Charakteristiky Tropopause, chemické zloženie a funkcie



tropopause je to prechodná zóna prechodu medzi dvoma vrstvami zemskej atmosféry. Nachádza sa medzi spodnou vrstvou atmosféry, nazývanou troposféra a vrstvou nad ňou, stratosférou.

Atmosféra Zeme bola rozdelená do niekoľkých vrstiev. Tieto vrstvy sa nazývajú "sféry" a prechodové zóny medzi vrstvami sa nazývajú "pauzy". Podľa chemického zloženia a zmeny teploty sú vrstvy atmosféry troposféra, stratosféra, mezosféra, termosféra a exosféra..

Troposféra siaha od povrchu Zeme do výšky 10 km. Stratosféra sa pohybuje od 10 km do 50 km na výšku. Mesosphere sa pohybuje od 50 km do 80 km na výšku. Termosphere od 80 km do 500 km, a exosféra od 500 km do 10 000 km na výšku. Posledný je limit s medziplanetárnym priestorom.

index

  • 1 Charakteristika tropopause
    • 1.1 Výška
    • 1.2 Tropopause ako pokojná zóna
    • 1.3 Teplota
    • 1.4 Oblasť prerušenia
    • 1.5 Priestor na skladovanie a prepravu vlhkosti
    • 1.6 Tvorba cirrusových oblakov
  • 2 Chemické zloženie tropopauzy
  • 3 Ako sa študuje tropopause??
  • 4 Funkcie
  • 5 Referencie

Charakteristika tropopause

Tropopause je oblasť s veľmi osobitnými vlastnosťami, ktoré v poslednej dobe podrobnejšie motivovali jej vedecké štúdie. Keďže ide o prechodovú zónu vlastností medzi troposférou a stratosférou, je vhodné stručne uviesť vlastnosti týchto dvoch vrstiev..

Troposféra je aktívna vrstva, kde sa vyskytujú meteorologické javy, ktoré vznikajú podnebím, ako sú vietor, dažde, búrky a hurikány. Teplota v tejto vrstve klesá s nadmorskou výškou.

V stratosfére sa teplota zvyšuje s nadmorskou výškou v dôsledku pôsobenia chemických reakcií, ktoré uvoľňujú teplo (exotermické). Ide hlavne o ozón, ktorý absorbuje vysokoenergetické ultrafialové (UV) žiarenie zo slnka.

Tropopause je limit medzi týmito dvoma plynnými vrstvami, ktoré majú vlastnosti teploty, chemického zloženia a všeobecnej dynamiky, veľmi odlišné. Charakteristiky tropopause sú stručne uvedené nižšie.

výška

Výška, na ktorej sa tropopause nachádza na povrchu Zeme, je premenlivá. Zmeniť so zemepisnou šírkou, so sezónou as časom dňa.

Tropopause sa nachádza v priemernej výške 7 až 10 km v oblastiach pozemných pólov a 16 až 18 km v trópoch, okolo rovníka.

Týmto spôsobom je polárna tropopause teplejšia a bližšie k zemskému povrchu, zatiaľ čo rovníková tropická tropopause je chladnejšia a vyššia..

Pri rovníku slnečné lúče dopadajú kolmo na povrch Zeme, čo spôsobuje veľké zahrievanie povrchu. Toto teplo zo zemského povrchu je absorbované vzduchom troposféry, ktorá sa rozširuje v tejto rovníkovo-tropickej zóne a zvyšuje vzdialenosť k tropopauze..

Prostredníctvom niekoľkých vedeckých štúdií sa zistilo, že globálna výška tropopauzy sa v posledných rokoch zvýšila. Predpokladá sa, že tento nárast môže byť spôsobený nárastom skleníkových plynov (GHG), poklesom ozónovej vrstvy stratosféry a ochladzovaním tejto vrstvy..

Zmeny výšky tropopause sú dôkazom otepľovania troposféry, nazývaného globálne otepľovanie.

Tropopause ako pokojná zóna

Tropopause predstavuje oblasť relatívneho pokoja, pretože meteorologické javy, ktoré vznikajú pod klímou, sa nachádzajú pod touto zónou, v troposfére. Nedávne štúdie však uvádzajú, že tropopause má osobitnú dynamiku.

teplota

V oblasti tropopause zostáva teplota konštantná, neznižuje sa s výškou (ako v troposfére) a nezvyšuje sa s výškou (ako v stratosfére). Teplota tropopause je okolo -55°C.

