Fizica atmosferei

Fizica atmosferică este ramura geofizicii și a științelor atmosferice care studiază atmosfera planetelor gazoase și în special atmosfera terestră și fenomenele acesteia, încadrându-se astfel în științele atmosferei . Fizicienii atmosferici încearcă să creeze un model matematic al atmosferei Pământului și al altor planete folosind ecuațiile dinamicii fluidelor , modelelor chimice, echilibrului radiațiilor și proceselor de transfer radiativ și convectiv al energiei în atmosferă, elemente ale teoriei împrăștierii ., Modele de propagare a undelor , fizica norilor , termodinamica atmosferei, mecanica statistică și statisticile spațiale . Fizica atmosferei este strâns legată de meteorologie și climatologie și include, de asemenea, proiectarea și construcția de instrumente pentru studiul atmosferei și interpretarea datelor obținute, inclusiv instrumente pentru teledetecție .

Descriere

Fluxuri radiative în atmosfera terestră

Radiații

Convecție

Debit turbulent

Același subiect în detaliu: Transfer radiativ și convecție .

Soarele emite radiații electromagnetice la diferite frecvențe ( radiații solare ), cu toate acestea energia maximă este emisă în domeniul luminii vizibile care are o lungime de undă cuprinsă între 0,4 și 0,7 micrometri. Lungimile de undă mai scurte sunt tipice părții ultraviolete (UV) a spectrului, în timp ce lungimile de undă mai lungi sunt grupate în partea infraroșie a spectrului. Ozonul este deosebit de util în absorbția radiațiilor de aproximativ 0,25 micrometri. Acest lucru crește temperatura stratosferei din apropiere. O parte din radiația solară care ajunge pe Pământ este reflectată parțial de suprafața Pământului. Această reflecție se numește albedo . Zăpada reflectă 85% din radiații, nisipul reflectă 25%, apa doar 5% din radiații. Cu cât unghiul dintre atmosferă și razele soarelui este mai înclinat, cu atât este mai probabil ca energia să fie reflectată sau absorbită chiar de atmosferă. ^[1]

Dinamica geofluidelor

Același subiect în detaliu: Meteorologia dinamică .

Studiul fizico-matematic al fluxurilor pe scară largă (de exemplu, scara sinoptică și mezoscală ) este subiectul studiului prin dinamica fluidelor aplicată sistemului terestru, adică dinamica geofluidelor care utilizează pe larg ecuațiile primitive ale mișcărilor climatice derivate în mare parte din ecuații al lui Navier Stokes .

Fizica norilor

Același subiect în detaliu: Microfizică .

Nor de vapori de apă

Fizica norilor (numită și microfizică) se ocupă cu studiul proceselor care duc la formarea, creșterea (norii „fierbinți”) și precipitarea norilor.

Norii sunt compuși din picături microscopice de apă (nori „fierbinți”), cristale subțiri de gheață sau ambele (nori cu fază mixtă). În condiții adecvate, picăturile se combină pentru a forma precipitații, timp în care pot ajunge pe pământ. Mecanica precisă a modului în care se formează și crește un nor nu este pe deplin cunoscută, dar oamenii de știință au dezvoltat teorii care pot explica structura norilor prin studierea microfizicii picăturilor individuale. Dezvoltările în tehnologia radar și prin satelit au permis, de asemenea, studiul precis al norilor pe scară largă.

Electricitate atmosferică

Fulger care pleacă dintr-un nor și ajunge pe pământ prin circuitul electric global atmosferic.

Electricitatea atmosferică constă din variațiile zilnice regulate ale circuitului electromagnetic atmosferic al Pământului (sau, într-un sens mai larg, fiecare sistem electric al planetelor din straturile lor de atmosferă). Suprafața pământului, ionosfera și atmosfera sunt cunoscute sub numele de circuit electric atmosferic global . Cea mai evidentă manifestare a electricității atmosferice este fulgerul ; aceștia descarcă 30.000 de amperi , la peste 100 de milioane de volți , și emit lumină , unde radio , raze X și chiar raze γ ^[2] . Plasma generată de fulgere poate atinge temperaturi de 28.000 K, iar densitatea electronilor poate depăși valoarea de 10 ²⁴ / m³.

Centre de cercetare

În Italia , cercetările sunt efectuate în principal de Institutul de Științe Atmosferice și Climatice (ISAC) . În Marea Britanie , studiile atmosferice sunt susținute de Met Office . Diviziile SUA ale Administrației Naționale Oceanice și Atmosferice (NOAA) (renumit este Laboratorul de dinamică a fluidelor geofizice (GFDL) ) coordonează proiecte de cercetare și dezvoltarea de modele meteorologice și climatice bazate pe fizica atmosferică. În Statele Unite , Centrul Național de Cercetări Atmosferice (NCAR) este, de asemenea, implicat în cercetarea științei atmosferice, în timp ce Centrul Național de Astronomie și Ionosferă (NAIC) efectuează, de asemenea, studii asupra atmosferei superioare.

Notă

^ Universitatea iezuiților Wheeling. Explorarea mediului: amenințarea UV. Arhivat la 30 august 2007 la Internet Archive .
^ NASA. Emisia de raze gamma datorită fulgerului.

Elemente conexe

Alte proiecte

Wikimedia Commons conține imagini sau alte fișiere despre fizica atmosferică

Portalul de fizică

Portal de meteorologie

[1] Universitatea iezuiților Wheeling. Explorarea mediului: amenințarea UV. Arhivat la 30 august 2007 la Internet Archive .

[2] NASA. Emisia de raze gamma datorită fulgerului.

[1]

[2]