Η ατμόσφαιρά μας έχει διαφορετικά επίπεδα στα οποία υπάρχουν διαφορετικά αέρια διαφορετικών συνθέσεων. Κάθε στρώμα της ατμόσφαιρας έχει τη λειτουργία του και τα δικά του χαρακτηριστικά που το κάνουν διαφορετικό από τα υπόλοιπα.
Εμείς η τροπόσφαιρα που είναι το στρώμα της ατμόσφαιρας στην οποία ζούμε και στην οποία λαμβάνουν χώρα όλα τα μετεωρολογικά φαινόμενα, η στρατόσφαιρα που είναι το στρώμα της ατμόσφαιρας στην οποία βρίσκεται το στρώμα του όζοντος, η μεσόσφαιρα όπου εμφανίζονται τα βόρεια φώτα και η θερμόσφαιρα που συνορεύει με το διάστημα και όπου η θερμοκρασία είναι πολύ υψηλή. Σε αυτήν την ανάρτηση θα επικεντρωθούμε στη στρατόσφαιρα και τη σημασία που έχει για τη ζωή στον πλανήτη μας.
Χαρακτηριστικά της στρατόσφαιρας
Η στρατόσφαιρα είναι σε ύψος περίπου 10-15 χλμ. και εκτείνεται έως περίπου 45-50 χλμ. Η θερμοκρασία στη στρατόσφαιρα ποικίλλει με τον ακόλουθο τρόπο: αρχικά, αρχίζει να είναι σταθερή (αφού βρίσκεται σε ύψη κοντά στην τροπόπαυση όπου η θερμοκρασία παραμένει η ίδια) και αρκετά χαμηλή. Καθώς αυξάνεται το υψόμετρο, η θερμοκρασία της στρατόσφαιρας αυξάνεται, καθώς απορροφά όλο και περισσότερη ηλιακή ακτινοβολία. Η συμπεριφορά της θερμοκρασίας στην τροπόσφαιρα λειτουργεί το αντίθετο από αυτό που κάνει η τροπόσφαιρα στην οποία ζούμε, δηλαδή, αντί να μειώνεται με το ύψος, αυξάνεται.
Στην στρατόσφαιρα δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου κίνηση στην κατακόρυφη κατεύθυνση του αέρα, αλλά οι άνεμοι στην οριζόντια κατεύθυνση μπορούν συχνά να φτάσουν τα 200 km / h. Το πρόβλημα με αυτόν τον άνεμο είναι ότι κάθε ουσία που φτάνει στη στρατόσφαιρα διαχέεται σε ολόκληρο τον πλανήτη. Ένα παράδειγμα αυτού είναι τα CFC. Αυτά τα αέρια που αποτελούνται από χλώριο και φθόριο καταστρέφουν τη στιβάδα του όζοντος και εξαπλώνονται σε όλο τον πλανήτη λόγω ισχυρών ανέμων από τη στρατόσφαιρα.
Δεν υπάρχουν σχεδόν καθόλου σύννεφα ή άλλοι μετεωρολογικοί σχηματισμοί στη στρατόσφαιρα. Μερικές φορές οι άνθρωποι συγχέουν συχνά την αύξηση των θερμοκρασιών της στρατόσφαιρας με την εγγύτητά του με τον Ήλιο. Είναι λογικό να πιστεύουμε ότι όσο πιο κοντά είστε στον Ήλιο, τόσο πιο ζεστό θα είναι. Ωστόσο, αυτό δεν ισχύει. Στη στρατόσφαιρα μπορούμε να συναντηθούμε το διάσημο στρώμα του όζοντος. Η στιβάδα του όζοντος δεν είναι από μόνη της «στρώμα», αλλά είναι μια περιοχή της ατμόσφαιρας στην οποία η συγκέντρωση αυτού του αερίου είναι πολύ υψηλότερη από ό, τι στην υπόλοιπη ατμόσφαιρα. Τα μόρια του όζοντος είναι υπεύθυνα για την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας που μας χτυπά απευθείας από τον Ήλιο και επιτρέπει τη ζωή στη Γη. Αυτά τα μόρια που απορροφούν τις υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου μεταμορφώνουν αυτήν την ενέργεια σε θερμότητα και, επομένως, είναι ο λόγος για τον οποίο η θερμοκρασία της στρατόσφαιρας αυξάνεται σε ύψος.
Επειδή υπάρχει η τροπόπαυση όπου ο αέρας είναι πολύ σταθερός και δεν υπάρχουν ρεύματα ανέμου, η ανταλλαγή σωματιδίων μεταξύ της τροπόσφαιρας και της στρατόσφαιρας είναι σχεδόν μηδενική. Για αυτόν τον λόγο δεν υπάρχει σχεδόν καθόλου υδρατμός στη στρατόσφαιρα. Αυτό σημαίνει ότι τα σύννεφα στη στρατόσφαιρα σχηματίζονται μόνο εάν είναι τόσο κρύο που η μικρή ποσότητα του υπάρχοντος νερού συμπυκνώνεται και σχηματίζει κρύσταλλα πάγου. Ονομάζονται σύννεφα πάγου κρυστάλλου και δεν προκαλούν βροχόπτωση.
