Атмосфера однородная

Атмосфе'ра одноро'дная, условная атмосфера, в которой с высотой плотность воздуха не меняется, а давление линейно убывает. Высота А. о. Земли при температуре у её поверхности 0°С должна быть 8000 м. Температура А. о. уменьшается при подъёме на каждые 100 м на 3,42°С. Понятие А. о. используют в теоретической метеорологии.

Атмосфера стандартная

Атмосфе'ра станда'ртная международная (МСА), условная атмосфера, в которой распределение давления с высотой в земной атмосфере получается из барометрической формулы при определённых предположениях о распределении температуры по вертикали; служит для градуировки альтиметров (высотомеров). Для А. с. принимают следующие условия: давление на среднем уровне моря при f = 15°C равно 1013мб (101,3 кн/м² или 760 мм рт. cm.), температура уменьшается по вертикали с увеличением высоты (вертикальный градиент) на 6,5°С на 1 км до уровня 11 км (условная высота начала стратосферы), где температура становится равной —56,5 °С и почти перестаёт меняться (см. рис.).

Распределение давления р, температуры t и плотности r в Международной стандартной атмосфере; р и r — Давление и плотность на уровне моря.

Атмосферики

Атмосфе'рики, электрические сигналы, создаваемые радиоволнами, излучаемыми разрядами молний. Вблизи земной поверхности происходит около 100 разрядов молний в 1 сек. Поэтому в любой точке земного шара можно практически непрерывно регистрировать А. При радиоприёме на слух А. воспринимаются как шорохи или характерные свисты, создающие атмосферные помехи радиоприёму. Разряд молнии имеет 2 стадии: предразряд и основной разряд, различающиеся силой тока и спектром излучаемых радиоволн (см. рис.). Основной разряд излучает сверхдлинные волны, а предразряд — длинные волны, средние волны и даже короткие волны. Максимум энергии А. лежит в области частот порядка 4—8 кгц. Если А. создаются местными грозами, то их спектр определяется только спектром излучения грозового разряда. Если же источник — удалённая гроза, то спектр определяется также и условиями распространения радиоволн от очага грозы до радиоприёмного устройства.

  Некоторые А. воспринимаются на слух как сигналы, частота которых непрерывно уменьшается. Такие А. называются свистящими. Их особенность связана с механизмом распространения сверхдлинных волн. При распространении таких волн в волноводе, образованном нижней границей ионосферы и поверхностью Земли, происходит частичное «просачивание» их через ионосферу. Просочившиеся волны, распространяясь вдоль силовых линий магнитного поля Земли, удаляются от поверхности Земли на десятки тыс. км и затем снова возвращаются к Земле. Скорость их распространения зависит от частоты, высокочастотные составляющие сигнала распространяются с большей скоростью и приходят раньше. Это и приводит к возникновению на выходе приёмного устройства характерного свиста, высота тона которого непрерывно меняется.

  Исследования А. дают сведения о механизме распространения сверхдлинных волн, а также о свойствах самых нижних и очень высоких областей ионосферы, в которых распространяются А. Для расчётов линий радиосвязи построены специальные карты и номограммы, по которым можно определить уровень А. в каждой точке Земли.

  Лит.: Альперт Я. Л., Распространение радиоволн и ионосфера, М., 1960; Долуханов М. П., Распространение радиоволн, 2 изд., М., 1960; Краснушкин П. Е., Атмосферики, в кн.: Физический энциклопедический словарь, т. 1, М., 1960, с. 100—102.

  М. Б. Виноградова.

Спектр радиоволн, излучаемых разрядом молнии; сплошная линия — спектр основного разряда, точечный пунктир — спектр предразряда, штриховой пунктир — суммарный спектр; f — частота радиоволн, Е — напряжённость электрического поля волны.

Атмосферная акустика

Атмосфе'рная аку'стика, раздел акустики, в котором изучаются распространение и генерация звука в реальной атмосфере и исследуется атмосфера акустическими методами. А. а. как метод исследования является также разделом физики атмосферы. Изучение распространения звука в атмосфере началось с зарождения акустики. В конце 17 —18 вв. У. Дарем (Англия) изучал зависимость скорости звука от скорости ветра, Бьянкони (Италия) и Ш. М. Кондамин (Франция) изучали влияние температуры на скорость звука. Большой вклад в исследования распространения звука в неоднородной движущейся среде внесли советские учёные Н. Н. Андреев и И. Г. Русаков (1934), Д. И. Блохинцев (1947).

  Распространение звука в свободной атмосфере имеет ряд особенностей. Звуковые волны благодаря теплопроводности и вязкости воздуха поглощаются тем сильнее, чем выше частота звука и чем меньше плотность атмосферы. Поэтому резкие вблизи звуки выстрелов или взрывов на больших расстояниях становятся глухими. Неслышимые же звуки очень низких частот (т. н. инфразвуковых) с периодами от нескольких сек до нескольких мин затухают мало и могут распространяться на тысячи км и даже огибать несколько раз земной шар. Это даёт возможность, например, обнаруживать ядерные взрывы, являющиеся мощным источником таких волн.

  Важные задачи А. а. связаны с явлениями, возникающими при распространении звука в атмосфере, которая представляет собой с точки зрения акустики движущуюся неоднородную среду. Температура и плотность атмосферы уменьшаются с увеличением высоты; на больших высотах температура снова возрастает. На эти регулярные неоднородности накладываются зависящие от метеорологических условий изменения значений температуры и ветра, а также их случайные турбулентные пульсации различных масштабов. Т. к. скорость ветра определяется температурой воздуха и звук «сносится» ветром, то все перечисленные неоднородности сильно влияют на распространение звука. Возникает искривление звукового луча — рефракция звука, в результате чего наклонный звуковой луч может вернуться к земной поверхности, образуя акустические зоны слышимости и зоны молчания, происходит рассеяние и ослабление звука на турбулентных неоднородностях, сильное поглощение звука на больших высотах и т. д.

  Сложную обратную задачу приходится решать при акустическом зондировании атмосферы. Распределение температуры и ветра на больших высотах определяют по измерениям времени и направления прихода звуковых волн от наземных взрывов или взрывов бомб, сбрасываемых с ракеты. При исследовании турбулентности определяют температуру и скорость ветра, измеряя время распространения звука на небольших расстояниях; для получения необходимой точности пользуются ультразвуковыми частотами.

  Большое значение получила проблема распространения промышленных шумов, в особенности ударных волн, возникающих при движении сверхзвуковых реактивных самолётов. Если атмосферные условия благоприятствуют фокусировке этих волн, то у земной поверхности давления могут достичь значений, опасных для сооружений и здоровья людей.