В нашей атмосфере есть разные слои в которых есть разные газы разного состава. Каждый слой атмосферы имеет свою функцию и свои особенности, которые отличают его от остальных.
мы имеем тропосфера который является слоем атмосферы, в которой мы живем и в которой происходят все метеорологические явления, стратосфера который является слоем атмосферы, в котором расположен озоновый слой, мезосфера где происходит северное сияние и термосфера это граничит с космосом и где температура очень высока. В этом посте мы сосредоточимся на стратосфере и ее важности для жизни на нашей планете.
Характеристики стратосферы
Стратосфера находится на высоте около 10-15 км в высоту и простирается примерно до 45-50 км. Температура в стратосфере меняется следующим образом: во-первых, она становится стабильной (поскольку она находится на высотах, близких к тропопаузе, где температура остается той же) и довольно низкой. По мере увеличения высоты температура стратосферы увеличивается, поскольку она поглощает все больше и больше солнечной радиации. Поведение температуры в тропосфере противоположно тому, что происходит в тропосфере, в которой мы живем, то есть вместо того, чтобы уменьшаться с высотой, она увеличивается.
В стратосфере почти нет вертикального движения воздуха, но горизонтальный ветер часто может достигать 200 км / ч. Проблема с этим ветром в том, что любое вещество, достигающее стратосферы, распространяется по всей планете. Примером этого являются CFC. Эти газы, состоящие из хлора и фтора, разрушают озоновый слой и распространяются по всей планете из-за сильных ветров из стратосферы.
В стратосфере почти нет облаков или других метеорологических образований. Иногда люди часто путают повышение температуры стратосферы с ее близостью к Солнцу. Логично предположить, что чем ближе она к Солнцу, тем она будет горячее. Однако это не так. В стратосфере мы можем встретиться знаменитый озоновый слой. Озоновый слой сам по себе не является «слоем», а представляет собой область атмосферы, в которой концентрация этого газа намного выше, чем в остальной части атмосферы. Молекулы озона отвечают за поглощение солнечной радиации, которая попадает на нас прямо от Солнца и позволяет жить на Земле. Эти молекулы, которые поглощают солнечные ультрафиолетовые лучи, преобразуют эту энергию в тепло и, следовательно, вот почему температура стратосферы увеличивается с высотой.
Потому что тропопауза в котором воздух очень стабилен и нет ветровых течений, обмен частицами между тропосферой и стратосферой практически нулевой. По этой причине в стратосфере почти нет водяного пара. Это означает, что облака в стратосфере образуются только в том случае, если там настолько холодно, что небольшое количество существующей воды конденсируется и образует кристаллы льда. Они называются ледяными кристаллическими облаками и не вызывают осадков.
В конце стратосферы находится стратопауза. Это та область атмосферы, где прекращаются высокие концентрации озона, и температура становится очень стабильной (около 0 градусов по Цельсию). Стратопауза - это та, которая уступает место мезосфере.
Любопытно, что только химические соединения, которые имеют долгую жизнь, могут достигать стратосферы. Теперь да, когда они там, они могут оставаться там надолго. Например, материалы, выброшенные в результате крупных извержений вулканов, способны оставаться в стратосфере почти два года.
Озоновый слой
Озоновый слой не всегда имеет одинаковую концентрацию этого газа отнюдь не. В стратосфере непрерывное образование и разрушение озона происходит одновременно. Для образования озона солнечные лучи должны разбить молекулу кислорода (O2) на два атома кислорода (O). Один из этих атомов при встрече с другой молекулой кислорода вступает в реакцию с образованием озона (O3).
Так образуются молекулы озона. Однако, естественно, так же, как они создаются, они разрушаются солнечной радиацией. Лучи света от Солнца падают на молекулу озона и снова разрушают ее, образуя молекулу кислорода (O2) и атом кислорода (O). Теперь атом кислорода вступает в реакцию с другой молекулой озона с образованием двух молекул кислорода и так далее. Это естественный цикл, который находится в равновесии между образованием и разрушением молекул озона. Таким образом, этот слой газов может поглощать большое количество вредных ультрафиолетовых лучей и защищать нас.
