استراتوسفر یکی از لایه های بالایی پوسته هوای سیاره ما است. از ارتفاع حدود 11 کیلومتری از سطح زمین شروع می شود. هواپیماهای مسافربری دیگر اینجا پرواز نمی کنند و ابرها به ندرت شکل می گیرند. لایه اوزون زمین در استراتوسفر قرار دارد - پوسته نازکی که سیاره را از نفوذ اشعه مضر فرابنفش محافظت می کند.
پوسته هوایی سیاره
جو پوسته گازی زمین است که در مجاورت سطح داخلی هیدروسفر و پوسته زمین قرار دارد. مرز بیرونی آن به تدریج به فضای بیرونی می گذرد. ترکیب اتمسفر شامل گازها: نیتروژن، اکسیژن، آرگون، دی اکسید کربن و غیره و همچنین ناخالصی هایی به شکل غبار، قطرات آب، کریستال های یخ، محصولات احتراق است. نسبت عناصر اصلی پوسته هوا ثابت نگه داشته می شود. استثناها دی اکسید کربن و آب هستند - مقدار آنها در جو اغلب تغییر می کند.
لایه های پوسته گاز
اتمسفر به چندین لایه تقسیم می شود که یکی بالای دیگری قرار گرفته و دارای ویژگی هایی استترکیب:
- لایه مرزی - مستقیماً در مجاورت سطح سیاره، تا ارتفاع 1-2 کیلومتر گسترش می یابد؛
- تروپوسفر - لایه دوم، مرز بیرونی به طور متوسط در ارتفاع 11 کیلومتری قرار دارد، تقریباً تمام بخار آب جو در اینجا متمرکز شده است، ابرها تشکیل می شوند، طوفان ها و پاد سیکلون ها ظاهر می شوند، با افزایش ارتفاع، افزایش دما؛
-
tropopause - یک لایه انتقالی که با توقف کاهش دما مشخص می شود؛
- استراتوسفر لایه ای است که تا ارتفاع 50 کیلومتر امتداد دارد و به سه ناحیه تقسیم می شود: از 11 تا 25 کیلومتر دما کمی تغییر می کند، از 25 تا 40 - دما افزایش می یابد، از 40 تا 50 - دما ثابت می ماند (استراتوپوز)؛
- مزوکره تا ارتفاع 80-90 کیلومتر گسترش می یابد؛
- ترموسفر به 700-800 کیلومتر از سطح دریا می رسد، اینجا در ارتفاع 100 کیلومتری خط کارمان است که به عنوان مرز بین جو زمین و فضا در نظر گرفته می شود؛
- به اگزوسفر منطقه پراکندگی نیز می گویند، در اینجا گاز بسیار کمیاب ذرات ماده را از دست می دهد و آنها به فضا پرواز می کنند.
تغییر دما در استراتوسفر
بنابراین، استراتوسفر بخشی از پوشش گازی سیاره است که به دنبال تروپوسفر است. در اینجا، دمای هوا، که در طول تروپوپوز ثابت است، شروع به تغییر می کند. ارتفاع استراتوسفر تقریباً 40 کیلومتر است. حد پایین تر از سطح دریا 11 کیلومتر است. با شروع از این علامت، دما دستخوش تغییرات جزئی می شود. دردر ارتفاع 25 کیلومتری، شاخص گرمایش به آرامی شروع به افزایش می کند. با علامت 40 کیلومتری از سطح دریا، دما از -56.5 درجه به + 0.8 درجه سانتیگراد افزایش می یابد. علاوه بر این، تا ارتفاع 50-55 کیلومتری نزدیک به صفر درجه باقی می ماند. منطقه بین 40 تا 55 کیلومتری استراتوپوز نامیده می شود، زیرا دما در اینجا تغییر نمی کند. این یک منطقه گذار از استراتوسفر به مزوسفر است.
ویژگی های استراتوسفر
استراتوسفر زمین حدود 20 درصد از جرم کل جو را در خود دارد. هوای اینجا به قدری کمیاب است که امکان ندارد یک نفر بدون لباس فضایی خاص بماند. این واقعیت یکی از دلایلی است که پروازها به استراتوسفر نسبتاً اخیراً شروع شده است.
یکی دیگر از ویژگی های پوسته گازی سیاره در ارتفاع 50-11 کیلومتری مقدار بسیار کمی بخار آب است. به همین دلیل، ابرها تقریباً هرگز در استراتوسفر تشکیل نمی شوند. برای آنها، به سادگی هیچ مصالح ساختمانی وجود ندارد. با این حال ، به ندرت می توان ابرهای به اصطلاح مادر مروارید را مشاهده کرد که استراتوسفر را "تزیین" می کنند (عکس در زیر ارائه شده است) در ارتفاع 20-30 کیلومتری از سطح دریا. نازک، گویی سازندهای نورانی از داخل را می توان پس از غروب خورشید یا قبل از طلوع خورشید مشاهده کرد. شکل ابرهای مادر از مروارید شبیه سیروس یا سیروکومولوس است.
