Mūsu atmosfērā ir dažādi slāņi kurā ir dažādas dažāda sastāva gāzes. Katram atmosfēras slānim ir sava funkcija un savas īpašības, kas to atšķir no pārējā.
Mēs troposfērā kas ir atmosfēras slānis, kurā mēs dzīvojam un kurā notiek visas meteoroloģiskās parādības, stratosfērā kas ir atmosfēras slānis, kurā atrodas ozona slānis, mezosfēra kur notiek ziemeļblāzma un termosfēra kas robežojas ar kosmosu un kur temperatūra ir ļoti augsta. Šajā amatā mēs koncentrēsimies uz stratosfēru un tās nozīmi dzīvībai uz mūsu planētas.
Stratosfēras raksturojums
Stratosfēra atrodas augstumā apmēram 10-15 km augsts un stiepjas līdz apmēram 45-50 km. Temperatūra stratosfērā mainās šādi: pirmkārt, tā sāk būt stabila (jo tā atrodas augstumos tuvu tropopauzei, kur temperatūra paliek nemainīga) un diezgan zema. Palielinoties augstumam, stratosfēras temperatūra paaugstinās, jo tā absorbē arvien vairāk saules starojuma. Temperatūras izturēšanās troposfērā darbojas pretēji tam, ko dara troposfēra, kurā mēs dzīvojam, tas ir, tā vietā, lai samazinātu ar augstumu, tā palielinās.
Stratosfērā gandrīz nav kustību vertikālā gaisa virzienā, bet horizontālā virzienā vējš bieži var sasniegt 200 km / h. Šī vēja problēma ir tā jebkura viela, kas nonāk stratosfērā, ir izkliedēta visā planētā. Piemērs tam ir CFC. Šīs gāzes, kas sastāv no hlora un fluora, iznīcina ozona slāni un izplatās visā planētā spēcīgā vēja dēļ no stratosfēras.
Stratosfērā gandrīz nav mākoņu vai citu meteoroloģisko veidojumu. Dažreiz cilvēki bieži jauc stratosfēras temperatūras paaugstināšanos ar tās tuvumu Saulei. Ir loģiski domāt, ka jo tuvāk jūs esat Saulei, jo karstāk tas būs. Tomēr tas tā nav. Stratosfērā mēs varam satikties slavenais ozona slānis. Ozona slānis pats par sevi nav "slānis", bet ir atmosfēras apgabals, kurā šīs gāzes koncentrācija ir daudz augstāka nekā pārējā atmosfērā. Ozona molekulas ir atbildīgas par saules starojuma absorbēšanu, kas mūs trāpa tieši no Saules un ļauj dzīvot uz Zemes. Šīs molekulas, kas absorbē saules ultravioletos starus, pārveido šo enerģiju siltumā, un tāpēc stratosfēras temperatūra aug augstumā.
Jo ir tropopauze kurā gaiss ir ļoti stabils un nav vēja straumes, daļiņu apmaiņa starp troposfēru un stratosfēru ir gandrīz nulle. Šī iemesla dēļ stratosfērā gandrīz nav ūdens tvaiku. Tas nozīmē, ka mākoņi stratosfērā veidojas tikai tad, ja tie ir tik auksti, ka neliels esošā ūdens daudzums kondensējas un veido ledus kristālus. Tos sauc par ledus kristāla mākoņiem un tie neizraisa nokrišņus.
Stratosfēras beigās ir stratopauze. Tā ir atmosfēras zona, kur augsta ozona koncentrācija beidzas, un temperatūra kļūst ļoti stabila (aptuveni 0 grādi pēc Celsija). Stratopauze ir tā, kas dod vietu mezosfērai.
Kā ziņkārība, stratosfēru var sasniegt tikai tie ķīmiskie savienojumi, kuriem ir ilgs mūžs. Tagad jā, kad viņi ir tur, viņi var palikt uz ilgu laiku. Piemēram, materiāli, ko izstaro lieli vulkāna izvirdumi, spēj palikt stratosfērā gandrīz divus gadus.
Ozona slānis
Ozona slānis ne vienmēr ir vienāda šīs gāzes koncentrācija tālu no tā. Stratosfērā vienlaikus notiek ozona veidošanās un nepārtraukta iznīcināšana. Lai veidotos ozons, saules stariem jāsadala skābekļa molekula (O2) divos skābekļa atomos (O). Viens no šiem atomiem, satiekoties ar citu skābekļa molekulu, reaģē, veidojot ozonu (O3).
Tā veidojas ozona molekulas. Tomēr, protams, tāpat kā tie ir izveidoti, tos iznīcina saules starojums. Saules gaismas stari nokrīt uz ozona molekulas un atkal to iznīcina, lai radītu skābekļa molekulu (O2) un skābekļa atomu (O). Tagad skābekļa atoms reaģē ar citu ozona molekulu, veidojot divas skābekļa molekulas utt. Tas ir dabisks cikls, kas ir līdzsvarā starp ozona molekulu veidošanos un iznīcināšanu. Tādā veidā šis gāzu slānis var absorbēt lielu daudzumu kaitīgu ultravioleto staru un mūs aizsargāt.
