- A tropopause jellemzői
- Magasság
- A tropopause mint a nyugalom zónája
- Hőfok
- Megszakítási zóna
- Nedvességtartó és szállító terület
- Cirrusfelhők kialakulása
- A tropopause kémiai összetétele
- Hogyan vizsgálják a tropopause-t?
- Jellemzők
- Irodalom
A tropopause egy átmeneti átmeneti zóna a Föld légkörének két rétege között. A légkör alsó rétege, az úgynevezett troposzféra, és a felette lévő réteg, a sztratoszféra között helyezkedik el.
A Föld légkörét több rétegre osztották. Ezeket a rétegeket "gömböknek" nevezzük, és a rétegek közötti átmeneti zónákat "szüneteknek" nevezzük. Kémiai összetétele és hőmérsékleti változása szerint a légkör rétegei a troposzféra, a sztratoszféra, a mezoszféra, a termoszféra és az exoszféra.
1. ábra: A Föld légkörének rétegei és átmeneti zónái. Forrás: Josell7 A troposzféra a Föld felszínétől 10 km magasságig terjed. A sztratoszféra 10 km-től 50 km-ig terjed. A mezoszféra 50 km-től 80 km-ig terjed. A termoszféra 80 km-től 500 km-ig, az exoszféra pedig 500 km-től 10 000 km-ig terjed. Ez utóbbi a határ a bolygóközi térben.
A tropopause jellemzői
A tropopause egy olyan régió, amelynek nagyon sajátos jellemzői vannak, és amely a közelmúltban részletesebben motiválta tudományos kutatását. Mivel a tulajdonságok átmeneti zónája a troposzféra és a sztratoszféra között, helyénvaló röviden bemutatni e két réteg jellemzőit.
A troposzféra az az aktív réteg, amelyen az éghajlatot kiváltó meteorológiai jelenségek, például szél, eső, elektromos viharok és hurrikánok fordulnak elő. Ebben a rétegben a hőmérséklet a magassággal csökken.
A sztratoszférában a hőmérséklet megemelkedik a magassággal a hőt kibocsátó kémiai reakciók hatására (exoterm). Elsősorban az ózon van jelen, amely nagy energiájú ultraibolya (UV) sugárzást vesz fel a nap által.
A tropopause a határ a két gáznemű réteg között, amelyek hőmérséklete, kémiai összetétele és általános dinamikája nagyon eltérő tulajdonságokkal rendelkezik. A tropopause jellemzőit az alábbiakban röviden soroljuk fel.
Magasság
A magassága, amelyen a tropopause a Föld felszíne felett helyezkedik el, változó. Ez a szélesség, az évszak és a napszak függvényében változik.
A tropopause átlagosan 7-10 km magasságban helyezkedik el a Föld pólusának régióiban, 16-18 km magasságban pedig a trópusok területein, az Egyenlítő körül.
Ily módon a poláris tropopause melegebb és közelebb van a föld felületéhez, míg az egyenlítői-trópusi tropopause hűvösebb és magasabb.
Az Egyenlítőn a Nap sugarai merőlegesen csapódnak a Föld felületére, nagy felmelegedést okozva. A föld felszínéből származó hőt felveszi a troposzféra levegője, amely kiterjed ezen az egyenlítői-trópusi övezetben és megnöveli a tropopause távolságát.
Különböző tudományos kutatások során megállapították, hogy a tropopause globális magassága megnőtt az utóbbi években. Úgy gondolják, hogy ez a növekedés oka lehet az üvegházhatású gázok (ÜHG) növekedése, a sztratoszféra ózonrétegének csökkenése és ennek a rétegnek a lehűlése.
A tropopause magasságában bekövetkező változások a troposzféra felmelegedésének bizonyítékai, az úgynevezett globális felmelegedés.
A tropopause mint a nyugalom zónája
A tropopause a viszonylag nyugodt zónát képezi, mivel az éghajlatból származó meteorológiai jelenségek e zóna alatt, a troposzféra alatt fordulnak elő. A legfrissebb tanulmányok azonban azt mutatják, hogy a tropopause különleges dinamikát mutat.
Hőfok
A tropopause zónában a hőmérséklet állandó marad, magassággal nem csökken (mint a troposzféra esetében), és magassággal sem növekszik (mint a sztratoszférában). A tropopause hőmérséklete körülbelül -55 ° C.