لایه ازن زمین
وجه تمایز اصلی استراتوسفر حداکثر غلظت ازن در کل جو است. تحت تأثیر نور خورشید تشکیل می شود و از تمام زندگی روی سیاره در برابر تشعشعات مخرب آنها محافظت می کند. لایه اوزون زمین در ارتفاع 20-25 کیلومتری از سطح زمین قرار دارددریاها مولکول های O3 در سراسر استراتوسفر و حتی نزدیک سطح سیاره پخش شده اند، اما بیشترین غلظت آنها در این سطح مشاهده می شود.
لازم به ذکر است که لایه اوزون زمین تنها 3-4 میلی متر است. ضخامت آن اگر ذرات این گاز در شرایط فشار معمولی مثلاً در نزدیکی سطح سیاره قرار گیرند، این مقدار خواهد بود. ازن در نتیجه تجزیه یک مولکول اکسیژن تحت تأثیر اشعه ماوراء بنفش به دو اتم تشکیل می شود. یکی از آنها با یک مولکول "کامل" ترکیب می شود و ازن تشکیل می شود - O3.
مدافع خطرناک
مولکول های اوزون پرتوهای فرابنفش را با طول موج کمتر از 0.1-0.2 میکرون جذب می کنند. این نقش حفاظتی آن است. یک لایه نازک از گاز مایل به آبی از رسیدن تابش خورشیدی به زمین که برای موجودات زنده مضر است جلوگیری می کند.
با جریان باد، ازن به سطح سیاره نزدیک می شود. همچنین در هنگام رعد و برق، کار دستگاه های کپی یا اشعه ایکس، روی زمین تشکیل می شود. جالب اینجاست که غلظت زیاد ازن برای انسان مضر است. تحت تأثیر نور خورشید در مناطق بسیار آلوده تشکیل می شود. ماندن در شرایط به اصطلاح مه دود ازن تهدید کننده زندگی است. گاز مایل به آبی می تواند ریه ها را از بین ببرد. وجود آن روی گیاهان نیز تأثیر می گذارد - رشد آنها به طور طبیعی متوقف می شود.
کاهش لایه ازن
مسئله سوراخ های اوزون از حدود دهه ۷۰ قرن گذشته به طور فعال در جامعه علمی مورد بحث قرار گرفته است. اکنون مشخص شده است که تخریبصفحه محافظ منجر به آلودگی جوی، استفاده صنعتی از فریون ها و برخی ترکیبات دیگر، تخریب جنگل ها، پرتاب موشک های فضایی و حمل و نقل هوایی در ارتفاع بالا می شود. جامعه بین المللی تعدادی توافقنامه برای کاهش تولید مواد مضر به تصویب رسانده است. اول از همه، ما در مورد فریون هایی صحبت می کنیم که برای ایجاد ذرات معلق در هوا، واحدهای تبرید، کپسول های آتش نشانی، ظروف یکبار مصرف و غیره استفاده می شوند.
در عین حال، شواهدی وجود دارد که نشان می دهد تشکیل سوراخ های اوزون به دلایل طبیعی رخ می دهد. مواد مضر در اثر فوران های آتشفشانی و زلزله، از گسل های پوسته اقیانوسی وارد جو می شوند. امروزه مسئله نقش اصلی انسان در تخریب لایه اوزون برای تعدادی از دانشمندان بحث برانگیز است.
پروازهای استراتوسفر
توسعه استراتوسفر در دهه 30 قرن گذشته آغاز شد. امروزه هواپیماهای تجاری جنگی و مافوق صوت تا ارتفاع 20 کیلومتری بالا می روند. بالن های هواشناسی به ارتفاع 40 کیلومتری از سطح دریا می رسند. رکورد ارتفاع بالن بدون سرنشین 51.8 کیلومتر است.
علاقه مندان به ورزش های افراطی به تدریج بر این قسمت از پوسته هوا مسلط می شوند. در سال 2012، فلیکس باومگارتنر، چترباز اتریشی، از ارتفاع تقریباً 39 کیلومتری از استراتوسفر پرش کرد. او با غلبه بر دیوار صوتی در طول پرواز، به سلامت فرود آمد. رکورد بامگارتنر توسط معاون گوگل، آلن اوستاس شکسته شد. او در 15 دقیقه پرواز کرد و به سرعت صوت نیز به 40 کیلومتر رسید.
بنابراین، امروز استراتوسفر استلایه اتمسفر بیشتر از ابتدای قرن گذشته کشف شده است. با این حال، آینده لایه اوزون که بدون آن زندگی روی زمین به وجود نمی آمد، هنوز خیلی روشن نیست. در حالی که کشورها تولید فریون را کاهش می دهند، برخی از دانشمندان می گویند که این کار حداقل با چنین سرعتی سود چندانی به همراه نخواهد داشت، در حالی که برخی دیگر می گویند که این کار اصلاً ضروری نیست زیرا بیشتر مواد مضر به طور طبیعی تشکیل می شوند. حق با کیست - زمان قضاوت خواهد کرد.
