А что в стратосфере? Там | SOHO: http://sohowww.nascom.nasa.gov/. | ||
| поглощает только озон, в то время как | 22 | §5. Солнечный и полярный ветер. | |
| греются все сорта газов вместе: | 23 | Пойдём простым логическим ходом. | |
| 8 | Функция нагрева атмосферы. Солнечное | Пойдём вместе! 1) На минутку вообразим, | |
| излучение. В результате получается такое | что гравитации не существует. Тогда | ||
| распределение Т (ср. по широте): Нагрев в | атмосфера под действием теплового давления | ||
| полярных сияниях. (<I> = 2 эрг/см2с | будет непрерывно расширяться (в вакуум), с | ||
| в ЭУФ). <I> = 0.1 эрг/см2с при | ускорением! 2) Включим гравитацию. Сначала | ||
| спокойных условиях, I ~ 1 эрг/см2с в | рассмотрим плоскую Землю (по Т. | ||
| геомагнитных бурях, imax ~ 10 эрг/см2с в | Пратчетту). В планарной атмосфере | ||
| локальных областях. | установится барометрическое равновесие: 3) | ||
| 9 | Тут штука в том, что авроральные | И, наконец, рассмотрим 3D. Барометрическая | |
| частицы греют атмосферу аналогично | формула принимает вид: | ||
| фотонам. Но энергии авроральных электронов | 24 | Условие возможности/невозможности | |
| (кэВ-ы) гораздо больше, чем УФ фотонов | гидростатического равновесия атмосферы при | ||
| (эВ-ы). Это серьёзно! С другой стороны, | T = T(r). Почему так? 2) Случай ? > 1: | ||
| энерговыделение от высыпающихся частиц | Это – правильная конечная атмосфера. Решим | ||
| сосредоточено только в авроральных овалах. | уравнение гидростатического равновесия в | ||
| Вклад полярных сияний в глобальный | сферической геометрии: Чтобы исследовать | ||
| энергетический баланс верхней атмосферы. | этот интеграл зададим модельный ход | ||
| 10 | §2. Динамическая структура термосферы. | температуры: | |
| 11 | Эмпирические модели термосферы. | 25 | Странно всё это! Нас учили, что |
| Суточные вариации Т – десятки % (на | межзвёздная среда конденсируется под | ||
| поверхности Земли – единицы %). По | действием гравитации. А получилось, что | ||
| наблюдениям за торможением спутников были | всё зависит от асимптотического хода | ||
| созданы эмпирические модели термосферы: 2D | температуры T = T(r): если T быстро | ||
| и 3D распределения ? и Т. На этой основе | уменьшается, то гравитация удерживает | ||
| многие авторы рассчитывали (по заданному | газовое облако, если T падает недостаточно | ||
| распределению ? и Т) картину движения | быстро (или совсем не падает), то аккреция | ||
| атмосферы (картину ветров). Запаздывание | вещества не происходит! Интуитивно, | ||
| отклика атмосферы (нагрева и охлаждения) | условие эффективного удержания атмосферы | ||
| на 4-5 час. | гравитационным полем – это когда тепловая | ||
| 12 | Среднее – суперротация атмосферы. | скорость частиц много меньше скорости | |
| Уравнение движения (гор. компонента): | убегания. Исследуем это: Случай 1 это | ||
| Супер- ротация. Вид Земли с северного | когда кривые Vm и Vesc пересекаются. | ||
| полюса «сверху». Солнечный прилив в | Тепловая скорость становится при rc больше | ||
| атмосфере: горизонтальная компонента | скорости убегания, атмосфера за | ||
| скорости на высоте 320 км. Vmax ~ 200 м/c. | критической сферой расширяется, что | ||
| Это расчет! А это наблюдение по торможению | «отсасывает» атмосферу изнутри сферы. | ||
| спутников. Подсолнечная точка. Вечер. | 26 | Мораль. На больших расстояниях от | |
| Утро. Роль вязкости – выше 300 км | центра гравитации частицы убегают не | ||
| вертикальный слой атмосферы движется как | потому, что они такие быстрые, а потому | ||
| целое, без шира скорости. Роль | что там становится мала скорость убегания | ||
| столкновений с ионами – ночью, когда ионов | (при r ? ?: сколь угодно мала!). (Другое | ||
| мало, ионное трение меньше чем днём. | дело, что убегающих частиц экспоненциально | ||
| Отсюда возникает суперротация атмосферы. | мало, мы исследуем эффекты «в хвосте» | ||
| 13 | Усреднённая по долготе (по местному | барометрического распределения.) Но важен | |
| времени) меридиональная циркуляция. Летнее | сам факт – чтобы сбалансировать расширение | ||
| солнцестояние. Равноденствие. Спокойная | атмосферы гравитацией надо атмосферу | ||
| магн. активность. Средняя. Высокая. Эта | заморозить. И чем дальше от центра, тем | ||
| структура – ячейки термической циркуляции | сильнее. Тепловое расширение солнечной | ||
| – не видна на фоне солнечного прилива и | атмосферы, которую не удерживает | ||
| выявляется только в результате суточного | гравитация, порождает «солнечный ветер» – | ||
| усреднения глобальной картины. При этом | сверхзвуковой поток солнечной плазмы. То | ||
| скорости ветров меридиональной циркуляции | же для атмосфер других звёзд называется | ||
