Tropopauzes raksturojums, ķīmiskais sastāvs un funkcijas



The tropopauze tā ir starpposma zona starp diviem Zemes atmosfēras slāņiem. Tā atrodas starp atmosfēras apakšējo slāni, ko sauc par troposfēru, un slāni virs tā, stratosfēru.

Zemes atmosfēra ir sadalīta vairākos slāņos. Šos slāņus sauc par "sfērām", un pārejas zonas starp slāņiem sauc par "pauzēm". Atkarībā no tā ķīmiskā sastāva un temperatūras variācijas atmosfēras slāņi ir troposfēra, stratosfēra, mezosfēra, termosfēra un eksosfēra..

Troposfēra stiepjas no Zemes virsmas līdz 10 km augstumam. Stratosfēra ir no 10 km līdz 50 km augstumā. Mesosfēra svārstās no 50 km līdz 80 km. Termosfēra no 80 km līdz 500 km un eksosfēra no 500 km līdz 10 000 km. Pēdējais ir ierobežojums ar starpplanētu telpu.

Indekss

  • 1 Tropopauzes raksturojums
    • 1.1. Augstums
    • 1.2 Tropopauze kā mierīga zona
    • 1.3 Temperatūra
    • 1.4. Nepārtrauktības zona
    • 1.5 Mitruma uzglabāšanas un transportēšanas zona
    • 1.6 Cirru mākoņu veidošanās
  • 2 Tropopauzes ķīmiskais sastāvs
  • 3 Kā tiek pētīta tropopauze??
  • 4 Funkcijas
  • 5 Atsauces

Tropopauzes raksturojums

Tropopauze ir reģions ar ļoti īpašām iezīmēm, kas nesen ir motivējušas savu zinātnisko pētījumu sīkāk. Būdams īpašību pārejas zona starp troposfēru un stratosfēru, ir lietderīgi īsumā norādīt šo divu slāņu īpašības..

Troposfēra ir aktīvais slānis, kurā rodas klimata radītās meteoroloģiskās parādības, piemēram, vēji, lietus, pērkona negaiss un viesuļvētras. Temperatūra šajā slānī samazinās augstumā.

Stratosfērā temperatūra paaugstinās augstumā sakarā ar ķīmisko reakciju, kas izdala siltumu (eksotermisks). Galvenokārt tas attiecas uz ozonu, kas absorbē augstas enerģijas ultravioleto (UV) starojumu no saules.

Tropopauze ir robeža starp šiem diviem gāzveida slāņiem, kuriem ir temperatūras īpašības, ķīmiskais sastāvs un vispārējā dinamika, ļoti atšķirīgi. Tropopauzes raksturojums ir īsi uzskaitīts zemāk.

Augstums

Augstums, kādā tropopauze atrodas uz Zemes virsmas, ir mainīgs. Mainiet platumu, ar sezonu un diennakts laiku.

Tropopauze atrodas vidējā augstumā no 7 līdz 10 km sauszemes stabu reģionos un no 16 līdz 18 km tropos, ap ekvatoru..

Tādā veidā polārais tropopuss ir karstāks un tuvāks zemes virsmai, kamēr ekvatoriālā-tropiskā tropopauze ir vēsāka un augstāka..

Ekvatorā saules stari perpendikulāri sakrīt ar Zemes virsmu, kas rada lielu virsmas sildīšanu. Šo siltumu no Zemes virsmas absorbē troposfēras gaiss, kas izvēršas šajā ekvatoriālajā-tropu zonā un palielina attālumu līdz tropopauzei.

Izmantojot vairākus zinātniskus pētījumus, ir konstatēts, ka pēdējo gadu laikā tropopauzes augstums pasaulē ir palielinājies. Tiek uzskatīts, ka šis pieaugums varētu būt saistīts ar siltumnīcefekta gāzu (SEG) pieaugumu, stratosfēras ozona slāņa samazināšanos un šī slāņa dzesēšanu..

Tropopauzes augstuma izmaiņas liecina par troposfēras sasilšanu, ko sauc par globālo sasilšanu.

Tropopauze kā mierīga zona

Tropopauze ir relatīvi mierīga zona, jo meteoroloģiskās parādības, kas radušās klimata apstākļos, atrodas zem šīs zonas, troposfērā. Tomēr nesenie pētījumi liecina, ka tropopauze ir īpaši dinamiska.

