Značilnosti tropopavz, kemična sestava in funkcije



The tropopause je vmesno območje prehoda med dvema plasti Zemljine atmosfere. Nahaja se med spodnjo plastjo atmosfere, imenovano troposfera, in plastjo nad njo, stratosfero.

Zemljina atmosfera je bila razdeljena na več plasti. Te plasti se imenujejo "krogle", prehodna območja med plasti pa se imenujejo "pavze". V skladu s kemijsko sestavo in variacijo temperature so plasti atmosfere troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera in eksosfera.

Troposfera se razteza od površine Zemlje do višine 10 km. Stratosfera se giblje od 10 km do 50 km v višino. Mezosfera se giblje od 50 km do 80 km v višino. Termosfera od 80 km do 500 km in eksosfera od 500 km do 10.000 km v višino. Slednje je meja medplanetarnega prostora.

Indeks

  • 1 Značilnosti tropopavze
    • 1.1 Višina
    • 1.2 Tropopavza kot mirna cona
    • 1.3 Temperatura
    • 1.4 Cona prekinitve
    • 1.5 Prostor za shranjevanje in transport vlage
    • 1.6 Nastanek cirusov
  • 2 Kemična sestava tropopavze
  • 3 Kako se preučuje tropopause??
  • 4 Funkcije
  • 5 Reference

Značilnosti tropopavze

Tropopavza je območje zelo posebnih značilnosti, ki so v zadnjem času bolj podrobno motivirale njegovo znanstveno študijo. Kot prehodno območje 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, deževje, nevihte in orkani. Temperatura v tem sloju se z višino zmanjša.

V stratosferi temperatura narašča z nadmorsko višino zaradi učinka kemičnih reakcij, ki oddajajo toploto (eksotermno). Predvsem gre za ozon, ki absorbira visoko energijsko ultravijolično (UV) sevanje sonca.

Tropopavza je meja med tema dvema plinastima plasti, ki imata lastnosti temperature, kemijske sestave in splošne dinamike, zelo različna. V nadaljevanju so na kratko navedene značilnosti tropopavze.

Višina

Višina, na kateri se tropopavza nahaja na površini Zemlje, je spremenljiva. Spremenite s širino, s sezono in s časom dneva.

Tropopavza se nahaja na povprečni višini od 7 do 10 km v regijah kopenskih stebrov in med 16 in 18 km v tropih, okoli ekvatorja..

Na ta način je polarna tropopavica vroča in bližja zemeljski površini, medtem ko je ekvatorialno-tropska tropopavica hladnejša in višja..

Na ekvatorju sončni žarki udarijo pravokotno na površino Zemlje, kar povzroča veliko segrevanje površine. Ta toplota Zemljine površine se absorbira v zraku troposfere, ki se širi v to ekvatorialno-tropsko območje in povečuje razdaljo do tropopavze.

S pomočjo več znanstvenih študij je bilo ugotovljeno, da se je globalna višina tropopavz v zadnjih letih povečala. Menijo, da je to povečanje lahko posledica povečanja toplogrednih plinov (GHG), zmanjšanja ozonskega plašča stratosfere in ohlajanja te plasti..

Spremembe v višini tropopavz so dokaz za segrevanje troposfere, ki se imenuje globalno segrevanje.

Tropopause kot mirno območje

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

Temperatura

V tropopavznem območju temperatura ostaja konstantna, ne zniža se z višino (kot v troposferi) in se ne povečuje z višino (kot v stratosferi). Temperatura tropopavze je približno -55°C.

Območje prekinitve

Tropopavza ni neprekinjeno območje; v tej regiji so prelomi v tropskih zemljepisnih širinah in srednjih zemljepisnih širinah severne in južne poloble Zemlje.

Prostor za skladiščenje in transport vlage

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

Nastajanje cirusov

Tropopavza je območje, kjer se pojavljajo cirusni oblaki, vrsta belih, visokih oblakov, sestavljenih iz ledenih kristalov. So v obliki filamentov v ozkih pasovih, tanki, podobno kot kodre las.

Cirrus oblaki odsevajo sončno svetlobo in ujamejo toploto, ki jo Zemlja oddaja zunaj. Ni natančno znano, ali je neto bilanca cirusa hladno ali globalno segrevanje.

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

Kemična sestava tropopavze

Tropopause predstavlja območje nenadne spremembe med kemično sestavo troposfere in tiste v stratosferi. Vsebuje pline, ki prihajajo iz obeh plasti.

V tropopavzi so plini iz troposfere, kot so vodna para in ogljikov monoksid (CO). Obstaja tudi ozon (O3), plin, ki prihaja iz stratosfere.

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

Kako preučujemo tropopavzo?

Za preučevanje tropopavze je treba vzeti vzorce plinske mešanice. To vzorčenje na višinah do 18 km nad zemeljsko površino povzroča številne težave.

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

Ta tri zrakoplova, skupaj s podporno infrastrukturo s sateliti in radarji, opremo za odkrivanje in situ in daljinsko zaznavanje, izpolnjujeta tako imenovano misijo TC4 s kratico v angleščini: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment \ t.

Funkcije

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

Tropopavza je pred kratkim preučevana kot indikator globalnega segrevanja planeta in pojavov, ki določajo splošno atmosfersko kemijo..

Reference

  1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Opazovanje ozračja, ki je slabo v zraku v tropskem tropopavznem sloju. Atmosferska kemija in fizika. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
  2. Biernat, K., Keyser, D. in Bosart, L. F. (2017). Povezave med velikimi arktičnimi cikloni avgusta 2012 in Tropopause Polar Vortices. Ameriška geofizična unija, jesensko srečanje 2017, povzetek # A43D-2478.
  3. Werner, B. (2017). Izdelava subtropske najnižje 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, E.J., Pfister, L., Jordan, D.E., Bui, T.V., Ueyama, R. in Singh.H.B. (2017). Zrakoplovni tropopavzalni eksperiment NASA: meritve na visokih letalih v tropskem zahodnem Pacifiku. AMS 100. Spletni časopisi. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen, E.J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. et all. (2018). Heterogena nukleacija ledu v tropski plasti tropopause. Geografsko raziskovanje: atmosfera. 123 (21): 12.210-12.227.