Naša atmosfera je različitih slojeva u kojima postoje različiti plinovi različitog sastava. Svaki sloj atmosfere ima svoju funkciju i svoje osobine zbog kojih se razlikuje od ostatka.
Imamo troposfera koji je sloj atmosfere u kojoj živimo i u kojoj se odvijaju svi meteorološki fenomeni, stratosfera koji je sloj atmosfere u kojoj se nalazi ozonski omotač, mezosfera gdje se javlja sjeverno svjetlo i termosfera to se graniči sa svemirom i gdje je temperatura vrlo visoka. U ovom postu usredotočit ćemo se na stratosferu i značaj koji ona ima za život na našoj planeti.
Karakteristike stratosfere
Stratosfera je na visini od visok oko 10-15 km i proteže se do oko 45-50 km. Temperatura u stratosferi varira na sljedeći način: prvo, počinje biti stabilna (jer se nalazi na visinama blizu tropopauze gdje temperatura ostaje ista) i prilično niska. Kako povećavamo nadmorsku visinu, temperatura stratosfere raste, jer ona upija sve više i više sunčevog zračenja. Ponašanje temperature u troposferi djeluje suprotno onome što radi troposfera u kojoj živimo, odnosno, umjesto da se smanjuje s visinom, ona se povećava.
U stratosferi se gotovo i ne kreće u vertikalnom smjeru zraka, ali vjetrovi u vodoravnom smjeru često mogu doseći 200 km / h. Problem ovog vjetra je taj bilo koja supstanca koja dospije u stratosferu raspršena je širom planete. Primjer za to su CFC. Ovi gasovi sastavljeni od hlora i fluora uništavaju ozonski omotač i šire se po cijeloj planeti zbog jakog vjetra iz stratosfere.
U stratosferi jedva da ima oblaka ili drugih meteoroloških formacija. Ponekad ljudi često brkaju povišenje temperatura stratosfere sa njenom blizinom Suncu. Logično je pomisliti da će, što ste bliže Suncu, biti vruće. Međutim, to nije slučaj za to. U stratosferi se možemo sresti čuveni ozonski omotač. Ozonski omotač sam po sebi nije "sloj", već je područje atmosfere u kojem je koncentracija ovog plina mnogo veća nego u ostatku atmosfere. Molekuli ozona odgovorni su za apsorpciju sunčevog zračenja koje nas pogađa direktno sa Sunca i omogućava život na Zemlji. Ovi molekuli koji apsorbiraju sunčeve ultraljubičaste zrake transformišu tu energiju u toplinu i zato se temperatura stratosfere povećava u visinu.
Jer postoji tropopauza u kojem je zrak vrlo stabilan i nema strujanja vjetra, razmjena čestica između troposfere i stratosfere je gotovo nula. Iz tog razloga u stratosferi jedva da ima vodene pare. To znači da se oblaci u stratosferi formiraju samo ako je toliko hladno da se mala količina postojeće vode kondenzira i stvara kristale leda. Zovu se ledeni kristalni oblaci i ne uzrokuju padavine.
Na kraju stratosfere nalazi se stratopauza. To je područje atmosfere u kojoj visoke koncentracije ozona prestaju i temperatura postaje vrlo stabilna (oko 0 stepeni Celzijusa). Stratopauza je ta koja ustupa mjesto mezosferi.
Kao zanimljivost, samo hemijska jedinjenja koja imaju dug životni vijek su ona koja mogu doći do stratosfere. Sada da, kad su već tamo, mogu ostati dugo. Na primjer, materijali koje emitiraju velike vulkanske erupcije mogu ostati u stratosferi gotovo dvije godine.
Ozonski omotač
Ozonski omotač nema uvijek jednaku koncentraciju ovog plina daleko od toga. U stratosferi se ozon kontinuirano stvara i istovremeno uništava. Da bi ozon nastao, zrake sunčeve svjetlosti moraju razbiti molekul kisika (O2) na dva atoma kiseonika (O). Jedan od ovih atoma pri susretu s drugim molekulom kisika reagira i stvara ozon (O3).
Tako nastaju molekuli ozona. Međutim, naravno, baš kao što su stvoreni, uništeni su sunčevim zračenjem. Sunčeve zrake udaraju u molekul ozona i ponovo ga uništavaju dajući molekulu kiseonika (O2) i atom kiseonika (O). Sada atom kiseonika reagira s drugim molekulom ozona stvarajući dva molekula kisika, i tako dalje. To je prirodni ciklus koji je u ravnoteži između stvaranja i uništavanja molekula ozona. Na taj način ovaj sloj plinova može apsorbirati veliku količinu štetnih ultraljubičastih zraka i zaštititi nas.
