Характеристики тропопаузы, химический состав и функции



тропопауза это промежуточная зона перехода между двумя слоями земной атмосферы. Он расположен между нижним слоем атмосферы, называемым тропосферой, и слоем над ним, стратосферой..

Атмосфера Земли была разделена на несколько слоев. Эти слои называются «сферами», а переходные зоны между слоями называются «паузами». По своему химическому составу и изменению температуры слоями атмосферы являются тропосфера, стратосфера, мезосфера, термосфера и экзосфера.

Тропосфера простирается от поверхности Земли до 10 км в высоту. Высота стратосферы составляет от 10 до 50 км. Мезосфера имеет высоту от 50 до 80 км. Термосфера от 80 км до 500 км, а экзосфера высотой от 500 км до 10000 км. Последний предел с межпланетным пространством.

индекс

  • 1 Характеристика тропопаузы
    • 1,1 Высота
    • 1.2 Тропопауза как спокойная зона
    • 1.3 Температура
    • 1.4 Зона разрыва
    • 1.5 Зона хранения и транспортировки влаги
    • 1.6 Формирование перистых облаков
  • 2 Химический состав тропопаузы
  • 3 Как изучается тропопауза??
  • 4 функции
  • 5 ссылок

Характеристика тропопаузы

Тропопауза - это область с очень специфическими характеристиками, которая недавно побудила ее научные исследования более подробно. Будучи переходной зоной свойств между тропосферой и стратосферой, уместно кратко указать характеристики этих двух слоев.

Тропосфера - это активный слой, где происходят метеорологические явления, которые порождают климат, такие как ветры, дожди, грозы и ураганы. Температура в этом слое уменьшается с высотой.

В стратосфере температура увеличивается с высотой из-за влияния химических реакций, которые выделяют тепло (экзотермический). В основном задействован озон, который поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение высокой энергии от солнца.

Тропопауза является пределом между этими двумя газовыми слоями, которые имеют свойства температуры, химического состава и общей динамики, очень разные. Характеристики тропопаузы кратко перечислены ниже.

высота

Высота, на которой тропопауза находится на поверхности Земли, является переменной. Изменение с широтой, с сезоном и временем суток.

Тропопауза расположена на средней высоте от 7 до 10 км в районах земных полюсов и от 16 до 18 км в тропиках вокруг экватора..

Таким образом, полярная тропопауза горячее и ближе к земной поверхности, в то время как экваториально-тропическая тропопауза холоднее и выше..

На экваторе солнечные лучи перпендикулярно падают на поверхность Земли, что вызывает сильный нагрев поверхности. Это тепло от поверхности Земли поглощается воздухом тропосферы, который расширяется в этой экваториально-тропической зоне и увеличивает расстояние до тропопаузы..

Благодаря нескольким научным исследованиям было установлено, что глобальная высота тропопаузы увеличилась в последние годы. Считается, что это увеличение может быть связано с увеличением парниковых газов (ПГ), уменьшением озонового слоя стратосферы и охлаждением этого слоя.

Изменения высоты тропопаузы свидетельствуют о потеплении тропосферы, которое называется глобальным потеплением..

Тропопауза как спокойная зона

Тропопауза представляет собой область относительного спокойствия, поскольку метеорологические явления, которые порождают климат, происходят ниже этой зоны, в тропосфере. Тем не менее, последние исследования сообщают, что тропопауза имеет особую динамику.

температура

В области тропопаузы температура остается постоянной, не уменьшается с высотой (как в тропосфере) и не увеличивается с высотой (как в стратосфере). Температура тропопаузы составляет около -55°С.

Зона разрыва

Тропопауза не является непрерывной зоной; в этом регионе имеются разрывы в тропических широтах и ​​средних широтах северного и южного полушарий Земли.

Влажность хранения и транспорта

Тропопауза действует как большой резервуар влаги в тропосфере и выполняет функцию переноса водяного пара в стратосферу..

Формирование перистых облаков

Тропопауза - это область, где образуются перистые облака, тип белых высоких облаков, состоящих из ледяных кристаллов. Они в виде нитей в виде узких полос, тонких, похожих на кудри волос.

Перистые облака отражают солнечный свет и задерживают тепло, которое Земля излучает наружу. Точно не известно, является ли чистый баланс цирруса охлаждением или глобальным потеплением.

Появление цирруса указывает на смену погоды при низких температурах и дожде в течение следующих 24 часов..

Химический состав тропопаузы

Тропопауза представляет собой зону резких изменений между химическим составом тропосферы и стратосферы. Содержит газы, которые поступают из обоих слоев.

В тропопаузе присутствуют газы из тропосферы, такие как водяной пар и окись углерода (СО). Существует также озон (O3), газ, который поступает из стратосферы.

В тропопаузе происходят очень интересные химические реакции. Ученые пытаются изучить эти химические изменения, чтобы получить более полное объяснение феномена глобального потепления.

Как изучается тропопауза?

Для изучения тропопаузы должны быть взяты образцы газовой смеси. Этот отбор проб на высоте до 18 км над поверхностью земли представляет много трудностей.

Только несколько самолетов могут достичь этих высот. НАСА имеет три очень сложных самолета, оснащенных специальным оборудованием для проведения этих исследований. Это самолеты ER-2, DC-8 и WB-57.

Эти три самолета в сочетании со вспомогательной инфраструктурой со спутниками и радарами, оборудованием для обнаружения на месте и дистанционное зондирование, выполнив так называемую миссию ТС4 по аббревиатуре на английском языке: эксперимент по тропической композиции, облакам и климатическим связям.

функции

Тропопауза выполняет важные функции по переносу водяного пара из тропосферы в стратосферу. Он также выполняет функции зоны смешивания газов тропосферного происхождения (водяной пар, окись углерода) со стратосферными газами (озон).

Тропопауза в последнее время изучается как индикатор глобального потепления планеты и явлений, определяющих общую химию атмосферы..

ссылки

  1. Newton R., Vaughan G., Hintsa, E. et al. (2018) Наблюдения за бедным озоном воздухом в тропическом слое тропопаузы. Атмосферная химия и физика. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
  2. Бирнат К., Кейзер Д. и Босарт Л. Ф. (2017). Связи между великим арктическим циклоном августа 2012 года и полярными вихрями тропопаузы. Американский геофизический союз, осенняя встреча 2017, реферат № A43D-2478.
  3. Вернер, Б. (2017). Опробование субтропической нижней стратосферы и тропической верхней тропосферы и слоя тропопаузы для неорганического брома. Атмосферная химия и физика. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
  4. Дженсен Э.Дж., Пфистер Л., Джордан Д.Е., Буй Т.В., Уеяма Р. и Singh.H.B. (2017). Эксперимент НАСА по тропической тропопаузе в воздухе: измерения на высотных самолетах в тропической западной части Тихого океана. AMS 100. Журналы онлайн. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen E.J., Kärcher B., Ueyama R., Pfister L., Bui T.V. эт все. (2018). Гетерогенная нуклеация льда в слое тропической тропопаузы. Журнал географических исследований: атмосфера. 123 (21): 12,210-12,227.