ТРОПОПАУЗА: КАРАКТЕРИСТИКЕ, ХЕМИЈСКИ САСТАВ И ФУНКЦИЈЕ - ЖИВОТНА СРЕДИНА - 2025

Тропопауза је интермедијер прелазна зона између два слоја Земљине атмосфере. Налази се између доњег слоја атмосфере, који се назива тропосфера, и слоја изнад њега, стратосфере.

Земљина атмосфера је подељена у неколико слојева. Ови слојеви се називају "сферама", а прелазне зоне између слојева називају се "паузе". Према свом хемијском саставу и температурним варијацијама, слојеви атмосфере су тропосфера, стратосфера, мезофера, термосфера и егзофера.

Слика 1. Слојеви и прелазне зоне Земљине атмосфере. Извор: Јоселл7 Тропосфера се протеже од површине Земље до висине од 10 км. Стратосфера се креће од 10 км до 50 км висине. Мезосфера се креће од 50 км до 80 км висине. Термосфера од 80 км до 500 км, а егзофера са висине од 500 до 10.000 км. Потоњи је граница међупланетарног простора.

Карактеристике тропопаузе

Тропопауза је регија са врло специфичним карактеристикама која је недавно детаљније мотивисала њено научно проучавање. Будући да је зона преласка својстава између тропосфере и стратосфере, прикладно је укратко назначити карактеристике ова два слоја.

Тропосфера је активни слој где се јављају метеоролошки феномени који потичу из климе, попут ветрова, пљускова, електричних олуја и урагана. Температура у овом слоју опада с надморском висином.

У стратосфери се температура повећава с надморском висином због дејства хемијских реакција које одају топлоту (егзотермичне). Пре свега је укључен озон, који апсорбује високоенергетско ултраљубичасто (УВ) зрачење сунца.

Тропопауза је граница између ова два гасовита слоја која имају веома различита својства температуре, хемијског састава и опште динамике. Карактеристике тропопаузе укратко су наведене у наставку.

Висина

Висина на којој се тропопауза налази изнад Земљине површине је променљива. Мења се са географском ширином, са сезоном и са временом дана.

Тропопауза је смештена на просечној висини од 7 до 10 км у регионима земаљских полова, а између 16 и 18 км висине у областима тропа, око екватора.

На овај начин је поларна тропопауза топлија и ближа је земљиној површини, док је екваторијално-тропска тропопауза хладнија и већа.

На екватору Сунчеве зраке ударају о Земљину површину окомито, изазивајући велико загревање површине. Та топлота са земљине површине апсорбује се зраком тропосфере, који се шири у овој екваторијално-тропској зони и повећава удаљеност до тропопаузе.

Кроз различите научне студије утврђено је да се глобална висина тропопаузе повећала последњих година. Верује се да би то повећање могло бити последица повећања гасова са ефектом стаклене баште (ГХГ), смањења озонског слоја стратосфере и хлађења овог слоја.

Промјене у висини тропопаузе доказ су загријавања тропосфере, названог глобално загријавање.

Тропопауза као зона смиривања

Тропопауза представља зону релативне смирености, јер се метеоролошке појаве које потичу из климе догађају испод ове зоне, у тропосфери. Међутим, недавна истраживања наводе да тропопауза представља одређену динамику.

Температура

У зони тропопаузе температура остаје константна, не смањује се с висином (као у тропосфери) нити се повећава са висином (као у стратосфери). Температура тропопаузе износи око -55 ^° Ц.

Зона дисконтинуитета

Тропопауза није континуирана зона; у овом региону постоје пробоји у областима тропских ширина и средњих географских ширина Земљине северне и јужне полутке.

Подручје складиштења и транспорта влаге

Тропопауза делује као велико резервоар влаге у тропосфери и има функцију транспорта водене паре у стратосферу.

Формирање циррусних облака

Тропопауза је регија у којој се формирају облаци попут цируса, врста високих, белих облака сачињених од ледених кристала. Они су у облику филамената у уским, финим тракама, сличним коврџавима.

Слика 2. Облаци цируса. Извор: Пикабаи.цом

Циррусни облаци одражавају сунчеву светлост и хватају топлину коју Земља емитује напољу. Није тачно познато да ли нето равнотежа циррусних облака хлади или загрева планету.

Појава циррусних облака указује на промену времена са ниским температурама и кишом у наредна 24 сата.

Хемијски састав тропопаузе

Тропопауза представља зону нагле промене хемијског састава тропосфере и стратосфере. Садржи гасове који долазе из оба слоја.

У тропопаузи се налазе гасови из тропосфере, попут водене паре и угљен моноксида (ЦО). Ту је и озон (О ₃ ), гас који долази из стратосфере.

Веома занимљиве хемијске реакције јављају се у тропопаузи. Научници покушавају да проуче ове хемијске промене да би добили потпуније објашњење феномена глобалног загревања.

Како се проучава тропопауза?

За проучавање тропопаузе, морају се узети узорци његове мешавине гаса. Ово узорковање на висинама до 18 км изнад земљине површине представља много потешкоћа.

Само неколико летјелица може достићи ове висине. НАСА има три веома софистициране летелице опремљене специјалном опремом за извођење ових студија. То су авиони ЕР-2, ДЦ-8 и ВБ-57.

Ове три летјелице, заједно са пратећом инфраструктуром са сателитима и радарима, опремом за детекцију на лицу мјеста и даљинском детекцијом, испуњавају такозвану ТЦ4 мисију због своје кратице на енглеском: Тропицал Цомпоситион, Цлоудс анд Цлимате Цоуплинг Екперимент.

Карактеристике

Тропопауза има важне функције у транспорту водене паре из тропосфере у стратосферу. Такође функционише као зона за мешање гасова тропосферског порекла (водена пара, угљен моноксид) са гасовима из стратосфере (озон).

Недавно се тропопауза проучава као показатељ глобалног загревања планете и појава које одређују општу атмосферску хемију.

Референце

1. Невтон, Р., Ваугхан, Г., Хинтса, Е. и др. (2018) Проматрања озонског зрака у тропском слоју тропопаузе. Атмосферска хемија и физика. 18: 5157-5171 дои: 10.5194 / ацп-18-5157-2018
2. Биернат, К., Кеисер, Д. и Босарт, ЛФ (2017). Везе између Великог арктичког циклона августа 2012 и поларних вртлога Тропопаузе. Америчка геофизичка унија, јесењи састанак 2017., сажетак # А43Д-2478.
3. Вернер, Б. (2017) Сондирање субтропске доње стратосфере и тропског горњег тропосфера и слоја тропопаузе за неоргански бром. Атмосферска хемија и физика. 17 (2): 1161-1186. дои: 10.5194 / ацп-17-1161-2017
4. Јенсен, ЕЈ, Пфистер, Л., Јордан, ДЕ, Буи, ТВ, Уеиама, Р. и Сингх. ХБ (2017). НАСА-ин експеримент тропске тропопаузе у ваздуху: Мерења авиона велике висине у тропском западном Пацифику. АМС 100. Часописи на мрежи. БАМС. дои: 10.1175 / БАМС-Д-14-00263.1
5. Јенсен, ЕЈ, Карцхер, Б., Уеиама, Р., Пфистер, Л., Буи, ТВ и др. (2018). Хетерогена нуклеација леда у слоју тропске тропопаузе. Часопис за географска истраживања: атмосфера. 123 (21): 12,210-12,227.