Temperatūra

Tropopauzes zonā temperatūra paliek nemainīga, nesamazinās ar augstumu (tāpat kā troposfērā) un nepalielinās augstumā (tāpat kā stratosfērā). Tropopauzes temperatūra ir aptuveni -55°C.

Nepārtrauktības zona

Tropopauze nav nepārtraukta zona; šajā reģionā ir pārtraukumi Zemes ziemeļu un dienvidu puslodes tropu platuma grādos un vidus platuma grādos.

Mitruma uzglabāšana un transportēšana

Tropopauze darbojas kā liels mitruma rezervuārs troposfērā, un tā funkcija ir ūdens tvaiku transportēšana stratosfērā..

Cirru mākoņu veidošanās

Tropopauze ir reģions, kurā veidojas cirrus mākoņi, balta, augsta mākoņa forma, kas sastāv no ledus kristāliem. Tie ir pavedienu veidā šaurās joslās, plānas, līdzīgas matu cirtām.

Cirrus mākoņi atspoguļo saules gaismu un uztver siltumu, ko Zeme izstaro ārā. Precīzi nav zināms, vai cirrus neto atlikums ir dzesēšana vai globālā sasilšana.

Cirrus izskats norāda uz laika apstākļu maiņu ar zemām temperatūrām un lietus nākamo 24 stundu laikā.

Tropopauzes ķīmiskais sastāvs

Tropopauze ir pēkšņas pārmaiņas starp troposfēras un stratosfēras ķīmisko sastāvu. Satur gāzes, kas nāk no abiem slāņiem.

Tropopauzes laikā ir troposfēras gāzes, piemēram, ūdens tvaiki un oglekļa monoksīds (CO). Ir arī ozons (O3), gāze, kas nāk no stratosfēras.

Tropopauzes laikā notiek ļoti interesantas ķīmiskas reakcijas. Zinātnieki cenšas izpētīt šīs ķīmiskās izmaiņas, lai iegūtu pilnīgāku globālās sasilšanas fenomenu.

Kā tiek pētīta tropopauze?

Lai izpētītu tropopauzi, jāņem tās gāzes maisījuma paraugi. Šī paraugu ņemšana augstumā līdz 18 km virs zemes virsmas rada daudzas grūtības.

Tikai daži gaisa kuģi var sasniegt šos augstumus. NASA ir trīs ļoti sarežģīti gaisa kuģi, kas aprīkoti ar speciālu aprīkojumu, lai veiktu šos pētījumus. Tās ir ER-2, DC-8 un WB-57 lidmašīnas.

Šie trīs lidaparāti kopā ar atbalsta infrastruktūru ar satelītiem un radariem, atklāšanas iekārtām in situ un attālo izpēti, izpildiet tā saukto TC4 misiju ar akronīmu angļu valodā: Tropical Composition, Clouds un Climate Coupling Experiment.

Funkcijas

Tropopauzei ir svarīgas funkcijas ūdens tvaiku transportēšanā no troposfēras uz stratosfēru. Tā arī pilda funkcijas kā troposfēras izcelsmes gāzes maisīšanas zona (ūdens tvaiks, oglekļa monoksīds) ar stratosfēras gāzēm (ozonu)..

Tropopauze nesen tiek pētīta kā planētas globālās sasilšanas rādītājs un parādības, kas nosaka vispārējo atmosfēras ķīmiju..

Atsauces

  1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Tropu tropopauzes slānī novērotie gaisa ozona trūkumi. Atmosfēras ķīmija un fizika. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
  2. Biernat, K., Keyser, D. un Bosart, L. F. (2017). Saikne starp Lielo Arktikas ciklonu 2012. gada augustā un Tropopause Polar Vortices. Amerikas ģeofizikas savienība, Fall Meeting 2017, abstrakts # A43D-2478.
  3. Werner, B. (2017) .Par subtropu zemāko stratosfēru un tropu augšējo troposfēru un tropopauzes slāni neorganiskajam bromam. Atmosfēras ķīmija un fizika. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
  4. Jensen, E.J., Pfister, L., Jordānija, D.E., Bui, T.V., Ueyama, R. un Singh.H.B. (2017). NASA gaisa tropu tropopauzes eksperiments: augstspiediena gaisa kuģu mērījumi tropu Klusā okeāna rietumu daļā. AMS 100. Žurnāli tiešsaistē. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
  5. Jensen, E.J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. et viss. (2018). Heterogēnas ledus izdalīšanās tropu tropopaksa slānī. Ģeogrāfisko pētījumu žurnāls: Atmosfēra. 123 (21): 12.210-12.227.