| – десятки м/с – в несколько раз меньше, | «звёздный ветер». Аналогичное истечение | ||
| чем у солнечного прилива. Выше ~ 200 км | плазмы планетных магнитосфер (вдоль | ||
| авроральный источник конкурирует с | открытых силовых линий магнитного поля) – | ||
| солнечным. | «полярный ветер». | ||
| 14 | §3. Изменчивость термосферы. | 27 | Полярный, звёздный, солнечный ветер |
| 15 | В верхней атмосфере амплитуды | (качественно). При том различие с теорией | |
| регулярных (суточных, сезонных, солнечного | диссипации экзосфер кардинальное: | ||
| цикла) вариаций Т составляют десятки | Экзосферные молекулы убегают с торможением | ||
| процентов, ? – сотни процентов (сильно | (гравитационным полем). Как брошенные | ||
| зависит от высоты). Поэтому бессмысленно | вверх камни; Поток солнечного ветра | ||
| говорить о параметрах космической среды | убегает наоборот с ускорением, вызванным | ||
| вообще, только при конкретных условиях – | направленным наружу тепловым давлением | ||
| где и когда. Ответ на этот вызов дают | атмосферы. rc. Убегание атмосферы | ||
| модели атмосферы, ионосферы и магнитосферы | возникает из-за невозможности | ||
| (которые бывают эмпирические, | гидростатического равновесия в | ||
| полуэмпирические, теоретические). Входными | гравитационном поле. Базовая модель | ||
| параметрами моделей являются: широта, | солнечного ветра (Паркер, 1958) описывает | ||
| долгота, высота, время, параметр солнечной | стационарное расширение солнечной | ||
| активности. Но даже это грубо. | атмосферы, динамика солнечного ветра | ||
| 16 | Во-вторых, на регулярные вариации | аналогична картине ускорения газа в сопле. | |
| параметров атмосферы накладываются сильные | Уравнение движения для с. ветра, в | ||
| спорадические вариации, в основном, | принципе, является вариантом уравнения | ||
| динамической природы (колебания, вихри, | Бернулли. Полярный ветер в магнитосфере | ||
| ветра). Мгновенные распределения | Земли. | ||
| атмосферно-ионосферных параметров, взятые | 28 | To be continued. | |
| Верхняя атмосфера в движении.ppt | |||
http://900igr.net/kartinka/astronomija/verkhnjaja-atmosfera-v-dvizhenii-94883.html
cсылка на страницу
Верхняя атмосфера в движении
другие презентации на тему «Верхняя атмосфера в движении»
«Урок атмосфера» - страничка 8. Закрепление материала. Понятийный этап понятие «атмосфера» б). Страничка 6. Научно-познавательная. Страничка 5. Литературно-художественная. Организационный момент: Страничка 7. Научный прогноз. Экскурс в историю воздухоплавания Первые путешественники на воздушном шаре. Рассказ о путешествии коротышек из Цветочного города на воздушном шаре.
«География атмосфера» - Атмосфера. Воздух необходим для всего живого на Земле . Строение, значение, изучение. Урок географии в 6-ом классе. Экзосфера. Тропосфера. Мезосфера. Озоновый слой. Ионосфера. Стратосфера. Изучение атмосферы. Экватор. План изучения темы. Атмосфера – воздушная оболочка Земли. Строение атмосферы. Состав атмосферы.
«Экология атмосферы» - Создать презентацию в соответствии с требованиями проекта. Экология атмосферы. На протяжении своей истории состав атмосферы постоянно менялся, и в настоящее время атмосфера находится в опасности. Оформить слайды в соответствии с общим дизайном. Подготовить выступление по данной теме. - Дополнить ресурсы проекта по темам своих товарищей.
«Движение улиц» - Цели: Тема: Знакомство с улицей. к/т « Родина» Киноклуб «Светофорчик». К.Ю.Белая. Библиотека Чтение книг беседы. Дошкольникам о правилах дорожного движения. Методическое обеспечение: Задачи: Цель: Дополнить представления об улице новыми сведениями. Снижение дорожно-транспортного травматизма. Г.В.Алексеев.
«Атмосфера 6 класс» - Стратосфера. Почему говорят, что в воздухе после грозы пахнет озоном? Узнать о границах атмосферы поможет текст учебника на стр.86. Атмосфера – смесь газов. Атмосфера – воздушная оболочка Земли /определение на стр.86 учебника/. Откуда берутся в воздухе: кислород, углекислый газ и вода? Строение атмосферы.
«Атмосфера Земли» - Проверим свои знания. Предположите, что было бы с Землей, если планета осталась без атмосферы? Что такое кора? Защита от небольших небесных тел; Ответим на вопросы: Из чего состоит ядро Земли? Состав атмосферы Земли. Какие свойства атмосферы Земли вы знаете? Какие виды облаков вам известны? Виды облаков.
Солнце
20 презентаций о солнце
Астрономия
26 тем
Астрономия
○ История астрономии
○ Астрономы
Вселенная
○ Эволюция Вселенной
○ Галактики
○ Звезды
▫ Виды звёзд
○ Созвездия
Солнечная система
○ Солнце
○ Планеты
○ Спутники
○ Земля
○ Луна
○ Небо
Космос
○ Космонавтика
○ Космические корабли
○ Полёты в космос
▫ Первые полёты
• Животные в космосе
○ Космонавты
▫ Гагарин
▫ Женщины-космонавты
Без темы
Похожие
презентации
Картинки