Zóna prerušenia

Tropopause nie je súvislou zónou; v tejto oblasti sú prestávky v tropických zemepisných šírkach a stredných zemepisných šírkach severnej a južnej pologule Zeme.

Priestor na skladovanie a prepravu vlhkosti

Tropopause pôsobí ako veľký rezervoár vlhkosti v troposfére a má funkciu transportu vodnej pary do stratosféry..

Tvorba cirrusových oblakov

Tropopause je oblasť, kde sa tvoria cirrusové oblaky, typ bielych vysokých mrakov, zložený z ľadových kryštálov. Sú vo forme vlákien v úzkych pásmach, tenkých, podobných kučerám vlasov.

Cirrusové mraky odrážajú slnečné svetlo a zachytávajú teplo, ktoré Zem vyžaruje von. Nie je presne známe, či je čistá bilancia cirry chladením alebo globálnym otepľovaním.

Vzhľad cirru znamená zmenu počasia s nízkymi teplotami a dažďom v priebehu nasledujúcich 24 hodín.

Chemické zloženie tropopauzy

Tropopause predstavuje zónu náhlej zmeny medzi chemickým zložením troposféry a stratosféry. Obsahuje plyny pochádzajúce z oboch vrstiev.

V tropopause sú plyny z troposféry, ako napríklad vodná para a oxid uhoľnatý (CO). Tam je tiež ozón (O3), plyn, ktorý pochádza zo stratosféry.

V tropopause sa vyskytujú veľmi zaujímavé chemické reakcie. Vedci sa snažia študovať tieto chemické zmeny, aby získali podrobnejšie vysvetlenie fenoménu globálneho otepľovania.

Ako sa študuje tropopause?

Na štúdium tropopauzy sa musia odobrať vzorky zmesi plynov. Tento odber vzoriek vo výške až 18 km nad zemským povrchom predstavuje mnoho ťažkostí.

Len niekoľko lietadiel môže dosiahnuť tieto výšky. NASA má tri veľmi sofistikované lietadlá vybavené špeciálnym vybavením, aby tieto štúdie. Jedná sa o lietadlá ER-2, DC-8 a WB-57.

Tieto tri lietadlá, spolu s podpornou infraštruktúrou so satelitmi a radarmi, detekčným zariadením in situ a diaľkový prieskum, plniť takzvanú misiu TC4 skratkou v anglickom jazyku: Tropical Composition, Clouds a Climate Coupling Experiment.

funkcie

Tropopause má dôležité funkcie pri preprave vodnej pary z troposféry do stratosféry. Taktiež plní funkciu zóny zmiešavania plynov troposférického pôvodu (vodná para, oxid uhoľnatý) so stratosférickými plynmi (ozón).

Tropopause sa v poslednej dobe študuje ako indikátor globálneho otepľovania planéty a javov, ktoré určujú všeobecnú chemiu atmosféry..

referencie

  1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Pozorovanie ovzdušia chudobného na ozón v tropickej vrstve tropopause. Atmosférická chémia a fyzika. 18: 5157-5171 doi: 10,5194 / acp-18-5157-2018
  2. Biernat, K., Keyser, D. a Bosart, L. F. (2017). Prepojenia medzi Veľkým arktickým cyklónom z augusta 2012 a Tropopause polárnymi vírami. Americká geofyzikálna únia, Fall Meeting 2017, abstraktné # A43D-2478.
  3. Werner, B. (2017) .Podporovanie subtropickej najnižšej stratosféry a tropickej hornej troposféry a vrstvy tropopause pre anorganický bróm. Atmosférická chémia a fyzika. 17 (2): 1161-1186. doi: 10,5194 / acp-17-1161-2017
  4. Jensen, E. J., Pfister, L., Jordan, D. E., Bui, T.V., Ueyama, R. a Singh.H.B. (2017). Experiment NASA Airborne Tropical Tropopause: Merania vo vysokých nadmorských výškach v tropickom západnom Pacifiku. AMS 100. Časopisy online. Bamse. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen, E. J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. et all. (2018). Heterogénna nukleace ľadu v tropickej tropopause vrstve. Journal of Geographical Research: Atmosféra. 123 (21): 12,210-12,227.