Caracteristicile tropopauzei, compoziția chimică și funcțiile

4470
Egbert Haynes

tropopauză este o zonă intermediară de tranziție între două straturi ale atmosferei Pământului. Este situat între stratul inferior al atmosferei, numit troposferă, și stratul de deasupra acestuia, stratosfera..

Atmosfera Pământului a fost împărțită în mai multe straturi. Aceste straturi se numesc „sfere”, iar zonele de tranziție dintre straturi se numesc „pauze”. Conform compoziției sale chimice și a variației de temperatură, straturile atmosferei sunt troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera și exosfera..

Figura 1. Straturi și zone de tranziție ale atmosferei Pământului. Sursă: Josell7 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Troposfera se extinde de la suprafața Pământului până la 10 km înălțime. Stratosfera variază între 10 km și 50 km înălțime. Mesosfera variază de la 50 km la 80 km înălțime. Termosfera de la 80 km la 500 km, iar exosfera de la 500 km la 10.000 km în înălțime. Aceasta din urmă este limita cu spațiu interplanetar.

Indice articol

  • 1 Caracteristicile tropopauzei
    • 1.1 Înălțime
    • 1.2 Tropopauza ca zonă de calm
    • 1.3 Temperatura
    • 1.4 Zona de discontinuitate
    • 1.5 Zona de depozitare și transport a umezelii
    • 1.6 Formarea cirilor
  • 2 Compoziția chimică a tropopauzei
  • 3 Cum se studiază tropopauza?
  • 4 Funcții
  • 5 Referințe

Caracteristicile tropopauzei

Tropopauza este o regiune cu caracteristici deosebite care și-au motivat recent studiul științific în detaliu. Fiind zona de tranziție a proprietăților dintre troposferă și stratosferă, este oportun să indicăm pe scurt caracteristicile acestor două straturi..

Troposfera este stratul activ în care apar fenomenele meteorologice care provoacă clima, cum ar fi vânturile, ploile, furtunile electrice și uraganele. Temperatura din acest strat scade odată cu altitudinea.

În stratosferă, temperatura crește odată cu altitudinea datorită efectului reacțiilor chimice care degajă căldură (exotermă). Este implicat în principal ozonul, care absoarbe radiațiile ultraviolete (UV) de mare energie din soare.

Tropopauza este granița dintre aceste două straturi gazoase care au temperatură, compoziție chimică și proprietăți dinamice generale foarte diferite. Caracteristicile tropopauzei sunt prezentate pe scurt mai jos..

Înălţime

Înălțimea la care se află tropopauza deasupra suprafeței Pământului este variabilă. Modificări cu latitudinea, sezonul și ora din zi.

Tropopauza este situată la o înălțime medie de 7-10 km în regiunile polilor Pământului și între 16 și 18 km înălțime în zonele tropice, în jurul ecuatorului..

În acest fel, tropopauza polară este mai caldă și mai aproape de suprafața pământului, în timp ce tropopauza ecuatorial-tropicală este mai rece și mai înaltă..

La ecuator, razele soarelui lovesc perpendicular pe suprafața Pământului, provocând o încălzire mare a suprafeței. Această căldură de la suprafața pământului este absorbită de aerul troposferei, care se extinde în această zonă ecuatorial-tropicală și crește distanța până la tropopauză..

Prin mai multe studii științifice s-a stabilit că înălțimea globală a tropopauzei a crescut în ultimii ani. Se crede că această creștere s-ar putea datora creșterii gazelor cu efect de seră (GES), scăderii stratului de ozon al stratosferei și răcirii acestui strat.

Modificările înălțimii tropopauzei sunt dovezi ale încălzirii troposferei, numită încălzire globală.

Tropopauza ca zonă de calm

Tropopauza constituie o zonă de relativă calmă, deoarece fenomenele meteorologice care au originea climatului au loc sub această zonă, în troposferă. Cu toate acestea, studii recente raportează că tropopauza prezintă o anumită dinamică.

