Страница:БСЭ-1 Том 53. Стратиграфия - Телец (1946).pdf/11

Эта страница не была вычитана

ними слоями, в то время как физические процессы, связанные с конденсацией, образованием облаков и пр., развёртываются в тропосфере. Совершенно иных взглядов придерживается норвежская школа, к-рой принадлежит ведущая роль в современной метеорологии (Бержерон, Бьеркнес, Сольберг, Пальмен). На основании зондовых и радиозондовых подъёмов метеорологи норвежской школы приходят к заключению, что температурные волны в С. обусловливаются процессами, происходящими’ в тропосфере. Именно, сильные вхождения тепловых или холодных масс в области тропосферы вызывают вторичные волны в С. с соответствующим сдвигом фазы.

Существуют ещё и другие причины возникновения стратосферных волн, связанные с динамическими факторами; именно, большие температурные изменения в С. могут происходить вследствие вертикальных перемещений воздушных масс, вызванных соответствующим сжатием или расширением воздуха в тропосфере. Особенно большое значение эти температурные изменения в С. могут принимать благодаря большому вертикальному градиенту потенциальной температуры (см.) в С. Спор между сторонниками той и другой теории не может считаться окончательно решённым. Однако, если даже стать на Точку зрения учёных норвежской школы, всё же необходимо признать, что, раз возникнув, стратосферные возмущения могут в свою очередь оказывать влияние на процессы, происходящие в тропосфере. Повидимому, С.

•оказывает стабилизирующее действие, поглощая часть энергии, развиваемой сильными тропосферными возмущениями, ибо благодаря (приблизительному) постоянству температуры слой С. должен оказывать чрезвычайно сильное сопротивление вертикальным колебаниям воздушных масс в тропосфере, происходящим при вхождении тёплых и холодных волн. С. представляет собой как бы эластичный слой, «заглушающий» колебания нижних слоёв.

Методы исследова ни я С. и метеорологические элементы в С. Многочисленные подъёмы зондов и радиозондов позволили составить более или менее ясное представление о распределении метеорологии, элементов в нижних слоях С. Однако наибольшие высоты, достигнутые при таких подъёмах, не превышают 30—36 км. До этих высот температура стратосферы остаётся постоянной. Эти слои понимаются как стратосфера в узком, смысле слова.

Что касается слоёв, расположенных выше 36 км, то исследование их возможно лишь косвенными методами. Одним лз таких методов исследования высоких слоёв является метод, — основанный на изучении распространения звука. Если понижение температуры сменяется возрастанием с высотой, то происходит отражение звуковых волн от слоя повышенной температуры, и на земной поверхности должны возникать зоны неслышимости, чередующиеся с зонами слышимости. Это действительно наблюдается при систематич. исследованиях распространения слышимости взрывов. Эти явления могут быть объяснены существованием большой температурной инверсии (см.) на высоте больше 40 км. — Другой причиной отражения звуковых волн может быть уменьшение молекулярного ве 20

са воздуха под озонным слоем. Молекулы озона О3 могут образовываться в результате соединения молекулярного кислорода О2 с атомами О. Образование атомного кислорода вызывается диссоциацией О2 — >0  — J  — 0 под действием ультрафиолетовых лучей солнца.

Наибольшая концентрация озона имеет место на высотах 20—30 км, и можно думать, что выше озонного слоя кислород находится в диссоциированном состоянии. Соответствующее этому уменьшение среднего молекулярного веса воздуха достаточно для отражения звуковых волн. — Присутствие атомного кислорода на высотах более 100 км доказывается анализом спектров полярных сияний (см.) и свечения ночного неба (см. Неба ночного свечение). Этим путём установлено, что воздух на высотах 100 и более км состоит в основном из азота и кислорода, как и в тропосфере. Однако диссоциирующее действие ультрафиолетовых и корпускулярных лучей солнца приводит к тому, что, в отличие от тропосферы, эти газы находятся не только в молекулярном, но и в атомном состоянии. — Упомянутые лучи вызывают также сильную ионизацию газов на больших высотах. Слои ионизованного газа отражают радиоволны, чем создаётся возможность радиосвязи на большие расстояния. Наблюдения за отражением радиоволн обнаружили наличие нескольких ионизированных слоёв (ионосфера): слой F на высоте 200—250 км, слой Е (слой Кеннели Хевисайда) — 100—120 км, слой D — на высоте 50—70 км. — Суждение о плотности и температуре высоких слоёв С. можно составить по изменению яркости неба во время сумерек и путём изучения светящихся метеорных следов. Полученные данные свидетельствуют о значительном увеличении температуры в верхних слоях С. (60—100 км и выше). — Наблюдаемые иногда в сумерки светящиеся или так наз. серебристые облака на высотах до 80 км показывают наличие значительных и регулярных воздушных течений на этих высотах. Состав серебристых облаков до сих пор твёрдо не установлен. — Загадочным также является наличие в С. паров натрия, установленное на высотах порядка 70 км методом фотографирования спектров сумеречного неба. Неизвестно, попадают ли пары натрия в эту область С. из мирового пространства или же из тропосферы из морской воды. В последнем случае пришлось бы допустить наличие мощной вертикальной конвекции в С., захватывающей область до 70 км. — Наличие интенсивного вертикального перемешивания в С. противоречит прежним представлениям, лежащим в основе учения о С., как области лучистого равновесия (см. выше). Но при отсутствии вертикального перемешивания следовало бы ожидать равномерного уменьшения среднего молекулярного веса воздуха в С. с высотой и преобладания в самых верхних слоях С. лёгких газов, что противоречит данным о составе, полученным из спектров полярных сияний и ночного неба. Этим путём, в частности, твёрдо установлено отсутствие даже следов водорода’ в верхних слоях G.

Приходится представлять себе С. как вертикально перемешанную область, но механизм перемешивания не ясен, хотя он заведомо должен быть отличен от вертикального