Tropopause: egenskaper, kjemisk sammensetning og funksjoner

Tropopausen er en mellomsone for overgang mellom to lag av jordens atmosfære. Den ligger mellom det nedre lag av atmosfæren, kalt troposfæren, og laget over det, stratosfæren.

Jordens atmosfære er delt inn i flere lag. Disse lagene kalles "sfærer" og overgangssonene mellom lagene kalles "pauser". Ifølge sin kjemiske sammensetning og temperaturvariasjonen er lagene i atmosfæren troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfæren.

Troposfæren strekker seg fra jordens overflate til 10 km i høyden. Stratosfæren varierer fra 10 km til 50 km i høyden. Mesosfæren varierer fra 50 km til 80 km i høyden. Termosfæren fra 80 km til 500 km, og eksosfæren fra 500 km til 10 000 km i høyden. Sistnevnte er grensen med interplanetarisk plass.

Kjennetegn ved tropopausen

Tropopausen er en region med svært spesielle egenskaper som nylig har motivert sin vitenskapelige studie i større detalj. Å være overgangssonen av egenskaper mellom troposfæren og stratosfæren, er det hensiktsmessig å kort angi egenskapene til disse to lagene.

Troposfæren er det aktive laget der de meteorologiske fenomenene som kommer fra klimaet forekommer, for eksempel vind, regn, tordenvær og orkaner. Temperaturen i dette laget reduseres med høyde.

I stratosfæren øker temperaturen med høyde på grunn av effekten av kjemiske reaksjoner som avgir varme (eksoterm). Det er hovedsakelig ozon, som absorberer ultraviolett UV-stråling fra solen.

Tropopausen er grensen mellom disse to gassformige lagene som har egenskaper av temperatur, kjemisk sammensetning og generell dynamikk, veldig forskjellig. Karakterene av tropopausen er kort oppført nedenfor.

høyde

Høyden som tropopausen ligger på jordens overflate er variabel. Det endres med breddegrad, med sesongen og med tiden på dagen.

Tropopausen ligger i en gjennomsnittlig høyde på 7 til 10 km i områdene av de jordiske polene, og mellom 16 og 18 km i tropene, rundt ekvator.

På den måten er den polare tropopausen varmere og nærmere jordens overflate, mens den ekvatorial-tropiske tropopausen er kaldere og høyere.

Ved ekvatoren strekker solens stråler vinkelrett på overflaten av jorden, noe som gir en stor oppvarming av overflaten. Denne varmen fra jordens overflate absorberes av troposfæren, som ekspanderer i denne ekvatorial-tropiske sonen og øker avstanden til tropopausen.

Gjennom flere vitenskapelige studier har det blitt fastslått at den globale høyden av tropopausen har økt de siste årene. Det antas at denne økningen kan skyldes økningen av drivhusgasser (GHG), nedgangen i ozonlaget i stratosfæren og avkjøling av dette laget.

Endringer i tropopaushøyde er tegn på oppvarming av troposfæren, kalt global oppvarming.

Tropopausen som en rolig sone

Tropopausen utgjør et område med relativ ro, siden de meteorologiske fenomenene som kommer fra klimaet, forekommer under denne sone, i troposfæren. Nylige studier rapporterer imidlertid at tropopausen har en bestemt dynamikk.

temperaturen

I tropopausområdet forblir temperaturen konstant, reduseres ikke med høyde (som i troposfæren), og øker ikke med høyde (som i stratosfæren). Temperaturen i tropopausen er ca. -55 ° C.

Diskontinuitetssone

Tropopausen er ikke en kontinuerlig sone; Det er pauser i denne regionen i de tropiske breddgrader og midtbreddegrader av jordens nordlige og sørlige halvkugler.

Fuktighetslagring og transportområde

Tropopausen fungerer som et stort fuktreservoar i troposfæren, og har funksjonen til å transportere vanndamp inn i stratosfæren.

Formasjon av cirrusskyger

Tropopausen er den regionen der cirrus skyene danner, en type hvite, høye skyer, sammensatt av iskrystaller. De er i form av filamenter i smale bånd, tynne, ligner hårkrøllene.

Cirrusskyene reflekterer sollys og feller varmen som Jorden utsender til utsiden. Det er ikke kjent nøyaktig om nettobalansen til cirrusen er avkjøling eller global oppvarming.

Utseendet til cirrus indikerer en værstandring med lave temperaturer og regn innen de neste 24 timene.

Kjemisk sammensetning av tropopausen

Tropopausen representerer en sone med abrupt forandring mellom troposfærens kjemiske sammensetning og stratosfæren. Den inneholder gasser som kommer fra begge lagene.

I tropopausen er det gasser fra troposfæren, som vanndamp og karbonmonoksid (CO). Det er også ozon (O ₃ ), gass som kommer fra stratosfæren.

I tropopausen oppstår svært interessante kjemiske reaksjoner. Forskere prøver å studere disse kjemiske endringene for å få en mer fullstendig forklaring på fenomenet global oppvarming.

Hvordan studeres tropopause?

For å studere tropopausen må det tas prøver av gassblandingen. Denne prøvetaking i høyder opp til 18 km over jordens overflate gir mange vanskeligheter.

Bare noen få fly kan nå disse høyder. NASA har tre svært sofistikerte fly utstyrt med spesialutstyr for å gjøre disse studiene. Det omhandler ER-2, DC-8 og WB-57 flyet.

Disse tre flyene, kombinert med en støtteinfrastruktur med satellitter og radarer, på stedet gjenkjenning og ekstern sensing utstyr, oppfyller det såkalte TC4-oppdraget med akronym på engelsk: Tropisk sammensetning, sky og klimakobling eksperiment.

funksjoner

Tropopausen har viktige funksjoner i transport av vanndamp fra troposfæren til stratosfæren. Det oppfyller også funksjoner som en gassblandingssone med troposfærisk opprinnelse (vanndamp, karbonmonoksyd) med stratosfæriske gasser (ozon).

Tropopausen er nylig blitt studert som en indikator på global oppvarming av planeten og fenomener som bestemmer den generelle atmosfæriske kjemi.