Στο τέλος της στρατόσφαιρας βρίσκεται η στρατόπαυση. Είναι μια περιοχή της ατμόσφαιρας όπου οι υψηλές συγκεντρώσεις όζοντος τελειώνουν και η θερμοκρασία γίνεται πολύ σταθερή (περίπου 0 βαθμοί Κελσίου). Η στρατόπαυση είναι αυτή που δίνει τη θέση της στη μεσόσφαιρα.
Ως περιέργεια, μόνο χημικές ενώσεις που έχουν μεγάλη διάρκεια ζωής είναι αυτές που μπορούν να φτάσουν στη στρατόσφαιρα. Τώρα ναι, όταν είναι εκεί, μπορούν να μείνουν για μεγάλο χρονικό διάστημα. Για παράδειγμα, υλικά που εκπέμπονται από μεγάλες ηφαιστειακές εκρήξεις είναι ικανά να παραμείνουν στη στρατόσφαιρα για σχεδόν δύο χρόνια.
Το στρώμα του όζοντος
Το στρώμα του όζοντος δεν έχει πάντα την ίδια συγκέντρωση αυτού του αερίου μακριά από αυτό. Στην στρατόσφαιρα, ο σχηματισμός και η συνεχής καταστροφή του όζοντος συμβαίνει ταυτόχρονα. Για να σχηματιστεί το όζον, οι ακτίνες του ηλιακού φωτός πρέπει να σπάσουν ένα μόριο οξυγόνου (O2) σε δύο άτομα οξυγόνου (O). Ένα από αυτά τα άτομα όταν συναντά ένα άλλο μόριο οξυγόνου αντιδρά σχηματίζοντας όζον (Ο3).
Έτσι σχηματίζονται τα μόρια του όζοντος. Ωστόσο, φυσικά, όπως δημιουργούνται, καταστρέφονται από την ηλιακή ακτινοβολία. Οι ακτίνες του φωτός από τον Ήλιο πέφτουν στο μόριο του όζοντος και το καταστρέφουν ξανά για να δημιουργήσουν ένα μόριο οξυγόνου (O2) και ένα άτομο οξυγόνου (O). Τώρα το άτομο οξυγόνου αντιδρά με ένα άλλο μόριο όζοντος για να σχηματίσει δύο μόρια οξυγόνου, και ούτω καθεξής. Είναι ένας φυσικός κύκλος που βρίσκεται σε ισορροπία μεταξύ του σχηματισμού και της καταστροφής των μορίων του όζοντος. Με αυτόν τον τρόπο, αυτό το στρώμα αερίων μπορεί να απορροφήσει μια μεγάλη ποσότητα επιβλαβών υπεριωδών ακτίνων και να μας προστατεύσει.
Αυτό ισχύει εδώ και πολύ καιρό. Ένας κύκλος όπου η συγκέντρωση του όζοντος διατηρήθηκε σε σχετικά σταθερή και σταθερή συγκέντρωση με την πάροδο του χρόνου. Ωστόσο, υπάρχει ένας άλλος τρόπος για να καταστρέψετε το όζον στην ατμόσφαιρα. Χλωροφθοράνθρακες (CFC) είναι πολύ σταθερά στην ατμόσφαιρα και μπορούν επομένως να φτάσουν στη στρατόσφαιρα. Αυτά τα αέρια έχουν αρκετά μεγάλη διάρκεια ζωής, αλλά όταν φτάνουν στη στρατόσφαιρα, οι υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου καταστρέφουν τα μόρια, δημιουργώντας ρίζες χλωρίου που είναι πολύ αντιδραστικές. Αυτές οι αντιδραστικές ρίζες καταστρέφουν τα μόρια του όζοντος, οπότε η συνολική ποσότητα του όζοντος που καταστρέφεται είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτήν που παράγεται. Με αυτόν τον τρόπο, η ισορροπία μεταξύ παραγωγής και καταστροφής μορίων όζοντος ικανών να απορροφήσουν ηλιακή ακτινοβολία που είναι επιβλαβής για εμάς έχει σπάσει.