Tako je već dugo. Ciklus u kojem se koncentracija ozona održavala na relativno stabilnoj i konstantnoj koncentraciji tokom vremena. Međutim, postoji još jedan način za uništavanje ozona u atmosferi. Klorofluoroogljikovodici (CFC) vrlo su stabilni u atmosferi i zbog toga mogu doći do stratosfere. Ovi plinovi imaju prilično dug život, ali kada dođu do stratosfere, ultraljubičasti zraci Sunca uništavaju molekule stvarajući hlorne radikale koji su vrlo reaktivni. Ovi reaktivni radikali uništavaju molekule ozona, pa je ukupna količina uništenog ozona mnogo veća od one koja se stvara. Na taj je način prekinuta ravnoteža između stvaranja i uništavanja molekula ozona sposobnih da apsorbiraju štetno za nas sunčevo zračenje.
Posljedice rupe u ozonskom omotaču
Nažalost, u prošlosti ova tema nije bila poznata tako detaljno, tako da su ljudske aktivnosti (upotreba klorofluoroogljikovodnih aerosola) uspjele doći do stratosfere velike količine klora i broma koji uništavaju molekule ozona. Budući da je za reakciju potrebno svjetlo i stvaranje polarnih oblaka na vrlo niskim temperaturama, najniži nivoi ozona javljaju se u proljeće Antarktika, a ozonska rupa nastaje posebno nad Antarktikom. Ove ozonske rupe uzrokuju da više ultraljubičastog zračenja doseže površinu Zemlje i ubrzava otopljavanje.
Kod ljudi dolazi do degradacije ozonskog omotača izazvao je porast učestalosti karcinoma kože zbog veće količine sunčevog zračenja koje dolazi do nas. Pogođene su i biljke, posebno one koje rastu i imaju slabije i manje razvijene stabljike i lišće.
Uticaji aviona na stratosferu
Avioni su takođe imali utjecaj na stratosferu, jer obično lete na visini između 10 i 12 km, odnosno blizu tropopauze i početka stratosfere. Kako je zračni promet rastao, emisije ugljičnog dioksida (CO2), vodene pare (H2O), dušikovih oksida (NOx), sumpornih oksida (SOx) i čađe porasle su u atmosferu između gornje troposfere i donje stratosfere.
Danas, avioni uzrokuju samo između 2 i 3% globalnih emisija staklenika. To nije od velike važnosti ni u smislu globalnog zagrijavanja. Međutim, ono što je zaista važno za avione je da plinovi koje emitiraju to čine u gornjem dijelu troposfere. To uzrokuje da emitovana vodena para povećava šanse za stvaranje oblaka cirusa koji zadržavaju više toplote na Zemlji i doprinose globalnom zagrijavanju.
S druge strane, azotni oksidi koje emituju avioni takođe su opasni, jer su povezani sa nestankom ozona u stratosferi. Moramo misliti da iako staklenički plinovi koje emitiraju avioni nemaju jako dug životni vijek da bi stigli do stratosfere, oni to mogu i učiniti, jer se ispuštaju na visini vrlo blizu nje.
Zanimljivosti stratosfere
Ovaj sloj atmosfere ima neke zanimljivosti koje bi nas mogle iznenaditi. Među tim zanimljivostima su:
- Gustina vazduha je 10% niža ono na zemljinoj površini
- Temperature u donjim slojevima su oko -56 stepeni u prosjeku, a zračne struje dosežu 200 kilometara na sat.
- Postoje izvještaji koji to osiguravaju postojanje malih mikroorganizama koji žive u stratosferi. Smatra se da su ovi mikrobi došli iz svemira. To su bakterijske spore, izuzetno otporni organizmi koji mogu oko sebe stvoriti zaštitni sloj i stoga preživjeti niske temperature, suve uvjete i visoku razinu zračenja koja se nalaze u stratosferi.
Kao što vidite, atmosfera ima sjajne funkcije za nas i ostala živa bića koja naseljavaju našu planetu. Stratosfera sadrži nešto što je neophodno za naš opstanak i što, iako je visoka kilometrima, moramo zaštititi.