Vores atmosfære har forskellige lag hvor der er forskellige gasser med forskellige sammensætninger. Hvert lag i atmosfæren har sin funktion og sine egne egenskaber, der gør det anderledes end resten.
Vi troposfæren hvilket er laget af atmosfæren, hvor vi lever, og hvor alle meteorologiske fænomener finder sted, stratosfæren hvilket er laget af atmosfæren, hvor ozonlaget er placeret, mesosfæren hvor nordlyset forekommer og termosfæren der grænser op til det ydre rum, og hvor temperaturen er meget høj. I dette indlæg vil vi fokusere på stratosfæren og den betydning det har for livet på vores planet.
Stratosfærens egenskaber
Stratosfæren er i en højde af ca. 10-15 km høj og strækker sig op til ca. 45-50 km. Temperaturen i stratosfæren varierer som følger: For det første begynder den at være stabil (da den findes i højder tæt på tropopausen, hvor temperaturen forbliver den samme) og ganske lav. Når vi stiger i højden, stiger temperaturen i stratosfæren, da den absorberer mere og mere solstråling. Temperaturens opførsel i troposfæren fungerer det modsatte af, hvad troposfæren, hvor vi bor, gør, det vil sige i stedet for at falde med højden.
I stratosfæren er der næppe nogen bevægelse i den lodrette retning af luften, men vinden i den vandrette retning kan ofte nå 200 km / t. Problemet med denne vind er, at ethvert stof, der når stratosfæren, spredes over hele planeten. Et eksempel på dette er CFC'er. Disse gasser sammensat af klor og fluor ødelægger ozonlaget og spredes over hele planeten på grund af stærk vind fra stratosfæren.
Der er næppe skyer eller andre meteorologiske formationer i stratosfæren. Nogle gange forveksler folk ofte stigningen i stratosfærens temperaturer med dens nærhed til solen. Det er logisk at tænke, at jo tættere på solen, jo varmere vil det være. Dette er dog ikke tilfældet for det. I stratosfæren kan vi mødes det berømte ozonlag. Ozonlaget er ikke i sig selv et "lag", men er et område af atmosfæren, hvor koncentrationen af denne gas er meget højere end i resten af atmosfæren. Ozonmolekyler er ansvarlige for at absorbere solstråling, der rammer os direkte fra solen og tillader liv på jorden. Disse molekyler, der absorberer solens ultraviolette stråler, omdanner den energi til varme, og derfor er stratosfærens temperatur stigende i højden.
Fordi der er tropopausen hvor luften er meget stabil, og der ikke er nogen vindstrømme, er udvekslingen af partikler mellem troposfæren og stratosfæren næsten nul. Af denne grund er der næppe vanddamp i stratosfæren. Dette betyder, at skyer i stratosfæren kun dannes, hvis det er så koldt, at den lille mængde eksisterende vand kondenserer og danner iskrystaller. De kaldes iskrystalskyer og forårsager ikke nedbør.
I slutningen af stratosfæren er stratopausen. Det er et område i atmosfæren hvor høje ozonkoncentrationer slutter, og temperaturen bliver meget stabil (ca. 0 grader Celsius). Stratopausen er den, der giver plads til mesosfæren.
Som en kuriositet er kun kemiske forbindelser, der har lang levetid, dem, der kan nå stratosfæren. Nu ja, når de først er der, kan de blive i lang tid. For eksempel er materialer, der udsendes af store vulkanudbrud, i stand til at forblive i stratosfæren i næsten to år.
Ozonlaget
Ozonlaget har ikke altid den samme koncentration af denne gas langt fra. I stratosfæren sker dannelsen og kontinuerlig ødelæggelse af ozon på samme tid. For at ozon kan dannes, skal solstrålerne bryde et iltmolekyle (O2) i to iltatomer (O). Et af disse atomer reagerer, når det møder et andet iltmolekyle, til dannelse af ozon (O3).
Sådan dannes ozonmolekyler. Naturligvis ligesom de er skabt, ødelægges de af solstråling. Lysstrålerne fra Solen falder på ozonmolekylet og ødelægger det igen for at give anledning til et iltmolekyle (O2) og et iltatom (O). Nu reagerer iltatomet med et andet ozonmolekyle for at danne to iltmolekyler og så videre. Det er en naturlig cyklus, der er i balance mellem dannelse og destruktion af ozonmolekyler. På denne måde kan dette lag af gasser absorbere en stor mængde skadelige ultraviolette stråler og beskytte os.
