Naša atmosfera je različiti slojevi 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 kojem se nalazi ozonski omotač, mezosfera gdje se javlja sjeverno svjetlo i termosfera koji se graniči s svemirom i gdje je temperatura vrlo visoka. U ovom postu usredotočit ćemo se na stratosferu i važnost koju ona ima za život na našem planetu.
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 (budući da se nalazi na visinama blizu tropopauze gdje temperatura ostaje ista) i prilično niska. Kako se povećavamo na nadmorskoj visini, temperatura stratosfere raste, jer upija sve više i više sunčevog zračenja. Ponašanje temperature u troposferi djeluje suprotno od onoga što radi troposfera u kojoj živimo, odnosno, umjesto da se smanjuje s visinom, ona se povećava.
U stratosferi gotovo da nema vertikalnog kretanja zraka, ali vodoravni vjetrovi često mogu doseći 200 km / h. Problem ovog vjetra je taj bilo koja tvar koja dospije u stratosferu raspršena je po cijelom planetu. Primjer za to su CFC-ovi. Ti plinovi sastavljeni od klora i fluora uništavaju ozonski sloj i šire se po cijelom planetu zbog jakog vjetra iz stratosfere.
U stratosferi gotovo da nema oblaka ili drugih meteoroloških formacija. Ponekad ljudi često brkaju porast temperatura stratosfere s njenom blizinom Suncu. Logično je pomisliti da će, što je bliže Suncu, biti vruće. Međutim, to nije slučaj za to. U stratosferi se možemo susresti poznati ozonski omotač. Ozonski sloj sam po sebi nije "sloj", već je područje atmosfere u kojem je koncentracija ovog plina mnogo veća nego u ostatku atmosfere. Molekule ozona odgovorne su za apsorpciju sunčevog zračenja koje nas pogađa izravno sa Sunca i omogućava život na Zemlji. Te molekule koje apsorbiraju sunčeve ultraljubičaste zrake transformiraju tu energiju u toplinu i, zbog toga, temperatura stratosfere raste u visinu.
Jer postoji tropopauza u kojem je zrak vrlo stabilan i nema strujanja vjetra, razmjena čestica između troposfere i stratosfere gotovo je 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 oborine.
Na kraju stratosfere nalazi se stratopauza. To je područje atmosfere gdje visoke koncentracije ozona prestaju i temperatura postaje vrlo stabilna (oko 0 stupnjeva Celzijevih). Stratopauza je ta koja ustupa mjesto mezosferi.
Kao zanimljivost, samo kemijski spojevi koji imaju dug životni vijek su oni koji mogu doći do stratosfere. Sad 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 istodobno uništava. Da bi ozon nastao, zrake sunčeve svjetlosti moraju razbiti molekulu kisika (O2) na dva atoma kisika (O). Jedan od ovih atoma pri susretu s drugom molekulom kisika reagira stvarajući ozon (O3).
Tako nastaju molekule ozona. Međutim, naravno, baš kao što su stvoreni, uništeni su sunčevim zračenjem. Sunčeve zrake padaju na molekulu ozona i ponovno je uništavaju dajući molekulu kisika (O2) i atom kisika (O). Sad atom kisika reagira s drugom molekulom ozona stvarajući dvije molekule 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 tijekom vremena održavala na relativno stabilnoj i konstantnoj koncentraciji. Međutim, postoji još jedan način za uništavanje ozona u atmosferi. Klorofluoroogljikovodici (CFC) vrlo su stabilni u atmosferi i zbog toga mogu doći do stratosfere. Ti plinovi imaju prilično dug život, ali kad dođu do stratosfere, ultraljubičaste zrake Sunca uništavaju molekule stvarajući klorne radikale koji su vrlo reaktivni. Ti reaktivni radikali uništavaju molekule ozona, pa je količina ozona koja je ukupno uništena puno veća od one koja se stvara. Na taj je način narušena 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 u ljudskim aktivnostima (upotreba klorofluoroogljikovodičnih aerosola) uspjeli doći do stratosfere velike količine klora i broma koji uništavaju molekule ozona. Budući da je za reakciju potrebno svjetlo i stvaranje polarnih oblaka pri vrlo niskim temperaturama, najniže razine ozona javljaju se u proljeće Antarktike, a ozonska rupa nastaje posebno nad Antarktikom. Te ozonske rupe uzrokuju da više ultraljubičastog zračenja dospije na površinu Zemlje i ubrzava odmrzavanje.
U ljudi, razgradnja ozonskog sloja je uzrokovao porast učestalosti raka kože zbog veće količine sunčevog zračenja koje dolazi do nas. Pogođene su i biljke, posebno one koje rastu i imaju slabije i slabije razvijene stabljike i lišće.
Utjecaji zrakoplova u stratosferi
Zrakoplovi su također 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 povećavale su se u atmosferu između gornje troposfere i donja stratosfera.
danas zrakoplovi uzrokuju samo između 2 i 3% globalnih emisija staklenika. To nije od velike važnosti ni u smislu globalnog zatopljenja. Međutim, ono što je zaista važno za avione jest da plinovi koje emitiraju to čine u gornjem dijelu troposfere. To uzrokuje da emitirana vodena para povećava šanse za stvaranje oblaka cirusa koji zadržavaju više topline na Zemlji i doprinose globalnom zagrijavanju.
S druge strane, dušični oksidi koje emitiraju zrakoplovi također su opasni, jer su povezani s nestankom ozona u stratosferi. Moramo misliti da, iako staklenički plinovi koje zrače zrakoplovi nemaju jako dug životni vijek da bi dosegli stratosferu, oni to mogu 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:
- Gustoća zraka je 10% niža ono na zemljinoj površini
- Temperature u donjim slojevima su oko -56 stupnjeva u prosjeku, a zračne struje dosežu 200 kilometara na sat.
- Postoje izvješća koja osiguravaju postojanje malih mikroorganizama koji žive u stratosferi. Vjeruje se da su ti mikrobi došli iz svemira. Oni su bakterijske spore, izuzetno otporni organizmi koji mogu oko sebe stvoriti zaštitni sloj i stoga preživjeti niske temperature, suhe uvjete i visoku razinu zračenja pronađene u stratosferi.
Kao što vidite, atmosfera ima sjajne funkcije za nas i ostala živa bića koja naseljavaju naš planet. Stratosfera sadrži nešto što je neophodno za naš opstanak i što, iako je visoka kilometrima, moramo zaštititi.