Так было давно. Цикл, при котором концентрация озона поддерживалась на относительно стабильной и постоянной концентрации с течением времени. Однако есть еще один способ разрушить озон в атмосфере. Хлорфторуглероды (ХФУ) они очень стабильны в атмосфере и поэтому могут достигать стратосферы. Эти газы имеют довольно долгий срок службы, но когда они достигают стратосферы, ультрафиолетовые лучи Солнца разрушают молекулы, вызывая образование радикалов хлора, которые очень реактивны. Эти реактивные радикалы разрушают молекулы озона, поэтому общее количество разрушенного озона намного больше, чем образовавшееся. Таким образом, нарушен баланс между образованием и разрушением молекул озона, способных поглощать вредное для нас солнечное излучение.
Последствия дыры в озоновом слое
К сожалению, в прошлом эта тема не была известна настолько подробно, поэтому деятельность человека (использование хлорфторуглеродных аэрозолей) смогла достичь стратосферы. большое количество хлора и брома, разрушающих молекулы озона. Поскольку для реакции требуется свет и образование полярных облаков при очень низких температурах, самые низкие уровни озона возникают весной в Антарктиде, а озоновая дыра образуется особенно над Антарктидой. Эти озоновые дыры заставляют больше ультрафиолетового излучения достигать поверхности Земли и ускорять оттепель.
У человека деградация озонового слоя привел к увеличению заболеваемости раком кожи из-за большего количества солнечной радиации, которая достигает нас. Также поражаются растения, особенно растущие с более слабыми и менее развитыми стеблями и листьями.
Удары самолетов в стратосфере
Самолеты также оказали влияние на стратосферу, потому что они обычно летают на высоте от 10 до 12 км, то есть близко к тропопаузе и началу стратосферы. По мере роста воздушного движения выбросы диоксида углерода (CO2), водяного пара (H2O), оксидов азота (NOx), оксидов серы (SOx) и сажи в атмосферу между верхними слоями тропосферы и нижняя стратосфера.
Сегодня, самолеты вызывают лишь от 2 до 3% глобальных выбросов парниковых газов. Это также не имеет большого значения с точки зрения глобального потепления. Однако что действительно важно в самолетах, так это то, что выделяемые ими газы происходят в верхней части тропосферы. Это приводит к тому, что испускаемый водяной пар увеличивает шансы образования перистых облаков, которые сохраняют больше тепла на Земле и способствуют глобальному потеплению.
С другой стороны, выбрасываемые самолетами оксиды азота также опасны, так как они связаны с исчезновением озона в стратосфере. Мы должны думать, что хотя парниковые газы, выбрасываемые самолетами, не имеют очень долгого срока службы, чтобы достичь стратосферы, они могут это сделать, потому что они выбрасываются на очень близкой к ней высоте.
Диковинки Стратосферы
В этом слое атмосферы есть некоторые любопытства, которые могут нас удивить. Среди этих диковинок:
- Плотность воздуха на 10% ниже что на поверхности земли
- Температура в нижних слоях около В среднем -56 градусов, а воздушные потоки достигают 200 километров в час.
- Есть отчеты, которые гарантируют наличие мелких микроорганизмов живущие в стратосфере. Считается, что эти микробы пришли из космоса. Это бактериальные споры, чрезвычайно устойчивые организмы, которые могут образовывать вокруг себя защитный слой и, следовательно, выдерживать низкие температуры, засушливые условия и высокие уровни радиации в стратосфере.
Как видите, атмосфера выполняет огромные функции для нас и остальных живых существ, населяющих нашу планету. В стратосфере есть то, что необходимо для нашего выживания и что, несмотря на то, что она находится на высоте нескольких миль, мы должны защищать.