2. Вертикальна будова атмосфери за іншими ознаками

За складом повітря атмосфера ділиться на гомосферу і гетеросферу. У першому з цих шарів, що міститься між земною поверхнею і рівнем 95 км, відносний склад основних газів (азоту, кисню, аргону) і відносна молекулярна маса практично не змінюються з висотою. У гетеросфері (шар вище 95 км) поряд з молекулярним азотом N₂ і киснем O₂ з’являються атомний кисень O і атомний азот N. Тому відносна молекулярна маса повітря в гетеросфері зменшується з висотою.

За цією ж ознакою в атмосфері виділяють озоносферу (20-55 км), в якій зосереджена основна маса озону.

Починаючи з висоти 60-70 км в атмосфері різко збільшується вміст заряджених частинок (іонів та електронів). Внаслідок цього шар атмосфери, розміщений вище за вказаний рівень, називають іоносферою. Вміст іонів тут у багато разів більший ніж у нижніх шарах, не дивлячись на сильну розрідженість повітря. Іони – це заряджені атоми кисню, заряджені молекули закису азоту і вільні електрони. Вміст іонів біля земної поверхні – від декількох сотень до декількох тисяч на 1 см³. З висотою вміст іонів збільшується, особливо в шарах вище 80-100 км. На висотах, приблизно 100 - 400 км вміст іонів становить ~ 10¹⁵ – 10⁶ на 1 см³.

В іоносфері виділяють декілька шарів з максимальною іонізацією, а особливо:

- шар - 100 – 120 км,

- шар - 200 – 400 км.

Так же як і незаряджені частинки, іони в атмосфері постійно переміщуються. Саме завдяки цьому атмосфера володіє електропровідністю, у нижніх шарах малою, у високих – значною. Від ступеня іонізації залежить електропровідність атмосфери. В іоносфері електропровідність повітря у 10¹² разів більша ніж біля земної поверхні.

Радіохвилі поглинаються, заломлюються і відбиваються іоносферою. Хвилі з довжиною 20м взагалі не проходять через іоносферу, вони відбиваються шарами з невеликою концентрацією іонів у нижній частині іоносфери на висоті 70 – 80 км. Середні і короткі хвилі відбиваються вищими іоносферними шарами. Саме, внаслідок відбивання від іоносфери можливий дальній зв’язок на коротких хвилях.

Іонізація в іоносфері відбувається завдяки дії ультрафіолетової радіації Сонця, поглинання цієї радіації молекулами атмосферних газів призводить до виникнення заряджених атомів і вільних електронів.

Поряд із таким поділом атмосфери, розглядають також поділ за ознакою її взаємодії із земною поверхнею, тобто розділяючи на суміжний або граничний шар і вільну атмосферу.

Суміжний шар (висотою до 1,0 -1,5 км) характерний тим, що в ньому чітко проявляється вплив земної поверхні і сил турбулентного тертя. Всередині суміжного шару виділяється приземний шар атмосфери (висотою 50–100 м від земної поверхні). Характерний тим, що на його висотах зберігається цей же характер добового ходу температури повітря, що й біля земної поверхні.

Вільна атмосфера - шар повітря, у якому силами турбулентного тертя можна знехтувати у першому наближенні.

Із всіх розглянутих вище шарів атмосфери найбільш нестійким розподілом метеорологічних величин за висотою виділяється тропопосфера і особливо її нижні шари (суміжний шар і приземний шар).