Наша атмосфера є різні шари в яких є різні гази різного складу. Кожен шар атмосфери має свою функцію та свої особливості, що відрізняють її від решти.
Ми тропосфера який є шаром атмосфери, в якій ми живемо і в якому відбуваються всі метеорологічні явища, стратосфера який є шаром атмосфери, в якому знаходиться озоновий шар, мезосфера де трапляється північне сяйво і термосфера це межує з космічним простором і там, де температура дуже висока. У цій публікації ми зупинимось на стратосфері та її значенні для життя на нашій планеті.
Характеристика стратосфери
Стратосфера знаходиться на висоті висотою близько 10-15 км і простягається приблизно до 45-50 км. Температура в стратосфері змінюється наступним чином: по-перше, вона починає бути стабільною (оскільки знаходиться на висотах, близьких до тропопаузи, де температура залишається незмінною) і досить низькою. Зі збільшенням висоти температура стратосфери зростає, оскільки вона поглинає все більше сонячного випромінювання. Поведінка температури в тропосфері працює всупереч тому, що робить тропосфера, в якій ми живемо, тобто замість того, щоб зменшуватися з висотою, вона збільшується.
У стратосфері майже не відбувається руху у вертикальному напрямку повітря, але вітри в горизонтальному напрямку часто можуть досягати 200 км / год. Проблема цього вітру в тому будь-яка речовина, яка потрапляє в стратосферу, розповсюджується по всій планеті. Прикладом цього є ХФУ. Ці гази, що складаються з хлору та фтору, руйнують озоновий шар і поширюються по всій планеті через сильний вітер із стратосфери.
У стратосфері майже немає хмар чи інших метеорологічних утворень. Іноді люди часто плутають підвищення температури стратосфери з її наближенням до Сонця. Логічно думати, що чим ближче ти до Сонця, тим воно буде спекотнішим. Однак це не так. У стратосфері ми можемо зустрітися знаменитий озоновий шар. Озоновий шар сам по собі не є "шаром", а є областю атмосфери, де концентрація цього газу набагато вища, ніж у решті атмосфери. Молекули озону відповідають за поглинання сонячної радіації, яка потрапляє на нас безпосередньо від Сонця і дозволяє життя на Землі. Ці молекули, що поглинають ультрафіолетові промені Сонця, перетворюють цю енергію на тепло, і тому температура стратосфери зростає у висоту.
Бо є тропопауза в яких повітря дуже стійке і відсутні потоки вітру, обмін частинками між тропосферою і стратосферою майже дорівнює нулю. З цієї причини у стратосфері майже немає водяної пари. Це означає, що хмари в стратосфері утворюються лише в тому випадку, якщо там настільки холодно, що невелика кількість існуючої води конденсується і утворює кристали льоду. Їх називають крижаними хмарними хмарами і не викликають опадів.
На кінці стратосфери знаходиться стратопауза. Це зона атмосфери, де висока концентрація озону закінчується, і температура стає дуже стабільною (близько 0 градусів за Цельсієм). Стратопауза - це та, що поступається місцем мезосфері.
Як цікавість, лише хімічні сполуки, які мають тривалий термін служби, - це ті, які можуть дістатися до стратосфери. Тепер так, коли вони вже там, вони можуть залишатися надовго. Наприклад, матеріали, що виділяються великими виверженнями вулканів, здатні залишатися в стратосфері майже два роки.
Озоновий шар
Озоновий шар не завжди має однакову концентрацію цього газу далеко від цього. У стратосфері утворення і постійне руйнування озону відбувається одночасно. Щоб утворився озон, сонячні промені повинні розбити молекулу кисню (O2) на два атоми кисню (O). Один із цих атомів при зустрічі з іншою молекулою кисню реагує на утворення озону (O3).
