3. Высокие слои. Аэрономия

Атмосферные процессы вблизи земной поверхности и в ниж­них 30—40 км атмосферы особенно важны с практической точки зрения и наиболее изучены. Но и высокие слои атмосферы, отдаленные от земной поверхности на десятки и тысячи километров, приобрели большое практическое значение. В связи с практиче­скими потребностями радиосвязи и освоения космического про­странства в мирных целях последнее время высокие слои атмосфе­ры изучаются необычайно интенсивно, особенно с помощью спутников.

В высоких слоях происходит поглощение ультрафиолетового и корпускулярного солнечного излучения, которое вызывает раз­личные фотохимические реакции разложения нейтральных га­зовых молекул на электрически заряженные атомы. Поэтому вы­сокие слои сильно ионизированы и обладают очень большой электропроводностью. В этих слоях наблюдаются такие явления, как полярные сияния и постоянное свечение воздуха, создающие так называемый ночной свет неба; электрическое состояние вы­соких слоев определяет условия распространения радиоволн, в них происходят сложные микрофизические процессы, связанные с космическим излучением. Бур­ное развитие этого направления в последние годы привело к вы­делению учения о физических (и химических) процессах в высоких слоях атмосферы в особую научную дисциплину, получившую назва­ние аэрономии (или физики верхней атмосферы).

4. Погода

В атмосфере происходят многообразные физические процес­сы, непрерывно изменяющие ее состояние. Физическое состояние атмосферы у земной поверхности и в нижних 30—40 км в данный момент времени называется погодой. Погода характеризуется ме­теорологическими величинами (температура, давление, влажность воздуха, ветер, облачность, атмосферные осадки) и атмосферны­ми явлениями (гроза, туман, пыльная буря, метель и др.). Изме­нения погоды у земной поверхности оказывают влияние на очень многие области хозяйственной деятельности человека и особен­но на сельское хозяйство. Погода в более высоких слоях влияет на работу авиации. Атмосферные процессы на разных высотах связаны между собой, поэтому для понимания причин изменения погоды у земной поверхности необходимо изучать всю толщу ат­мосферы, по крайней мере до 30—40 км.

5. Климат

В любом месте земли погода в разные годы меняется по-раз­ному. Однако при всех различиях отдельных дней, месяцев и лет каждую местность можно характеризовать вполне определенным климатом.

Локальным климатом называют совокупность атмосферных условий за многолетний период, присущую данной местности в зависимости от ее географической обстановки. Под географической обстановкой подразумевается не только по­ложение местности, т.е. широта, долгота и высота над уровнем моря, но и характер земной поверхности, орография, почвенный покров и др. Кроме периодических изменений (сезоны) совокупность атмосферных условий несколько изменяется от года к году. Это так называемая межгодовая изменчивость атмосфер­ных условий.

Фактические данные показывают, что до XX в. чередова­ние атмосферных условий в конкретных районах в пределах от нескольких десятков до нескольких сотен лет меняется лишь в самых малых пределах, причем изменения часто носят ха­рактер колебаний. Величина многолетних колебаний оказывается значительно меньше межгодовой изменчивости атмосферных ус­ловий.

От несколь­ких десятков до нескольких сотен лет локальный климат обладает определенной устойчивостью. Поэтому он и является одной из физи­ко-географических характеристик местности, одной из составляю­щих географического ландшафта.

В XX в. хозяйственная деятельность человека достигла та­кого масштаба, что стала влиять на глобальный климат и устой­чивость локальных климатов. История климатов прошлого показывает, что в масштабах време­ни от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч лет клима­тические изменения становятся очень большими. Так, например, было во время переходов глобальной климатической системы от ледниковых периодов к межледниковьям и обратно.