Tropopausegenskaper, kemisk sammansättning och funktioner

1556
Simon Doyle

De tropopaus det är en mellanliggande övergångszon mellan två lager av jordens atmosfär. Den ligger mellan atmosfärens nedre lager, kallad troposfären, och lagret ovanför det, stratosfären..

Jordens atmosfär har delats in i flera lager. Dessa lager kallas "sfärer" och övergångszonerna mellan lagren kallas "pauser". Enligt dess kemiska sammansättning och temperaturvariation är atmosfärens skikt troposfären, stratosfären, mesosfären, termosfären och exosfären..

Figur 1. Skikt och övergångszoner för jordens atmosfär. Källa: Josell7 [CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)]
Troposfären sträcker sig från jordens yta upp till 10 km i höjd. Stratosfären sträcker sig från 10 km till 50 km i höjd. Mesosfären sträcker sig från 50 km till 80 km i höjd. Termosfären från 80 km till 500 km och exosfären från 500 km till 10 000 km i höjd. Det senare är gränsen med interplanetärt utrymme.

Artikelindex

  • 1 Kännetecken för tropopausen
    • 1.1 Höjd
    • 1.2 Tropopausen som en zon av lugn
    • 1.3 Temperatur
    • 1.4 Zon för diskontinuitet
    • 1.5 Fuktförvaring och transportområde
    • 1.6 Bildande av cirrusmoln
  • 2 Kemisk sammansättning av tropopausen
  • 3 Hur studeras tropopausen?
  • 4 funktioner
  • 5 Referenser

Tropopausegenskaper

Tropopausen är en region med mycket speciella egenskaper som nyligen har motiverat dess vetenskapliga studie mer detaljerat. Som zon för övergång av egenskaper mellan troposfären och stratosfären är det lämpligt att kort ange egenskaperna hos dessa två lager.

Troposfären är det aktiva skiktet där de meteorologiska fenomen som orsakar klimatet förekommer, såsom vindar, regn, elektriska stormar och orkaner. Temperaturen i detta lager minskar med höjden.

I stratosfären ökar temperaturen med höjden på grund av effekten av kemiska reaktioner som avger värme (exoterm). Ozon är främst involverat, vilket absorberar högenergi ultraviolett (UV) strålning från solen.

Tropopausen är gränsen mellan dessa två gasformiga skikt som har mycket olika temperatur, kemisk sammansättning och allmänna dynamiska egenskaper. Tropopausens egenskaper listas kort nedan..

Höjd

Höjden på vilken tropopausen ligger ovanför jordytan är variabel. Ändringar med latitud, säsong och tid på dagen.

Tropopausen ligger i en genomsnittlig höjd av 7 till 10 km i regionerna på jordens poler och mellan 16 till 18 km hög i områdena i tropikerna, runt ekvatorn..

På detta sätt är den polära tropopausen varmare och närmare jordytan, medan den ekvatorial-tropiska tropopausen är kallare och högre..

Vid ekvatorn träffar solens strålar jordens yta vinkelrätt och orsakar stor ytauppvärmning. Denna värme från jordens yta absorberas av troposfärens luft, som expanderar i denna ekvatorial-tropiska zon och ökar avståndet till tropopausen..

Genom flera vetenskapliga studier har det fastställts att tropopausens globala höjd har ökat de senaste åren. Man tror att denna ökning kan bero på ökningen av växthusgaser (växthusgaser), minskningen av stratosfärens ozonskikt och kylningen av detta lager.

Förändringar i tropopausens höjd är bevis på uppvärmning av troposfären, kallad global uppvärmning.

Tropopausen som en zon av lugn

Tropopausen utgör en zon med relativt lugn, eftersom de meteorologiska fenomen som härrör från klimatet förekommer under denna zon i troposfären. Nya studier rapporterar dock att tropopausen presenterar en viss dynamik.

Temperatur

I tropopauszonen förblir temperaturen konstant, den minskar inte med höjden (som i troposfären) och ökar inte med höjden (som i stratosfären). Tropopaus temperaturen är cirka -55°C.

Diskontinuitetszon

Tropopausen är inte en kontinuerlig zon; det finns pauser i denna region i områdena med tropiska breddgrader och mellersta breddgrader på jordens norra och södra halvklot.

Fuktförvaring och transportområde

Tropopausen fungerar som en stor reservoar för fukt i troposfären och har funktionen att transportera vattenånga in i stratosfären..

Cirrus molnbildning

Tropopausen är regionen där cirrusmoln bildas, en typ av höga, vita moln som består av iskristaller. De är formade som trådar i smala, fina band, som liknar hårkrullar.

Figur 2. Cirrusmoln. Källa: Pixabay.com

Cirrusmoln reflekterar solljus och fångar upp värmen som jorden avger till utsidan. Det är inte känt exakt om nettobalansen för cirrusmoln svalnar eller värms upp på planeten.

Cirrusmolens utseende indikerar en väderförändring med låga temperaturer och regn under de närmaste 24 timmarna.

Kemisk sammansättning av tropopausen

Tropopausen representerar en zon med plötslig förändring mellan den kemiska sammansättningen i troposfären och den i stratosfären. Innehåller gaser som kommer från båda lager.

I tropopausen finns det gaser från troposfären, såsom vattenånga och kolmonoxid (CO). Det finns också ozon (O3), gas som kommer från stratosfären.

Mycket intressanta kemiska reaktioner förekommer i tropopausen. Forskare försöker studera dessa kemiska förändringar för att få en mer fullständig förklaring av fenomenet global uppvärmning..

Hur studeras tropopausen?

För att studera tropopausen måste prover av dess gasblandning tas. Denna provtagning på höjder upp till 18 km över jordytan ger många svårigheter.

Endast ett fåtal flygplan når dessa höjder. NASA har tre mycket sofistikerade flygplan utrustade med specialutrustning för att genomföra dessa studier. Dessa är flygplanen ER-2, DC-8 och WB-57.

Dessa tre flygplan, kopplade till en supportinfrastruktur med satelliter och radar, detektionsutrustning in situ och fjärranalys, uppfylla det så kallade TC4-uppdraget för dess akronym av engelska: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.

Funktioner

Tropopausen har viktiga funktioner vid transport av vattenånga från troposfären till stratosfären. Det fungerar också som en zon för blandning av gaser av troposfäriskt ursprung (vattenånga, kolmonoxid) med gaser från stratosfären (ozon)..

Nyligen studeras tropopausen som en indikator på den globala uppvärmningen av planeten och fenomen som bestämmer den allmänna atmosfäriska kemin.

Referenser

  1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Observationer av ozonfattig luft i det tropiska tropopauslagret. Atmosfärisk kemi och fysik. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
  2. Biernat, K., Keyser, D. och Bosart, L. F. (2017). Kopplingar mellan den stora arktiska cyklonen i augusti 2012 och tropopausen polära virvlar. American Geophysical Union, höstmöte 2017, abstrakt # A43D-2478.
  3. Werner, B. (2017) Sonderar den subtropiska nedersta stratosfären och det tropiska övre troposfären och tropopauslagret för oorganisk brom. Atmosfärisk kemi och fysik. 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. och Singh.H.B. (2017). NASA: s luftburna tropiska tropopausexperiment: Mätningar av flygplan i hög höjd i det tropiska västra Stilla havet. AMS 100. Tidskrifter online. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen, E.J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. et all. (2018). Heterogen iskärnbildning i tropisk tropopauslager. Journal of Geographical Research: Atmosphere. 123 (21): 12.210-12.227.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.