Свойства среды и ее неоднородностей Студент 688 гр

Свойства среды и ее неоднородностей Студент 688 гр. Ситников А. О.

Деление атмосферы на слои. Основные свойства атмосферы и ближнего космоса. • 1. 2. 3. 4. 5. Параметры, определяющие деление атмосферы на слои: Распределение температуры с высотой. Газовый состав и наличие заряженных частиц. Характер взаимодействия с земной поверхностью. Влияние атмосферы на летательные аппараты. Влияние магнитного поля на состояние атмосферы.

Плазма и ее характеристики в природе. • Плазма — частично или полностью ионизированный газ, в котором плотности положительных и отрицательных зарядов практически одинаковы. • Плазма иногда называется четвёртым агрегатным состоянием вещества. • «Ионизированный» означает, что от электронных оболочек значительной части атомов или молекул отделён по крайней мере один электрон. Присутствие свободных электрических зарядов делает плазму проводящей средой, что обуславливает её заметно большее (по сравнению с другими агрегатными состояниями вещества) взаимодействие с магнитным и электрическим полями.

Плазма и ее характеристики в природе. • Среди характеристик выделяют: 1. Температура 2. Степень ионизации α определяется как α = ni/(ni + na), где ni —концентрация ионов, na — концентрация нейтральных атомов. 3. Плотность 4. Квазинейтральность

Ионосфера, радиационные пояса, межпланетная плазма. Неоднородная структура атмосферы ионосферы и космической среды. На различных высотах в атмосфере происходят последовательно процессы диссоциации различных молекул и последующая ионизация различных атомов и ионов. В основном это молекулы кислорода О 2, азота N 2 и их атомы. В зависимости от интенсивности этих процессов раз-личные слои атмосферы, лежащие выше 60 -ти километров, называются ионосферными слоями, а их совокупность ионосферой.

Ионосфера, радиационные пояса, межпланетная плазма. Неоднородная структура атмосферы ионосферы и космической среды.

Ионосфера, радиационные пояса, межпланетная плазма. Неоднородная структура атмосферы ионосферы и космической среды. • • Магнитосфе ра — область пространства вокруг небесного тела, в которой поведение окружающей тело плазмы определяется магнитным полем этого тела. Радиационный пояс — область магнитосфер планет, в которой накапливаются и удерживаются проникшие в магнитосферу высокоэнергичные заряженные частицы (в основном протоны и электроны). – внутренний радиационный пояс на высоте ~ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов с энергией в десятки Мэ. В; – внешний радиационный пояс на высоте ~ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов с энергией в десятки кэ. В.

Ионосфера, радиационные пояса, межпланетная плазма. Неоднородная структура атмосферы ионосферы и космической среды. • Межпланетная среда - плазма, нейтральный газ, пыль, ускоренные частицы и магнитные поля, заполняющие околосолнечное пространство. Основным компонентом межпланетной среды является солнечный ветер - сверхзвуковой поток плазмы, возникающий в солнечной короне. Область, заполненная солнечным ветром, называется гелиосферой. Положение границы гелиосферы определяется балансом динамических давлений солнечного ветра и межзвёздной среды. Схема гелиосферы: 1 - Солнце; 2 - область солнечного ветра; 3 - граница гелиосферы (ударная волна); 4 - граница, разделяющая поток плазмы солнечного происхождения и поток межпланетной плазмы (контактный разрыв); 5 - ударная волна в межзвёздной плазме; 6 - поток межзвёздной плазмы (в системе координат, связанной с Солнцем). Стрелками показано направление течения плазмы, широкая стрелка указывает направление движения Солнца относительно межзвёздной среды.

Статистическое описание неоднородностей турбулентной атмосферы. Характеристики турбулентной атмосферы. • • Турбулентность атмосферы — беспорядочные вихревые движения небольших масс воздуха, непрерывно изменяющихся по своему составу. Каждая частица воздуха участвует одновременно как в этих движениях, так и в ламинарном переносе определённого слоя атмосферы. Частицы воздуха, переносимые вихрями из одного слоя атмосферы в другой, приносят с собой свойства, присущие слою, из которого они вышли. В приземном слое турбулентность атмосферы резко ослабляется с приближением к земной поверхности. В этом слое интенсивность турбулентности атмосферы возрастает от величин, характерных для молекулярных процессов в пограничном слое толщиной несколько см, до величин, в десятки и сотни тысяч раз больших на высоте 30— 40 м.

Статистическое описание неоднородностей турбулентной атмосферы. Характеристики турбулентной атмосферы. • • Турбулентность возникает вследствие (аэро) гидродинамической неустойчивости ламинарного течения, которое теряет устойчивость и превращается в турбулентное, когда так называемое Рейнольдса число Re = l u/n превзойдёт некоторое критическое значение Rekp, где l и u — характерные длина и скорость в рассматриваемом течении, n — кинематический коэффициент вязкости. По экспериментальным данным, в прямых круглых трубах при наибольшей возможной степени возмущённости течения у входа в трубу Rekp » 2300 (здесь l — диаметр трубы, u — средняя по сечению скорость). Уменьшая степень начальной возмущённости течения, можно добиться затягивания ламинарного режима до значительно больших Rekp, например в трубах до Rekp » 50 000. Аналогичные результаты получены для возникновения турбулентности в пограничном слое.

Микроструктура турбулентности атмосферы. Экспериментальные данные и гипотезы Колмогорова. •

Микроструктура турбулентности атмосферы. Экспериментальные данные и гипотезы Колмогорова. •

Спасибо за внимание.