Temperatura

În zona tropopauzei temperatura rămâne constantă, nu scade odată cu înălțimea (ca în troposferă) și nici nu crește cu înălțimea (ca în stratosferă). Temperatura tropopauzei este de aproximativ -55°C.

Zona de discontinuitate

Tropopauza nu este o zonă continuă; există pauze în această regiune în zonele latitudinilor tropicale și latitudinilor medii ale emisferelor nordice și sudice ale Pământului.

Zona de depozitare și transport a umezelii

Tropopauza acționează ca un rezervor mare pentru umezeală în troposferă și are funcția de a transporta vaporii de apă în stratosferă..

Formarea norilor cirrus

Tropopauza este regiunea în care se formează cirii, un tip de nor înalt, alb, compus din cristale de gheață. Ele au forma unor filamente în benzi înguste și fine, asemănătoare buclelor de păr.

Figura 2. Nori de cirus. Sursa: Pixabay.com

Norii cirizi reflectă lumina soarelui și prind căldura pe care Pământul o emite spre exterior. Nu se știe exact dacă echilibrul net al norilor cirri se răcește sau se încălzește pe planetă.

Apariția norilor cirri indică o schimbare a vremii cu temperaturi scăzute și ploi în următoarele 24 de ore.

Compoziția chimică a tropopauzei

Tropopauza reprezintă o zonă de schimbare bruscă între compoziția chimică a troposferei și cea a stratosferei. Conține gaze care provin din ambele straturi.

În tropopauză există gaze din troposferă, cum ar fi vaporii de apă și monoxidul de carbon (CO). Există, de asemenea, ozon (O3), gaz care provine din stratosferă.

Reacții chimice foarte interesante apar în tropopauză. Oamenii de știință încearcă să studieze aceste schimbări chimice pentru a obține o explicație mai completă a fenomenului încălzirii globale..

Cum se studiază tropopauza?

Pentru a studia tropopauza, trebuie prelevate probe din amestecul său de gaze. Această prelevare la altitudini de până la 18 km deasupra suprafeței pământului prezintă multe dificultăți.

Doar câteva aeronave pot atinge aceste înălțimi. NASA are trei avioane foarte sofisticate echipate cu echipamente speciale pentru efectuarea acestor studii. Acestea sunt avioanele ER-2, DC-8 și WB-57.

Aceste trei avioane, cuplate la o infrastructură de sprijin cu sateliți și radare, echipamente de detectare in situ și teledetecție, îndeplinesc așa-numita misiune TC4 pentru acronimul său de engleză: Compoziție tropicală, Clouds and Climate Coupling Experiment.

Caracteristici

Tropopauza are funcții importante în transportul vaporilor de apă din troposferă în stratosferă. De asemenea, servește ca zonă pentru amestecarea gazelor de origine troposferică (vapori de apă, monoxid de carbon) cu gaze din stratosferă (ozon)..

Recent, tropopauza este studiată ca un indicator al încălzirii globale a planetei și a fenomenelor care determină chimia atmosferică generală.

Referințe

  1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. și colab. (2018) Observații ale aerului sărac în ozon în stratul tropical de tropopauză. Chimie și fizică atmosferică. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
  2. Biernat, K., Keyser, D. și Bosart, L. F. (2017). Legături între Marele Ciclon Arctic din august 2012 și Tropopause Polar Vortices. American Geophysical Union, Fall Meeting 2017, rezumat # A43D-2478.
  3. Werner, B. (2017) Testarea stratosferei subtropicale inferioare și a stratului tropical de troposferă superioară și tropopauză pentru brom anorganic. Chimie și fizică atmosferică. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
  4. Jensen, E.J., Pfister, L., Jordan, D.E., Bui, T.V., Ueyama, R. și Singh.H.B. (2017). Experimentul de Tropopauză Tropicală Aerotrasportată de NASA: măsurători de aeronave de mare altitudine în Pacificul de Vest Tropical. AMS 100. Jurnale online. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen, E.J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. și toate. (2018). Nucleația eterogenă a gheții în stratul de tropopauză tropicală. Journal of Geographic Research: Atmosphere. 123 (21): 12.210-12.227.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.