Tropopause egenskaber, kemisk sammensætning og funktioner



den tropopausen det er en mellemliggende zone af overgang mellem to lag af jordens atmosfære. Det ligger mellem det nedre lag af atmosfæren, kaldet troposfæren, og laget over det, stratosfæren.

Jordens atmosfære er blevet opdelt i flere lag. Disse lag kaldes "kugler", og overgangszonerne mellem lagene kaldes "pauser". Ifølge dens kemiske sammensætning og variationen i temperaturen er atmosfærens lag troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfæren.

Troposfæren strækker sig fra jordens overflade til 10 km i højden. Stratosfæren spænder fra 10 km til 50 km i højden. Mesosfæren spænder fra 50 km til 80 km i højden. Termosfæren fra 80 km til 500 km og eksosfæren fra 500 km til 10 000 km i højden. Sidstnævnte er grænsen med interplanetarisk rum.

indeks

  • 1 Karakteristika for tropopausen
    • 1.1 Højde
    • 1.2 Tropopausen som en rolig zone
    • 1.3 Temperatur
    • 1.4 Diskontinuitetsområde
    • 1.5 Fugtopbevaring og transportområde
    • 1.6 Formation af cirrusskyer
  • 2 Tropopaus kemiske sammensætning
  • 3 Hvordan er tropopausen studeret??
  • 4 funktioner
  • 5 referencer

Karakteristika for tropopausen

Tropopausen er en region med meget særlige karakteristika, der for nylig har motiveret sin videnskabelige undersøgelse mere detaljeret. At være overgangsområdet af egenskaber mellem troposfæren og stratosfæren er det hensigtsmæssigt at kortlægge karakteristika for disse to lag.

Troposfæren er det aktive lag, hvor de meteorologiske fænomener, der stammer fra klimaet, forekommer, som vind, regn, tordenvejr og orkaner. Temperaturen i dette lag falder med højde.

I stratosfæren stiger temperaturen med højde på grund af virkningen af ​​kemiske reaktioner, der afgiver varme (eksoterm). Hovedsageligt involveret er ozon, som absorberer ultraviolet UV-stråling fra solen.

Tropopausen er grænsen mellem disse to gasformige lag, der har egenskaber af temperatur, kemisk sammensætning og generel dynamik, meget forskellige. Tropopaus karakteristika er kort beskrevet nedenfor.

højde

Den højde, hvorpå tropopausen er placeret på jordens overflade, er variabel. Skift med breddegrad, med sæsonen og med tidspunktet på dagen.

Tropopausen ligger i en gennemsnitlig højde på 7 til 10 km i de terrestriske poles regioner og mellem 16 og 18 km i troperne omkring ækvator.

På denne måde er den polare tropopause varmere og tættere på jordens overflade, mens den ækvatorial-tropiske tropopause er køligere og højere..

Ved ækvatoren rammer solens stråler vinkelret på jordens overflade, hvilket giver en stor opvarmning af overfladen. Denne varme af jordens overflade absorberes af luften i troposfæren, som ekspanderer i den ækvatoriale-tropiske zone og stigende afstand fra tropopausen.

Gennem flere videnskabelige undersøgelser er det blevet fastslået, at den globale højde af tropopausen er steget de seneste år. Det antages, at denne stigning kunne skyldes stigningen i drivhusgasser (GHG), nedgangen i ozonlaget i stratosfæren og afkøling af dette lag.

Ændringer i tropopaushøjden er tegn på opvarmning af troposfæren, kaldet global opvarmning.

Tropopausen som en rolig zone

Tropopausen udgør et område af relativ ro, da de meteorologiske fænomener, der stammer fra klimaet, forekommer under denne zone i troposfæren. Nylige undersøgelser rapporterer imidlertid, at tropopausen har en særlig dynamik.

temperatur

I tropopausområdet forbliver temperaturen konstant, falder ikke med højden (som i troposfæren) og stiger ikke med højden (som i stratosfæren). Temperaturen i tropopausen er ca. -55°C.

Diskontinuitetszone

Tropopausen er ikke en kontinuerlig zone; der er pauser i denne region i de nordlige og sydlige halvkugler af jorden på tropiske breddegrader og midtbreddegrader.

Fugtighedsopbevaring og transportområde

Tropopausen fungerer som et stort fugtreservoir i troposfæren og har funktionen til at transportere vanddamp ind i stratosfæren.

Dannelse af cirrus skyer

Tropopausen er den region, hvor cirrusskyer danner en type hvide, høje skyer, der består af iskrystaller. De er i form af filamenter i smalle bånd, tynde, svarende til hårets krøller.

Cirrus skyerne afspejler sollys og fælder den varme, som jorden udsender til ydersiden. Det vides ikke, om netbalancen for cirrus er køling eller global opvarmning.

Udseendet af cirrus indikerer en ændring af vejret med lave temperaturer og regn inden for de næste 24 timer.

Kemisk sammensætning af tropopausen

Tropopausen repræsenterer en zone med abrupt forandring mellem troposfærens kemiske sammensætning og stratosfæren. Indeholder gasser, der kommer fra begge lag.

I tropopausen er der gasser fra troposfæren, såsom vanddamp og kulilte (CO). Der er også ozon (O3), gas der kommer fra stratosfæren.

I tropopausen forekommer der meget interessante kemiske reaktioner. Forskere forsøger at studere disse kemiske ændringer for at få en mere fuldstændig forklaring på fænomenet global opvarmning.

Hvordan tropopausen studeres?

For at studere tropopausen skal der tages prøver af gasblandingen. Denne prøveudtagning i højder på op til 18 km over jordens overflade giver mange vanskeligheder.

Kun få fly kan nå disse højder. NASA har tre meget sofistikerede fly udstyret med specialudstyr til at gøre disse undersøgelser. Disse er ER-2, DC-8 og WB-57 fly.

Disse tre fly, kombineret med en støtteinfrastruktur med satellitter og radarer, detektionsudstyr in situ og remote sensing, opfylder den såkaldte TC4 mission med sin akronym på engelsk: Tropisk Sammensætning, Skyer og Klimakobling Eksperiment.

funktioner

Tropopausen har vigtige funktioner i transporten af ​​vanddamp fra troposfæren til stratosfæren. Det opfylder også funktioner som en gasblandingszone med troposfærisk oprindelse (vanddamp, carbonmonoxid) med stratosfæriske gasser (ozon).

Tropopausen bliver for nylig studeret som en indikator for planetens globale opvarmning og af fænomener, der bestemmer den generelle atmosfæriske kemi.

referencer

  1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Observationer af ozonfattig luft i det tropiske tropopauselag. Atmosfærisk kemi og fysik. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
  2. Biernat, K., Keyser, D. og Bosart, L. F. (2017). Forbindelser mellem den store arktiske cyklon i august 2012 og Tropopause Polar Vortices. American Geophysical Union, Fall Meeting 2017, abstrakt # A43D-2478.
  3. Werner, B. (2017) .Prøvning af den subtropiske nederste stratosfære og den tropiske øvre troposfære og tropopausen lag for uorganisk brom. Atmosfærisk kemi og 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. og Singh.H.B. (2017). NASA Luftbårne Tropiske Tropopause Eksperiment: Høj-Højde Aircraft Målinger i Tropiske Vestlige Stillehav. AMS 100. Tidsskrifter online. BAMS. doi: 10,1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen, E. J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. et alt. (2018). Heterogen iskernering i tropisk tropopauselag. Journal of Geographical Research: Atmosfære. 123 (21): 12,210-12,227.