Megszakítási zóna
A tropopause nem folyamatos zóna; ebben a régióban szünetek vannak a Föld északi és déli féltekéjének trópusi szélességein és közép szélességén.
Nedvességtartó és szállító terület
A tropopause a troposzférában lévő nagy nedvességtartályként működik, és a vízgőznek a sztratoszférába juttatása funkciója.
Cirrusfelhők kialakulása
A tropopause az a régió, ahol cirrusszerű felhők alakulnak ki, egyfajta magas, fehér felhők, amelyek jégkristályokból állnak. Szálak alakúak, keskeny, finom szalagokban, hasonlóan a hajgörbékhez.
2. ábra. Cirrusfelhők. Forrás: Pixabay.com
Cirrusfelhők tükrözik a napfényt és csapdába ejtik azt a hőt, amelyet a Föld kifelé bocsát ki. Pontosan nem ismert, hogy a cirrusfelhők nettó egyenlege hűti-e vagy felmeleged-e a bolygót.
A cirrusfelhők megjelenése az időjárás változására utal, alacsony hőmérsékleten és az esőn a következő 24 órán belül.
A tropopause kémiai összetétele
A tropopause a troposzféra és a sztratoszféra kémiai összetétele közötti hirtelen változás zónáját képviseli. Gázokat tartalmaz, amelyek mindkét rétegből származnak.
A tropopauzában vannak olyan troposzféra gázok, mint például a vízgőz és a szén-monoxid (CO). Van még ózon (O 3), egy gáz, amely a sztratoszférából származik.
Nagyon érdekes kémiai reakciók fordulnak elő a tropopauzában. A tudósok megpróbálják tanulmányozni ezeket a kémiai változásokat, hogy teljesebb magyarázatot kapjanak a globális felmelegedés jelenségéről.
Hogyan vizsgálják a tropopause-t?
A tropopause tanulmányozásához mintákat kell venni annak gázkeverékéből. Ez a mintavétel a föld felszínétől legfeljebb 18 km magasságban számos nehézséget okoz.
Csak néhány repülőgép érheti el ezeket a magasságokat. A NASA három nagyon kifinomult repülőgéppel rendelkezik, amelyek speciális felszereléssel vannak felszerelve e vizsgálatok elvégzéséhez. Ezek az ER-2, DC-8 és WB-57 repülőgépek.
Ez a három repülőgép, műholdakkal és radarokkal, in situ érzékelő és távérzékelő berendezésekkel ellátott támogató infrastruktúrával párosítva, úgynevezett TC4 küldetést lát el angolul betűszóként: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.
Jellemzők
A tropopause fontos szerepet játszik a vízgőznek a troposzféra és a sztratoszféra szállításában. Ez a zóna egyben a troposzféra eredetű gázok (vízgőz, szén-monoxid) és a sztratoszféra (ózon) gázok keverésére is.
A tropopause-t nemrégiben tanulmányozták a bolygó globális felmelegedésének és az általános légköri kémiát meghatározó jelenségek mutatójaként.
Irodalom
- Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. és mtsai. (2018) Az ózonszegény levegő megfigyelései a trópusi tropopause rétegben. Légköri kémia és fizika. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
- Biernat, K., Keyser, D. és Bosart, LF (2017). Kapcsolatok a 2012. augusztus nagy sarkvidéki ciklon és a tropopause sarki örvényei között. Amerikai Geofizikai Unió, 2017. őszi találkozó, absztrakt # A43D-2478.
- Werner, B. (2017) A szubtrópusi legalacsonyabb sztratoszféra, valamint a trópusi felső troposzféra és a tropopause réteg vizsgálata szervetlen bróm számára. Légköri kémia és fizika. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
- Jensen, EJ, Pfister, L., Jordánia, DE, Bui, TV, Ueyama, R. és Singh, HB (2017). A NASA légiforgalmi trópusi szüneteltetési kísérlete: Magas tengerszint feletti repülőgépek mérése a Csendes-óceán trópusi nyugati részén. AMS 100. On-line folyóiratok. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
- Jensen, EJ, Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, TV és mások. (2018). Heterogén jégmagmagképzés a trópusi tropopause rétegben. Geographical Research Journal: Légkör. 123 (21): 12,210-12,227.