Συνέπειες της τρύπας στο στρώμα του όζοντος
Δυστυχώς, στο παρελθόν αυτό το θέμα δεν ήταν γνωστό τόσο λεπτομερώς, έτσι ώστε σε ανθρώπινες δραστηριότητες (χρήση αερολυμάτων χλωροφθορανθράκων) κατάφεραν να φτάσουν στη στρατόσφαιρα μεγάλες ποσότητες χλωρίου και βρωμίου που καταστρέφουν τα μόρια του όζοντος. Επειδή η αντίδραση απαιτεί φως και ο σχηματισμός πολικών νεφών σε πολύ χαμηλές θερμοκρασίες, τα χαμηλότερα επίπεδα όζοντος εμφανίζονται την άνοιξη της Ανταρκτικής και η τρύπα του όζοντος σχηματίζεται ειδικά στην Ανταρκτική. Αυτές οι τρύπες του όζοντος προκαλούν περισσότερη υπεριώδη ακτινοβολία να φτάσει στην επιφάνεια της Γης και να επιταχύνει την απόψυξη.
Στους ανθρώπους, η υποβάθμιση της στιβάδας του όζοντος έχει προκαλέσει αύξηση της συχνότητας εμφάνισης καρκίνου του δέρματος λόγω της μεγαλύτερης ποσότητας ηλιακής ακτινοβολίας που μας φτάνει. Τα φυτά επηρεάζονται επίσης, ειδικά εκείνα που αναπτύσσονται και έχουν ασθενέστερους και λιγότερο αναπτυγμένους μίσχους και φύλλα.
Επιπτώσεις των αεροπλάνων στη στρατόσφαιρα
Τα αεροσκάφη είχαν επίσης αντίκτυπο στη στρατόσφαιρα, επειδή συνήθως πετούν σε ύψος μεταξύ 10 και 12 km, δηλαδή, κοντά στην τροπόπαυση και στην αρχή της στρατόσφαιρας. Καθώς έχει αυξηθεί η εναέρια κυκλοφορία, οι εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα (CO2), υδρατμών (H2O), οξειδίων του αζώτου (NOx), οξειδίων του θείου (SOx) και αιθάλης έχουν αυξηθεί στην ατμόσφαιρα μεταξύ της άνω τροπόσφαιρας και της κατώτερη στρατόσφαιρα.
Σήμερα, αεροπλάνα προκαλούν μόνο μεταξύ 2 και 3% των παγκόσμιων εκπομπών θερμοκηπίου. Αυτό δεν έχει μεγάλη σημασία ούτε από την άποψη της υπερθέρμανσης του πλανήτη. Ωστόσο, αυτό που είναι πραγματικά σημαντικό για τα αεροπλάνα είναι ότι τα αέρια που εκπέμπουν το κάνουν στο άνω μέρος της τροπόσφαιρας. Αυτό αναγκάζει τους εκπεμπόμενους υδρατμούς να αυξήσουν τις πιθανότητες σχηματισμού σύννεφων cirrus που διατηρούν περισσότερη θερμότητα στη Γη και συμβάλλουν στην υπερθέρμανση του πλανήτη.
Από την άλλη πλευρά, τα οξείδια του αζώτου που εκπέμπονται από αεροπλάνα είναι επίσης επικίνδυνα, καθώς σχετίζονται με την εξαφάνιση του όζοντος στη στρατόσφαιρα. Πρέπει να σκεφτούμε ότι αν και τα αέρια του θερμοκηπίου που εκπέμπουν τα αεροπλάνα δεν έχουν πολύ μεγάλη διάρκεια ζωής για να φτάσουν στη στρατόσφαιρα, μπορούν να το κάνουν, επειδή απελευθερώνονται σε ύψος πολύ κοντά σε αυτό.
Περιέργειες στρατόσφαιρας
Αυτό το στρώμα της ατμόσφαιρας έχει κάποιες περιέργειες που μπορεί να μας εκπλήξουν. Μεταξύ αυτών των περιέργων είναι:
- Πυκνότητα αέρα είναι 10% χαμηλότερη αυτό στην επιφάνεια της γης
- Οι θερμοκρασίες στα κάτω στρώματα είναι γύρω -56 βαθμούς κατά μέσο όρο και τα ρεύματα αέρα φτάνουν τα 200 χιλιόμετρα την ώρα.
- Υπάρχουν αναφορές που διασφαλίζουν την ύπαρξη μικρών μικροοργανισμών ζουν στη στρατόσφαιρα. Αυτά τα μικρόβια πιστεύεται ότι προέρχονται από το διάστημα. Είναι βακτηριακά σπόρια, εξαιρετικά ανθεκτικοί οργανισμοί που μπορούν να σχηματίσουν ένα προστατευτικό στρώμα γύρω τους και επομένως επιβιώνουν από τις χαμηλές θερμοκρασίες, τις ξηρές συνθήκες και τα υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας που βρίσκονται στη στρατόσφαιρα.
Όπως μπορείτε να δείτε, η ατμόσφαιρα έχει εξαιρετικές λειτουργίες για εμάς και για τα υπόλοιπα ζωντανά όντα που κατοικούν στον πλανήτη μας. Η στρατόσφαιρα περιέχει κάτι που είναι απαραίτητο για την επιβίωσή μας και ότι, αν και είναι χιλιόμετρα ψηλά, πρέπει να προστατεύσουμε.