НОВОСТИ    БИБЛИОТЕКА    ССЫЛКИ    О САЙТЕ




предыдущая главасодержаниеследующая глава

Глава третья. Тропосфера и ее влияние на распространение радиоволн

§ 3.1. Состав и строение атмосферы

С точки зрения распространения радиоволн атмосферу разделяют на три области: тропосферу (от поверхности Земли до 10÷15 км), стратосферу (от 10÷15 до 60 км) и ионосферу (от 50÷60 км примерно до (15÷20)·103 км) [10].

В состав атмосферы входят молекулярный азот (78% по объему), молекулярный кислород (21% по объему), пары воды и другие примеси (водород, аргон, углекислый газ, озон).

Состав атмосферы до высоты 100 км такой же, как у поверхности Земли. Только содержание паров воды резко убывает с высотой и зависит от метеорологических условий.

На высотах более 100 км под действием солнечной радиации происходит диссоциация кислорода и азота и появляются атомарные составляющие этих газов. Здесь газы не перемешиваются и располагаются по высоте в соответствии с их молекулярным весом (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Схема газового состава атмосферы
Рис. 3.1. Схема газового состава атмосферы

Кроме того, начиная с высоты примерно 60 км, газы в атмосфере ионизированы, имеется значительное количество свободных электронов и ионов.

Плотность атмосферы NM характеризуется числом молекул, содержащихся в 1 м3 воздуха на данной высоте над уровнем моря, и связана с давлением р в паскалях и абсолютной температурой Т соотношением


где k = 1,38·10-23 Дж/град - постоянная Больцмана. При постоянной температуре плотность атмосферы изменяется с высотой так же, как атмосферное давление. В однородной по составу атмосфере при постоянной температуре давление меняется с высотой по барометрической формуле


где p0 - давление вблизи поверхности Земли, Па; М - масса грамм-молекулы газа; g - ускорение силы тяжести; R = 8,32 Дж/град × моль - универсальная газовая постоянная; Т - абсолютная температура.

В действительности температура и состав атмосферы меняются с высотой, что приводит к отклонению распределения давления и плотности по высоте от барометрической формулы. График изменения температуры и плотности атмосферы с высотой приведен на рис. 3-2.

Рис. 3.2. График изменения температуры и плотности атмосферы с высотой
Рис. 3.2. График изменения температуры и плотности атмосферы с высотой

В тропосфере температура убывает с высотой, так как в этой области нагревание воздуха происходит за счет нагретой солнцем Земли. Обычно температура убывает на 5÷6°С на километр. Но иногда на небольших интервалах высот наблюдается местное возрастание температуры с высотой, называемое температурной инверсией. Прекращением падения температуры и характеризуется верхняя граница тропосферы. Вплоть до высоты порядка 25 км температура остается постоянной, равной примерно 220°К (-53°К). Начиная с этой высоты, температура повышается, достигая максимума на высоте 50÷60 км, затем снова понижается вплоть до высоты около 80 км и после этого второго минимума плавно возрастает, достигая значений 1000÷1200°К на высоте 500÷600 км. Возрастание температуры с высотой в области ионосферы объясняется тем, что молекулы газа приобретают кинетическую энергию непосредственно за счет излучения Солнца. Максимум в кривой распределения температур, соответствующий высоте 50÷60 км, объясняется присутствием озона на этой высоте. Озон интенсивно поглощает ультрафиолетовое излучение Солнца в диапазоне волн около 0,2 мкм, что и приводит к повышению температуры в этой части атмосферы.

Влажность атмосферы определяется содержанием водяных паров. Абсолютной влажностью атмосферы называют парциальное давление водяных паров рп. Относительная влажность атмосферы S пропорциональна абсолютной влажности и выражается в процентах:


где Es - давление водяных паров, насыщающих пространство при заданной температуре, определяемое по специальным таблицам [16].

Электрические параметры тропосферы определяются давлением, температурой и влажностью, которые меняются с изменением метеорологических условий. Для удобства проведения расчетов распространения радиоволн в тропосфере вводят понятие нормальной тропосферы. Параметры нормальной тропосферы соответствуют среднему состоянию тропосферы:

атмосферное давление у поверхности Земли р0 = 0,10 МПа, с увеличением высоты уменьшается на 12 к Па/км;

температура у поверхности Земли T = 288°К, с увеличением высоты уменьшается на 5,5 град/км;

относительная влажность S = 60% и не меняется с высотой.

Высота нормальной тропосферы принята равной 11 км.

предыдущая главасодержаниеследующая глава


ИНТЕРЕСНО:
  • Отечественный персональный компьютер 'Эльбрус-401 РС' пошёл в серийное производство
  • Появился первый официально признанный «полностью российский чип»
  • 'Ангстрем' представил полностью отечественную линейку изделий силовой электроники
  • Samsung первой в мире запустила производство 10-нанометровых чипов
  • На базе российского процессора КОМДИВ-64 создан защищенный компьютер для военных
  • Названа цена разработки российских процессоров «Эльбрус»
  • В России разработан микроконтроллер «электронного мозга» для транспорта и робототехники
  • «Ангстрем» разработал уникальные космические транзисторы
  • Микрон вошёл в ОЭЗ с проектами производства чипов 65-45-28 нм и собственной территорией
  • Основной российский производитель электролитических конденсаторов получил 280 млн на новый импортозамещающий проект
  • В Томске разработана технология синтеза вещества для производства прозрачной электроники
  • У нас тут своя архитектура
  • Роберт Бауэр - создатель SAGFET-транзисторов
  • В России выпустили 6-ядерный 40-нм процессор
  • После 4 лет простоя Егоршинский радиозавод модернизирует производство
  • Завод радиоэлектроники открыт 'Микраном' в Томске
  • Джек Сент Клер Килби - изобретатель интегральных схем






  • © Сенченко Антонина Николаевна, Злыгостев Алексей Сергеевич, 2010-2017
    При копировании обязательна установка активной ссылки:
    http://rateli.ru/ 'rateli.ru: Радиотехника'