4. Изменение состава воздуха с высотой

Процентное содержание составных частей сухого воздуха в нескольких нижних десятках километров (до 100—120 км) с высотой почти не меняется. Воздух, находящийся в постоян­ном движении, хорошо перемешивается по вертикали, и атмо­сферные газы не расслаиваются по плотности, как это было бы в условиях спокойной атмосферы (где доля более легких газов должна была бы возрастать с высотой).

Однако выше 100 км такое расслоение газов по плотности начинается и постепенно увеличивается с высотой. Примерно до высоты 200 км преобладающим газом атмосферы все-таки остается азот. Выше начинает преобладать кислород, причем кислород в атомарном состоянии: под действием ультрафиолето­вой радиации Солнца его двухатомные молекулы разлагаются на заряженные атомы. Выше 1000 км атмосфера состоит глав­ным образом из гелия и водорода, причем водород — также в атомарном состоянии, т. е. в виде заряженных атомов, — пре­обладает.

Процентное содержание водяного пара в воздухе меняется с высотой. Водяной пар постоянно поступает в атмосферу снизу, а распространяясь вверх конденсируется, сгущается. Поэтому упругость и плотность водяного пара убывают с высо­той быстрее, чем упругость и плотность остальных газов воз­духа. Общая плотность воздуха становится вдвое меньше, чем у земной поверхности, на высоте более 5 км, а плотность водя­ного пара в среднем убывает вдвое в свободной атмосфере уже на высоте 1,5 км и в горах на высоте 2 км. Поэтому и процент­ное содержание водяного пара в воздухе убывает с высотой.

На высоте 5 км упругость водяного пара и, следовательно, его содержание в воздухе в десять раз меньше, чем у земной поверхности, а на высоте 8 км — в сто раз меньше. Таким обра­зом, выше 10—15 км содержание водяного пара в воздухе ни­чтожно мало.