Dette har været tilfældet i lang tid. En cyklus, hvor ozonkoncentrationen blev holdt i en relativt stabil og konstant koncentration over tid. Der er dog en anden måde at ødelægge ozon i atmosfæren. Klorfluorcarboner (CFC'er) de er meget stabile i atmosfæren og kan derfor nå stratosfæren. Disse gasser har en forholdsvis lang levetid, men når de når stratosfæren, ødelægger de ultraviolette stråler fra solen molekylerne, hvilket giver anledning til kloradikaler, der er meget reaktive. Disse reaktive radikaler ødelægger ozonmolekyler, så mængden af ozon, der totalt ødelægges, er meget større end den genererede. På denne måde er balancen mellem dannelse og destruktion af ozonmolekyler, der er i stand til at absorbere solstråling, der er skadelig for os, blevet brudt.
Konsekvenser af hullet i ozonlaget
Desværre var dette emne tidligere ikke kendt så detaljeret, så menneskelige aktiviteter (brug af chlorfluorcarbon-aerosoler) har formået at nå stratosfæren store mængder klor og brom, der ødelægger ozonmolekyler. Da reaktionen kræver lys og dannelse af polare skyer ved meget lave temperaturer, forekommer de laveste niveauer af ozon i foråret Antarktis, og ozonhullet dannes især over Antarktis. Disse ozonhuller får mere ultraviolet stråling til at nå jordens overflade og fremskynde optøningen.
Hos mennesker nedbrydning af ozonlaget har forårsaget en stigning i forekomsten af hudkræft på grund af en større mængde solstråling, der når os. Planter påvirkes også, især planter, der vokser og har svagere og mindre udviklede stængler og blade.
Virkninger af fly i stratosfæren
Fly har også haft en indvirkning på stratosfæren, fordi de normalt flyver i en højde på mellem 10 og 12 km, dvs. tæt på tropopausen og begyndelsen af stratosfæren. Efterhånden som lufttrafikken er vokset, er emissioner af kuldioxid (CO2), vanddamp (H2O), nitrogenoxider (NOx), svovloxider (SOx) og sod steget til atmosfæren mellem den øvre troposfære og den nedre stratosfære.
I dag, fly forårsager kun mellem 2 og 3% af den globale drivhusgasemission. Dette er heller ikke af stor betydning med hensyn til global opvarmning. Hvad der dog virkelig er vigtigt ved fly er, at de gasser, de udsender, er høje i troposfæren. Dette får den udsendte vanddamp til at øge chancerne for at danne cirrusskyer, der bevarer mere varme på jorden og bidrager til global opvarmning.
På den anden side er de nitrogenoxider, der udsendes af fly, også farlige, da de er relateret til forsvinden af ozon i stratosfæren. Vi er nødt til at tænke, at selvom de drivhusgasser, der udsendes af fly, ikke har meget lang levetid for at nå stratosfæren, kan de gøre det, fordi de frigives i en højde meget tæt på den.
Stratosfærens nysgerrighed
Dette lag af atmosfæren har nogle nysgerrigheder, der kan overraske os. Blandt disse nysgerrigheder er:
- Lufttæthed er 10% lavere det på jordens overflade
- Temperaturerne i de nederste lag er omkring -56 grader i gennemsnit og luftstrømme når 200 kilometer i timen.
- Der er rapporter, der sikrer eksistensen af små mikroorganismer lever i stratosfæren. Disse mikrober menes at være kommet fra rummet. De er bakteriesporer, ekstremt resistente organismer, der kan danne et beskyttende lag omkring sig selv og derfor overlever de lave temperaturer, tørre forhold og høje niveauer af stråling, der findes i stratosfæren.
Som du kan se, har atmosfæren gode funktioner for os og resten af de levende væsener, der bebor vores planet. Stratosfæren indeholder noget, der er nødvendigt for vores overlevelse, og selvom det er miles højt, skal vi beskytte.