Так формуються молекули озону. Однак, природно, так само, як вони створюються, їх знищує сонячне випромінювання. Промені світла від Сонця падають на молекулу озону і знову руйнують її, утворюючи молекулу кисню (O2) і атом кисню (O). Тепер атом кисню реагує з іншою молекулою озону, утворюючи дві молекули кисню тощо. Це природний цикл, який балансує між утворенням і руйнуванням молекул озону. Таким чином, цей шар газів може поглинати велику кількість шкідливих ультрафіолетових променів і захищати нас.
Так було вже давно. Цикл, коли концентрація озону підтримувалася відносно стабільною та постійною з часом. Однак існує й інший спосіб знищення озону в атмосфері. Хлорфторуглероди (ХФУ) вони дуже стійкі в атмосфері і тому можуть досягати стратосфери. Ці гази мають досить тривалий термін служби, але коли вони досягають стратосфери, ультрафіолетові промені Сонця руйнують молекули, породжуючи дуже реакційноздатні радикали хлору. Ці реакційно-здатні радикали руйнують молекули озону, тому загальна кількість озону, який руйнується, набагато більша, ніж утворена. Таким чином було порушено баланс між утворенням та руйнуванням молекул озону, здатних поглинати шкідливу для нас сонячну радіацію.
Наслідки діри в озоновому шарі
На жаль, раніше ця тема не була відома настільки детально, так що в людській діяльності (використання хлорфторуглеродних аерозолів) їм вдалося досягти стратосфери велика кількість хлору та брому, що руйнують молекули озону. Оскільки для реакції потрібні світло і утворення полярних хмар при дуже низьких температурах, найнижчі рівні озону відбуваються навесні Антарктиди, а озонова діра формується особливо над Антарктидою. Ці озонові діри змушують більше ультрафіолетового випромінювання потрапляти на поверхню Землі і прискорюють відлигу.
У людини відбувається деградація озонового шару спричинив збільшення захворюваності на рак шкіри завдяки більшій кількості сонячного випромінювання, яке доходить до нас. Також уражаються рослини, особливо ті, що ростуть і мають слабкіші та менш розвинені стебла та листя.
Вплив літаків на стратосферу
Літаки також мали вплив на стратосферу, оскільки вони, як правило, літають на висоті від 10 до 12 км, тобто поблизу тропопаузи і початку стратосфери. У міру зростання повітряного руху викиди вуглекислого газу (CO2), водяної пари (H2O), оксидів азоту (NOx), оксидів сірки (SOx) та сажі зросли в атмосферу між верхньою тропосферою та нижня стратосфера.
Сьогодні, літаки спричиняють лише від 2 до 3% глобальних викидів парникових газів. Це також не має великого значення з точки зору глобального потепління. Однак, що насправді важливо для літаків, це те, що гази, які вони викидають, роблять це у верхній частині тропосфери. Це призводить до того, що виділяється водяна пара збільшує шанси утворити перисті хмари, які утримують більше тепла на Землі та сприяють глобальному потеплінню.
З іншого боку, оксиди азоту, що виділяються літаками, також небезпечні, оскільки вони пов’язані із зникненням озону в стратосфері. Ми повинні думати, що хоча парникові гази, що виділяються літаками, не мають дуже довгого життя, щоб дістатися до стратосфери, вони можуть це зробити, оскільки вони викидаються на висоту, дуже близьку до неї.
Стратосферні цікавинки
Цей шар атмосфери має деякі цікавинки, які можуть нас здивувати. Серед цих цікавинок:
- Щільність повітря на 10% нижче що на земній поверхні
- Температура в нижніх шарах близько -56 градусів в середньому, а потоки повітря досягають 200 кілометрів на годину.
- Є звіти, які забезпечують існування дрібних мікроорганізмів що живуть у стратосфері. Вважається, що ці мікроби прийшли з космосу. Вони являють собою спори бактерій, надзвичайно стійкі організми, які можуть утворити захисний шар навколо себе і, отже, переживають низькі температури, сухі умови та високий рівень радіації в стратосфері.
Як бачите, атмосфера виконує великі функції для нас та решти живих істот, що населяють нашу планету. Стратосфера містить щось, що необхідно для нашого виживання, і що, незважаючи на висоту кілометрів, ми повинні захищати.