Согласно новым исследованиям в мощном ионизированном слое имеются зоны, где концентрация свободных электронов до­стигает несколько большей концентрации, чем в соседних сло­ях. Известны четыре такие зоны, которые располагаются на вы­сотах около 60—80, 100—120, 180—200 и 300—400 км. и обозна­чаются буквами D, Е, F1 и F2. При усиливающемся излучении Солнца заряженные частицы (корпускулы) под влиянием маг­нитного поля Земли отклоняются в сторону высоких широт. Войдя в атмосферу, корпускулы усиливают ионизацию газов настолько, что начинается их свечение. Так возникают поляр­ные сияния — в виде красивых многокрасочных дуг, загораю­щихся в ночном небе преиму-щественно в высоких широтах Зем­ли. Полярные сияния сопровождаются сильными магнитными бурями. В таких случаях полярные сияния становятся видимы­ми в средних широтах, а в редких случаях даже в тропической зоне. Так, например, интенсивное сияние, наблюдавшееся 21— 22 января 1957г., было видно почти во всех южных районах на­шей страны.

С помощью фотографирования полярных сияний из двух пунктов, находящихся на расстоянии нескольких десятков ки­лометров, с большой точностью определяется высота сияния. Обычно полярные сияния располагаются на высоте около 100 км., нередко они обнаруживаются на высоте нескольких со­тен километров, а иногда на уровне около 1000 км. Хотя природа полярных сияний выяснена, однако остается ещё много нере­шённых вопросов, связанных с этим явлением. До сих пор не­известны причины многообразия форм полярных сияний.

По данным третьего советского спутника, между высота­ми 200 и 1000 км. днём преобладают положительные ионы рас­щеплённого молекулярного кислорода, т.е. атомарного кисло­рода (О). Советские учёные исследуют ионосферу с помощью искус-ственных спутников серии «Космос». Американские учё­ные изучают ионосферу также с помощью спутников.

Поверхность, разделяющая термосферу от экзосферы, испы­тывает колебания в зависимости от изменения солнечной актив­ности и других факторов. По вертикали эти колебания дости­гают 100—200 км. и более.

3.5. Экзосфера (сфера рассеяния)—самая верхняя часть атмо­сферы, расположена выше 800 км. Она мало изучена. По дан­ным наблюдений и теоретических расчетов температура в экзосфере с высотой возрастает предположительно до 2000°. В от­личие от нижней ионосферы, в экзосфере газы настолько разре­жены, что частицы их, двигаясь с огромными скоростями, почти не встречаются друг с другом.

Еще сравнительно недавно предполагали, что условная гра­ница атмосферы находится на высоте около 1000 км. Однако на основе торможения искусственных спутников Земли установле­но, что на высотах 700—800 км. в 1 см3 содержится до 160 тыс. положи-тельных ионов атомного кислорода и азота. Это дает основание предполагать, что заряженные слои атмосферы про­стираются в космос на значительно большее расстояние.

При высоких температурах на условной границе атмосферы скорости частиц газов достигают приблизительно 12 км/сек. При данных скоростях газы постепенно уходят из области дей­ствия земного притяжения в межпланетное пространство. Это происходит в течение длительного времени. Например, частицы водорода и гелия удаляются в межпланетное пространство в течение нескольких лет.

В исследовании высоких слоев атмосферы богатые данные получены как со спутников серии «Космос» и «Электрон», так и геофизических ракет и космических станций «Марс-1», «Луна-4» и др. Ценными оказались и непосредственные наблюдения кос­монавтов. Так, по фотографиям, сделанным в космосе В. Нико­лаевой-Терешковой, было установлено, что на высоте 19 км. от Земли существует пылевой слой. Это подтвердилось и данными, полученными экипажем космического корабля «Восход». По-ви­димому, существует тесная связь между пылевым слоем и так называемыми перламутровыми облаками, иногда наблюдаемы­ми на высотах около 20—30 км.

3.6. Из атмосферы в космическое пространство. На высоте порядка 2000 – 3000 км. экзосфера переходит в земную корону, прослеживающуюся до высоты более 20 000 км. и образованную «ускользнувшими» из экзосферы частицами водорода. Прежние предпо­ложения, что за пределами атмосферы Земли, в межпланетном пространстве, газы очень разрежены и концентрация частиц не превышает нескольких единиц в 1 см3, не оправдались. Исследования показали, что околоземное пространство заполнено заряженными частицами. На этой основе была выдвинута гипотеза о существовании зон вокруг Земли с заметно повышенным содержанием заряжённых частиц, т.е. поясов радиации — внут­реннего и внешнего. Новые данные помогли внести уточнения. Оказалось, что между внутренним и внешним поясами радиации также имеются заряженные частицы. Число их меняется в зависимости от геомагнитной и солнечной активности. Таким образом, по новому предположению вместо поясов радиации существуют зоны радиации без четко выраженных границ. Границы радиационных зон изменяются в зависимости от солнечной ак­тивности. При её усилении, т.е. когда на Солнце появляются пятна и струи газа, выбрасывающиеся на сотни тысяч километ­ров, возрастает поток космических частиц, которые и питают радиационные зоны Земли.

Радиационные зоны опасны для людей, совершающих полёты на космических кораблях. Поэтому перед полетом в космос определяется состояние и положение радиационных зон, а орби­та космического корабля выбирается с таким расчетом, чтобы она проходила вне областей повышенной радиации. Однако высокие слои атмосферы, как и близкое к Земле космическое пространство, ещё мало исследованы.

В исследовании высоких слоев атмосферы и околоземного пространства используются богатые данные, получаемые со спутников серии «Космос» и космических станций.

Высокие слои атмосферы менее всего изучены. Однако со- временные методы её исследования позволяют надеяться, что в ближайшие годы человек будет знать многие детали строения атмосферы, на дне которой он живет.

Заключение.

Погода и климат оказывают непосредственное влияние на жизнь и деятельность человека. Неисчислимы бедствия, наносимые разбушевавшейся стихией. Снежные заносы, метели, ураган­ные ветры, ливни, грозы, градобития, засухи, суховеи, пыльные бури и много других опасных явлении погоды порой надолго вы­водят из строя большие хозяйственные объекты, нарушают уста­новившийся порядок и ритм жизни целых городов и сёл.

Поэтому понятен тот возрастающий интерес и внимание, кото-рое уделяется изучению и познанию причин, определяющих раз­витие различных атмосферных процессов, и особенно опасных явлений погоды. При этом человек стремится не только познать, но и научиться правильно предвидеть ожидаемый характер пого­ды в течение различных промежутков времени и с различной за-благовременностью.

Изучение и правильное объяснение развивающихся в атмо- сфере процессов потребовало длительных и напряжённых усилий человечества. Прошло много времени с тех пор, как люди, изба­вившись от суеверного страха, перестали видеть в грозных явле­ниях погоды проявление могущества сверхъестественных сил и начали пытливо следить за её изменениями. Постепенно овладе­вая тайнами природы и выявляя зависимости между различными явлениями погоды, они стремились определить причины, по­рождающие эти явления, и установить связь их с физическими законами, т.е. создать науку об атмосфере и процессах, в ней происходящих. Эта наука получила название метеорология или физика атмосферы.