МЕЗОСФЕ́РА

МЕЗОСФЕ́РА (от ме­зо... и сфе­ра), слой ат­мо­сфе­ры, ле­жа­щий ме­ж­ду стра­то­сфе­рой и тер­мо­сфе­рой на вы­со­тах от 50–55 км до 85–100 км над уров­нем мо­ря. Ха­рак­те­ри­зу­ет­ся по­ни­же­ни­ем темп-ры с вы­со­той от зна­че­ний –20... +10 °C в ок­ре­ст­но­сти стра­то­пау­зы до зна­че­ний –70... –130 °C в ок­ре­ст­но­сти ме­зо­пау­зы. Часть ат­мо­сфе­ры, вклю­чаю­щую стра­то­сфе­ру и М., на­зы­ва­ют сред­ней ат­мо­сферой.

Те­п­ло­вой ре­жим М. оп­ре­де­ля­ет­ся лу­чи­стым те­п­ло­об­ме­ном и пе­ре­но­сом те­п­ла вер­ти­каль­ны­ми и го­ри­зон­таль­ны­ми по­то­ка­ми воз­ду­ха. В верх­ней М. к этим ме­ха­низ­мам те­п­ло­пе­ре­но­са до­бав­ля­ет­ся тур­бу­лент­ная и мо­ле­ку­ляр­ная те­п­ло­про­вод­но­сти. Вклад в те­п­ло­вой ба­ланс верх­ней М. вно­сят так­же эк­зо­тер­мич. хи­мич. ре­ак­ции с уча­сти­ем ато­мов во­до­ро­да и ки­сло­ро­да. Во вне­тро­пич. ши­ро­тах темп-ра ниж­ней М. ле­том вы­ше, чем зи­мой (за счёт по­гло­ще­ния сол­неч­ной ра­диа­ции озо­ном); темп-ра верх­ней М., на­обо­рот, ле­том ни­же, чем зи­мой (бла­го­да­ря цир­ку­ля­ции воз­ду­ха). Слой ат­мо­сфе­ры, вклю­чаю­щий верх­нюю М. и ме­зо­пау­зу, – са­мый хо­лод­ный в ат­мо­сфе­ре. По­сту­п­ле­ние те­п­ла за счёт ра­диа­ции здесь от­но­си­тель­но не­ве­ли­ко (в ча­ст­но­сти, из-за ма­ло­го ко­ли­че­ст­ва озо­на в днев­ное вре­мя), ра­диа­ци­он­ное вы­хо­ла­жи­ва­ние верх­ней М. из-за низ­кой темп-ры то­же сла­бое. Те­п­ло­вое из­лу­че­ние воз­ду­ха за­ви­сит от темп-ры, что при­во­дит к ос­лаб­ле­нию тем­пе­ра­тур­ных воз­му­ще­ний в ат­мо­сфе­ре. Од­на­ко в хо­лод­ной верх­ней М. этот ме­ха­низм не­дос­та­точ­но эф­фек­ти­вен, по­это­му воз­му­ще­ния темп-ры, вы­зван­ные дви­же­ни­ем воз­ду­ха, про­яв­ля­ют­ся здесь при про­чих рав­ных ус­ло­ви­ях силь­нее, чем в бо­лее тё­п­лых об­лас­тях.

Зи­мой в М. пре­об­ла­да­ют за­пад­ные, а ле­том – вост. вет­ры. Цир­ку­ля­ция воз­ду­ха в М. фор­ми­ру­ет­ся вслед­ст­вие те­п­ло­вых про­цес­сов, а так­же в ре­зуль­та­те взаи­мо­дей­ст­вия возд. по­то­ков с вол­на­ми в ат­мо­сфе­ре (пла­не­тар­ны­ми и гра­ви­та­ци­он­ны­ми), рас­про­стра­няю­щи­ми­ся из ниж­ней ат­мо­сфе­ры, и ат­мо­сфер­ны­ми при­ли­ва­ми. Внутр. гра­ви­та­ци­он­ные вол­ны в верх­ней М. дос­ти­га­ют боль­ших ам­пли­туд, и их об­ру­ше­ние при­во­дит к тор­мо­же­нию зо­наль­но­го возд. по­то­ка. В ре­зуль­та­те в М. и ниж­ней тер­мо­сфе­ре под дей­ст­ви­ем си­лы Ко­рио­ли­са воз­ни­ка­ет ме­ри­дио­наль­ная цир­ку­ля­ция воз­ду­ха, вос­хо­дя­щая ветвь ко­то­рой рас­по­ла­га­ет­ся над тем по­лю­сом Зем­ли, где сто­ит ле­то, а нис­хо­дя­щая – над тем, где зи­ма. Этот про­цесс вы­зы­ва­ет адиа­ба­тич. из­ме­не­ния темп-ры верх­ней М., наи­бо­лее зна­чи­тель­ные в по­ляр­ных об­лас­тях: на­гре­ва­ние в «зим­нем» по­лу­ша­рии и ох­ла­ж­де­ние в «лет­нем».

Га­зо­вый со­став М. за­ви­сит от вы­со­ты над уров­нем мо­ря, гео­гра­фич. ши­ро­ты, се­зо­на и вре­ме­ни су­ток. В верх­ней М. по­ни­жа­ет­ся от­но­сит. со­дер­жа­ние уг­ле­ки­сло­го га­за (при не­из­мен­ном со­дер­жа­нии азо­та и ки­сло­ро­да) в ре­зуль­та­те фо­то­дис­со­циа­ции и мо­ле­ку­ляр­ной диф­фу­зии. Со­дер­жа­ние во­дя­но­го па­ра в верх­ней М. бы­ст­ро умень­ша­ет­ся с вы­со­той. Со­дер­жа­ние озо­на в днев­ных ус­ло­ви­ях умень­ша­ет­ся с вы­со­той, но­чью же в ок­ре­ст­но­сти ме­зо­пау­зы на­блю­да­ет­ся его ло­каль­ный вы­сот­ный мак­си­мум. В М. с вы­со­той воз­рас­та­ет кон­цен­тра­ция ато­мов ки­сло­ро­да и во­до­ро­да. В верх­ней М. на­блю­да­ет­ся ло­каль­ный мак­си­мум кон­цен­тра­ции гид­ро­кси­ла. По срав­не­нию с ни­же­ле­жа­щи­ми слоя­ми ат­мо­сфе­ры в М. су­ще­ст­вен­но воз­рас­та­ет со­дер­жа­ние ио­нов: М. вклю­ча­ет бoльшую часть слоя D ио­но­сфе­ры.

В верх­ней М. в уме­рен­ных и вы­со­ких ши­ро­тах (55–65°) ле­том на­блю­да­ют­ся се­реб­ри­стые об­ла­ка, а в по­ляр­ных ши­ро­тах – их ана­лог – по­ляр­ные ме­зо­сфер­ные об­ла­ка. Верх­ней М. свой­ст­вен­но так­же яв­ле­ние ме­зо­сфер­но­го эха. Во 2-й пол. 20 в. зи­мой в ср. ши­ро­тах Сев. по­лу­ша­рия на­блю­да­лось ох­ла­ж­де­ние верх­ней М., чёт­ко­го объ­яс­не­ния ко­то­ро­му по­ка не най­де­но.