TROPOPAVZA: ZNAČILNOSTI, KEMIČNA SESTAVA IN FUNKCIJE - OKOLJE - 2025

Tropopavze je vmesna prehodno območje med dve plasti zemeljske atmosfere. Nahaja se med spodnjo plastjo atmosfere, imenovano troposfera, in plastjo nad njo, stratosfero.

Atmosfera Zemlje je bila razdeljena na več plasti. Te plasti imenujemo "sfere", prehodne cone med plastmi pa imenujemo "pavze". Po svoji kemični sestavi in ​​temperaturnem nihanju so plasti atmosfere troposfera, stratosfera, mezofera, termosfera in eksosfera.

Slika 1. Sloji in prehodna območja Zemljine atmosfere. Vir: Josell7 Troposfera sega od površine Zemlje do višine 10 km. Stratosfera se giblje od 10 km do 50 km v višino. Mezofera se giblje od 50 km do 80 km v višino. Termosfera od 80 km do 500 km, eksofera pa od 500 km do 10.000 km. Slednje je meja z medplanetarnim prostorom.

Značilnosti tropopavze

Tropopavza je regija z zelo posebnimi značilnostmi, ki je pred kratkim podrobneje motivirala njeno znanstveno preučevanje. Kot območje prehoda lastnosti med troposfero in stratosfero je primerno na kratko navesti značilnosti teh dveh plasti.

Troposfera je aktivna plast, kjer se pojavljajo meteorološki pojavi, ki izvirajo iz podnebja, kot so vetrovi, deževi, električne nevihte in orkani. Temperatura v tej plasti se z višino znižuje.

V stratosferi se temperatura z višino poveča zaradi učinka kemičnih reakcij, ki oddajajo toploto (eksotermično). Vključen je predvsem ozon, ki absorbira sončno visokoenergijsko ultravijolično (UV) sevanje.

Tropopavza je meja med tema dvema plinastima plastma, ki imata zelo različne lastnosti temperature, kemične sestave in splošne dinamike. Spodaj so na kratko opisane značilnosti tropopavze.

Višina

Višina, na kateri se tropopavza nahaja nad zemeljsko površino, je spremenljiva. Spreminja se z zemljepisno širino, z letnim časom in s časom dneva.

Tropopavza je na območju zemeljskih polov povprečna višina od 7 do 10 km, na območjih tropov pa okoli ekvatorja, od 16 do 18 km visoko.

Na ta način je polarna tropopavza toplejša in bliže zemeljskim površjem, medtem ko je ekvatorialno-tropska tropopavza hladnejša in višja.

Na ekvatorju sončni žarki pravokotno udarijo po Zemljini površini, kar povzroča veliko segrevanje površine. To toploto s zemeljskega površja absorbira zrak troposfere, ki se širi v tem ekvatorialno-tropskem pasu in poveča razdaljo do tropopavze.

Z različnimi znanstvenimi raziskavami je bilo ugotovljeno, da se je svetovna višina tropopavze v zadnjih letih povečala. Menijo, da bi lahko to povečanje nastalo zaradi povečanja toplogrednih plinov (GHG), zmanjšanja ozonske plasti stratosfere in hlajenja te plasti.

Spremembe višine tropopavze so dokaz segrevanja troposfere, imenovanega globalno segrevanje.

Tropopavza kot območje umirjenosti

Tropopavza predstavlja območje relativne umirjenosti, saj se meteorološki pojavi, ki izvirajo iz podnebja, dogajajo pod to cono, v troposferi. Vendar pa nedavne študije poročajo, da tropopavza predstavlja posebno dinamiko.

Temperatura

V coni tropopavze temperatura ostane konstantna, z višino se ne znižuje (kot v troposferi) in se z višino ne poveča (kot v stratosferi). Temperatura tropopavze je približno -55 ^° C.

Območje prekinitve

Tropopavza ni zvezno območje; v tej regiji obstajajo prelomi na območjih tropskih širin in srednjih zemljepisnih širin Zemljine severne in južne poloble.

Območje skladiščenja in prenosa vlage

Tropopavza deluje kot velik rezervoar vlage v troposferi in ima funkcijo prevoza vodne pare v stratosfero.

Oblikovanje krožnikov

Tropopavza je regija, v kateri se oblikujejo cirusu podobni oblaki, vrsta visokih belih oblakov, sestavljenih iz ledenih kristalov. Oblikovani so kot nitke v ozkih, finih pasovih, podobnih kodrom las.

Slika 2. Oblaki obrezov. Vir: Pixabay.com

Cirrus oblaki odbijajo sončno svetlobo in lovijo toploto, ki jo Zemlja oddaja navzven. Ni točno znano, ali neto ravnovesje krožišč oblakov hladi ali segreva planet.

Videz kroženj oblakov kaže na spremembo vremena z nizkimi temperaturami in dežjem v naslednjih 24 urah.

Kemična sestava tropopavze

Tropopavza predstavlja območje nenadne spremembe med kemično sestavo troposfere in sestavino stratosfere. Vsebuje pline, ki prihajajo iz obeh plasti.

V tropopavzi so plini iz troposfere, kot sta vodna para in ogljikov monoksid (CO). Obstaja tudi ozon (O ₃ ), plin, ki prihaja iz stratosfere.

V tropopavzi se pojavijo zelo zanimive kemične reakcije. Znanstveniki poskušajo preučiti te kemične spremembe, da bi dobili popolnejšo razlago pojava globalnega segrevanja.

Kako se preučuje tropopavza?

Za preučevanje tropopavze je treba odvzeti vzorce njegove plinske mešanice. To vzorčenje na nadmorski višini do 18 km predstavlja številne težave.

Le nekaj letal lahko doseže te višine. Nasa ima za izvedbo teh študij tri zelo izpopolnjena letala, opremljena s posebno opremo. To so letala ER-2, DC-8 in WB-57.

Ta tri letala, skupaj s podporno infrastrukturo s sateliti in radarji, opremo za odkrivanje in situ in odkrivanje na daljavo, izpolnjujejo tako imenovano misijo TC4 v angleščini: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.

Lastnosti

Tropopavza ima pomembne funkcije pri prenosu vodne pare iz troposfere v stratosfero. Deluje tudi kot območje za mešanje plinov troposferskega izvora (vodna para, ogljikov monoksid) s plini iz stratosfere (ozon).

Nedavno se tropopavza preučuje kot pokazatelj globalnega segrevanja planeta in pojavov, ki določajo splošno atmosfersko kemijo.

Reference

1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Opazovanja zraka, ki ne vsebuje ozona, v plasti tropske tropopavze. Atmosferska kemija in fizika. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
2. Biernat, K., Keyser, D. in Bosart, LF (2017). Povezave med velikim arktičnim ciklonom avgusta 2012 in polarnimi vrtinci Tropopavze. Ameriška geofizična unija, jesenski sestanek 2017, povzetek # A43D-2478.
3. Werner, B. (2017) Sondiranje subtropske spodnje stratosfere ter tropske zgornje troposfere in tropopavznega sloja za anorganski brom. Atmosferska kemija in fizika. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
4. Jensen, EJ, Pfister, L., Jordan, DE, Bui, TV, Ueyama, R. in Singh. HB (2017). NASA-jev poskus tropske tropopav v zraku: Meritve zrakoplovov na visoki višini v tropskem zahodnem Tihem oceanu. AMS 100. Časopisi na spletu. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
5. Jensen, EJ, Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, TV idr. (2018). Heterogena nukleacija ledu v sloju tropske tropopavze. Journal of Geographic Research: Atmosfera. 123 (21): 12,210-12,227.