ВЫСШИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ \ Ж. Барпгелъо, Лерлин-Эдсрсвалъде. I. Введение. Данные аэрологии. II. Рассеянно в мировое пространство. III. Некоторые оптические явления. IY. Полярное сияние, а) Положении. Возникновение. Ь) Спектр. V. Озон, а) Качественное исследование. 1») Методы количественного измерения, с) Данный исследования количественного содержания озона, d) Высота слоя озона" о) Температура, llmvtoгическое значение. VI. Распространенно звука. VII. Давлении и соитии. VIII. Данные земного

more »

... ма, а) Система токов солярных суточных, вариаций. Ь) Основная мысль объяснении, с (Лунные иаршщин. й) Данные относительно электропроводности, с) Затруднения, f ι Магнитные возмущения, g) Другие вариации. IX. Электромагнитные полны. X. Ионизации. а) Общее. Ь) Ультрафиолетовое излучение солнца" с) Приложение теории Шаха, d) Солярные γ-лучи. е) Проникающее излучение, f) Солярное корпускулярное излучоипе. g) Обзор данных об электропроводности. XI. Перечень литературы. * Ergohnisso der exakten Naiurwissenschaften. В. VII. J. Springer. Berlin, 1928. ВЫСШИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ 19S водорода и закупоривают. Баллон свободно поднимается, расширяясь по мере уменьшения атмосферного давления" пока его оболочка не лопнет. Поднятый на баллоне метеорограф, прикрепленный к парашюту или к другому меньшему баллону, медленно опускается с достигнутой высоты" которая зависит только от прочности и однородности резины. Многие такие подъемы превышают 20 «.и. Максимальная высота подъемов с регистрацией была достигнута в 1913-1914 гг. в Батавии и равнялась 31 ?ш (6); шары-пилоты· змейковой станции в Фридрихсгафене достигали 32 км. Аэрологические подъемы показали, что атмосфера разделяется на два существенно различных слоя, лежащих один над другим; граница между ними проходит на экваторе приблизительно на высоте 16 км, в средней Европе на 10,5 км г на полюсах лишь немного ниже. В нижнем слое, тропосфере, температура, как правило, понижается с высотою" примерно, на 5°С/кл«; облака образуются почти исключительно только в этом слое (ср., однако, стр. 198). В верхнем· слое, стратосфере, напротив, вертикальное распределение температуры весьма равномерно; в направлении вверх она очень медленно повышается. В связи с тем, что над, экватором граница тропосферы расположена выше, стоит то обстоятельство, что на той же высоте (например 17 км)· стратосфера над экватором холоднее (-80°), чем над средней Европой (-54°). При упомянутых подъемах в Батавии низшая средняя температура оказалась ва высоте 17 км и равнялась -85°; в одном случае были измерены -92° на высоте 15,6 км. На больших высотах температура снова повышалась (-55° на 26 км).' 194 и. БАРТЕЛЬС шиванием) и адвекцией (горизонтальным перемещением воздуха),-и высший, устойчивый, почти изотермичный слой •около -54° (стратосфера), температура которого по направлению вверх, повидимому, медленно стремится к предельному значению около -20° G. О состоянии более высоких слоев можно заключать в настоящее время лишь косвенным образом. Остается открытым вопрос, удастся ли послать регистрирующие приборы на еще большие высоты, хотя бы посредством ракет. И. Кёльцер сконструировал ракетный метеорограф, у которого на барабане, приводимом во вращение часовым механизмом, регистрируются атмосферное давление и температура. Прибор укрепляется в головной части ракеты; в высшей точке полета автоматически раскрывается парашют, на котором прибор опускается вниз, производя регистрацию во время спуска. При испытаниях, пока еще немногочисленных, прибор выдерживал ускорения около 50 м/сек*, причем достигалась высота 700 м. Метеорографснаряд А. В и ганда (9) устроен •без часового механизма; показания анероида во время падения парашюта регистрируются фотографически на особом барабане, приводимом во вращение биметаллическим термометром (температура отмечается в функции давления). Следя за опускающимся парашютом посредством теодолита, можно получить сведения а о направлении и скорости ветра. Кроме того было предложено определять ветер больших высот по движению искусственных дымовых облачков (8), получаемых посредством выстрела, или по отклонению пули, направленной вертикально вверх (7). Французы употребляли во время войны шары-пилоты, к которым были прикреплены петарды, взрывавшиеся через заранее установленные промежутки времени и звук которых регистрировался на земле на нескольких станциях (9а). Во всяком случае, высоты свыше 30 км, так же как и глубины более 10 км, до сих пор непосредственно доступны нам не больше, чем луна или другое небесное тело. Однако •есть различные возможности косвенно заключать о составе и состоянии высших слоев атмосферы. Важнейшие из этих теоретических и эмпирических методов и данные, получен-ВЫСШИЕ СЛОИ АТМОСФЕРЫ 195· ные ими, будут обсуждены ниже; при этом некоторые отделы изложены несколько короче, причем дано указание на соответствующие другие обзоры. Природа геофизических проблем такова, что приходится входить в обсуждение многих, рискованных гипотез, разрешение коих пока невозможно. П. РАССЕЯНИЕ В МИРОВОЕ ПРОСТРАНСТВО. Если бы атмосфера вращалась с тою же угл<авой скоростью, как твердая земля, то на окружности радиуса. 42000 км (6,6 земных радиусов) в экваториальной плоскости центробежная сила и сила тяготения уравновешивались бы_ М. Смолуховский (11) исследовал, при каких условиях эта окружность превращается в поверхность, • замкнутую у полюсов. Если положить, что вдоль пограничной поверхности давление всюду одинаково и что внутри нее атмосфера вращается, а вне ее покоится, то поверхность принимает форму сфероида с полярным радиусом 28 000 км: Этот расчет, вошедший в некоторые учебники, имеет, однако, по ряду причин лишь чисто академическое значение" так как на таком расстоянии плотность атмосферы практически равна нулю; подсчет дает там одну молекулу в Объеме куба с ребром в 10 75 км, в то время как расстояние до· некоторых спиральных туманностей равно лишь 10 6 световым годам = 10 19 км. Вопрос, при каких условиях планета в состоянии своим* притяжением компенсировать стремление к расширению своей* атмосферы, нагляднее всего решается представлениями кинетической теории газов (10,12). Тело, вначале покоившееся 5 и притягиваемое к земле с очень далекого расстояния, достигает ее поверхности со скоростью с о = ]/2да=И км/сек (д -ускорение силы тяжести, а -земной радиус). Обратно" тело, удаляющееся от земли со скоростью большей 11 им/век, уйдет от нее по гиперболе и более к ней не вернется. По закону Максвелла-Больцмана о распределении скоростей в воздухе всегда присутствуют молекулы со скоростью большей с 0 , и на достаточно больших высотах (свыше· 800 км) почти все молекулы, летящие от земли, не встретят-