Tā tas ir bijis jau ilgu laiku. Cikls, kurā ozona koncentrācija laika gaitā tika turēta relatīvi stabilā un nemainīgā koncentrācijā. Tomēr ir vēl viens veids, kā iznīcināt ozonu atmosfērā. Hlorfluorogļūdeņraži (CFC) tie atmosfērā ir ļoti stabili un tāpēc var nokļūt stratosfērā. Šīm gāzēm ir diezgan ilgs mūžs, bet, nonākot stratosfērā, Saules ultravioletie stari iznīcina molekulas, radot ļoti reaģējošus hlora radikāļus. Šie reaktīvie radikāļi iznīcina ozona molekulas, tāpēc kopējais iznīcinātā ozona daudzums ir daudz lielāks nekā radītais. Tādā veidā ir pārrauts līdzsvars starp ozona molekulu radīšanu un iznīcināšanu, kas spēj absorbēt mums kaitīgu saules starojumu.
Urbuma sekas ozona slānī
Diemžēl agrāk šī tēma nebija tik detalizēti zināma, tāpēc cilvēku darbībās (hlorfluorogļūdeņražu aerosolu izmantošana) viņiem izdevās nokļūt stratosfērā liels daudzums hlora un broma, kas iznīcina ozona molekulas. Tā kā reakcijai nepieciešama gaisma un polāro mākoņu veidošanās ļoti zemā temperatūrā, viszemākais ozona līmenis notiek Antarktīdas pavasarī, un ozona caurums veidojas īpaši virs Antarktīdas. Šie ozona caurumi izraisa vairāk ultravioletā starojuma nokļūšanu Zemes virsmā un paātrina atkusni.
Cilvēkiem ozona slāņa noārdīšanās ir izraisījis ādas vēža sastopamības pieaugumu pateicoties lielākam saules starojuma daudzumam, kas mūs sasniedz. Tiek ietekmēti arī augi, īpaši tie, kas aug un kuriem ir vājāki un mazāk attīstīti kāti un lapas.
Lidmašīnu ietekme stratosfērā
Lidmašīnām ir bijusi ietekme arī uz stratosfēru, jo tās parasti lido 10 līdz 12 km augstumā, tas ir, tuvu tropopauzei un stratosfēras sākumam. Palielinoties gaisa satiksmei, atmosfērā starp troposfēras augšējo daļu un slāpekli ir palielinājušās oglekļa dioksīda (CO2), ūdens tvaiku (H2O), slāpekļa oksīdu (NOx), sēra oksīdu (SOx) un kvēpu emisijas apakšējā stratosfēra.
Mūsdienās lidmašīnas rada tikai 2–3% no pasaules siltumnīcefekta gāzu emisijām. Arī globālās sasilšanas ziņā tam nav lielas nozīmes. Tomēr lidmašīnās patiešām ir svarīgi, ka to izdalītās gāzes to dara troposfēras augšdaļā. Tas izraisa izdalīto ūdens tvaiku palielinātu iespēju veidot cirrus mākoņus, kas uz Zemes saglabā vairāk siltuma un veicina globālo sasilšanu.
No otras puses, lidmašīnu emitētie slāpekļa oksīdi ir arī bīstami, jo tie ir saistīti ar ozona izzušanu stratosfērā. Mums jādomā, ka, lai gan lidmašīnu emitētajām siltumnīcefekta gāzēm nav ļoti ilgs mūžs, lai sasniegtu stratosfēru, tās to var izdarīt, jo tās tiek izlaistas ļoti tuvu tai tuvumā.
Stratosfēras kuriozi
Šajā atmosfēras slānī ir daži kuriozi, kas mūs var pārsteigt. Starp šiem kurioziem ir:
- Gaisa blīvums ir par 10% zemāks ka uz zemes virsmas
- Apakšējos slāņos temperatūra ir ap Vidēji -56 grādi, un gaisa straume sasniedz 200 kilometrus stundā.
- Ir ziņojumi, kas nodrošina mazu mikroorganismu esamība dzīvo stratosfērā. Tiek uzskatīts, ka šie mikrobi ir nākuši no kosmosa. Tās ir baktēriju sporas, ārkārtīgi izturīgi organismi, kas var veidot aizsargslāni ap sevi un tādējādi izdzīvot stratosfērā atrodamajā zemajā temperatūrā, sausajos apstākļos un augstā radiācijas līmenī.
Kā redzat, atmosfērai ir lielas funkcijas mums un pārējām dzīvajām būtnēm, kas apdzīvo mūsu planētu. Stratosfēra satur kaut ko nepieciešamu mūsu izdzīvošanai un kas, kaut arī tā ir kilometrus augsta, mums ir jāaizsargā.