Тропопауза: характеристики, химичен състав и функции
Тропопаузата е междинна зона на преход между два слоя на земната атмосфера. Той е разположен между долния слой на атмосферата, наречен тропосферата, и слоя над него, стратосферата.
Земната атмосфера е разделена на няколко слоя. Тези слоеве се наричат "сфери" и преходните зони между слоевете се наричат "паузи". Според химичния си състав и изменението на температурата слоевете на атмосферата са тропосферата, стратосферата, мезосферата, термосферата и екзосферата.
Характеристики на тропопаузата
Тропопаузата е регион с много специфични характеристики, които наскоро са мотивирали по-подробно научното му изследване. Като преходна зона на свойствата между тропосферата и стратосферата, е уместно да се посочат накратко характеристиките на тези два слоя.
Тропосферата е активният слой, където се появяват метеорологичните явления, които създават климата, като ветрове, дъждове, гръмотевици и урагани. Температурата в този слой намалява с надморска височина.
В стратосферата температурата се увеличава с надморска височина поради ефекта на химични реакции, които отделят топлина (екзотермична). Това е основно озонът, който абсорбира ултравиолетовото (UV) излъчване от слънцето.
Тропопаузата е границата между тези два газови слоя, които имат свойства на температура, химичен състав и обща динамика, много различни. Характеристиките на тропопаузата са изброени накратко по-долу.
височина
Височината, на която тропопаузата е разположена на повърхността на Земята, е променлива. Променя се с географска ширина, със сезона и с времето на деня.
Тропопаузата е разположена на средна височина от 7 до 10 км в районите на земните стълбове и между 16 и 18 км в тропиците около екватора.
По този начин полярната тропопауза е по-топла и по-близо до земната повърхност, докато екваториално-тропическата тропопауза е по-студена и по-висока.
На екватора слънчевите лъчи ударят перпендикулярно на повърхността на Земята, което води до голямо нагряване на повърхността. Тази топлина от земната повърхност се абсорбира от въздуха на тропосферата, която се разширява в тази екваториално-тропическа зона и увеличава разстоянието до тропопаузата.
Чрез няколко научни изследвания е установено, че глобалната височина на тропопаузата се е увеличила през последните години. Смята се, че това увеличение може да се дължи на увеличаването на парниковите газове (ПГ), намаляването на озоновия слой на стратосферата и охлаждането на този слой.
Промените в височината на тропопаузата са доказателство за затопляне на тропосферата, наречено глобално затопляне.
Тропопаузата като спокойна зона
Тропопаузата представлява област на относително спокойствие, тъй като метеорологичните явления, които създават климата, се появяват под тази зона, в тропосферата. Последните изследвания обаче сочат, че тропопаузата има особена динамика.
температура
В тропопаузата температурата остава постоянна, не намалява с височината (както в тропосферата) и не се увеличава с височината (както в стратосферата). Температурата на тропопаузата е около -55 ° С.
Зона на прекъсване
Тропопаузата не е непрекъсната зона; в този район има прекъсвания в тропическите ширини и средните ширини на северното и южното полукълбо на Земята.
Съхранение на влажност и транспортна площ
Тропопаузата действа като голям резервоар на влага в тропосферата и има функцията на транспортиране на водни пари в стратосферата.
Образуване на цирусни облаци
Тропопаузата е регионът, където се образуват облаци от цирус, вид бели, високи облаци, съставени от ледени кристали. Те са под формата на нишки в тесни ленти, тънки, подобни на къдриците на косата.
Цирусовите облаци отразяват слънчевата светлина и улавят топлината, която Земята излъчва навън. Не е известно точно дали нетното салдо на цируса е охлаждане или глобално затопляне.
Появата на циррус показва промяна на времето при ниски температури и дъжд през следващите 24 часа.
Химичен състав на тропопаузата
Тропопаузата представлява зона на рязка промяна между химичния състав на тропосферата и този на стратосферата. Той съдържа газове, които идват от двата слоя.
В тропопаузата има газове от тропосферата, като водни пари и въглероден оксид (СО). Има и озон (O 3 ), газ, който идва от стратосферата.
В тропопаузата се случват много интересни химични реакции. Учените се опитват да проучат тези химически промени, за да получат по-пълно обяснение на явлението глобално затопляне.
Как се проучва тропопаузата?
За изследване на тропопаузата трябва да се вземат проби от газовата му смес. Това вземане на проби на височина до 18 км над земната повърхност създава много трудности.
Само няколко самолета могат да достигнат тези височини. НАСА разполага с три много сложни самолета, оборудвани със специално оборудване за извършване на тези изследвания. Занимава се със самолети ЕР-2, DC-8 и WB-57.
Тези три въздухоплавателни средства, в съчетание с инфраструктура за поддръжка със сателити и радари, оборудване за откриване на място и дистанционно наблюдение, изпълняват така наречената мисия TC4 с акроним на английски: Експеримент за тропически състав, облаци и климат.
функции
Тропопаузата има важни функции при транспортирането на водни пари от тропосферата към стратосферата. Той изпълнява и функциите на зона за смесване на газ с тропосферен произход (водна пара, въглероден оксид) с стратосферни газове (озон).
Тропопаузата наскоро беше проучена като индикатор за глобалното затопляне на планетата и за явленията, които определят общата атмосферна химия.
