Stratosfera yra vienas iš viršutinių mūsų planetos oro apvalkalo sluoksnių. Jis prasideda maždaug 11 km aukštyje virš žemės. Keleiviniai lėktuvai čia nebeskraido ir debesys susidaro retai. Žemės ozono sluoksnis yra stratosferoje – ploname apvalkale, saugančiame planetą nuo žalingos ultravioletinės spinduliuotės prasiskverbimo.
Planetos oro apvalkalas
Atmosfera yra dujinis Žemės apvalkalas, esantis greta hidrosferos vidinio paviršiaus ir žemės plutos. Jo išorinė riba palaipsniui pereina į kosmosą. Atmosferos sudėtį sudaro dujos: azotas, deguonis, argonas, anglies dioksidas ir kt., Taip pat priemaišos dulkių, vandens lašų, ledo kristalų, degimo produktų pavidalu. Oro apvalkalo pagrindinių elementų santykis išlaikomas pastovus. Išimtis yra anglies dioksidas ir vanduo – jų kiekis atmosferoje dažnai kinta.
Dujų apvalkalo sluoksniai
Atmosfera suskirstyta į kelis sluoksnius, išsidėsčiusius vienas virš kito ir turinčius ypatybiųsudėtis:
- ribinis sluoksnis – tiesiai prie planetos paviršiaus, besitęsiantis iki 1-2 km aukščio;
-
troposfera - antras sluoksnis, išorinė riba yra vidutiniškai 11 km aukštyje, čia susitelkę beveik visi atmosferos vandens garai, formuojasi debesys, kyla ciklonai ir anticiklonai, kylant aukščiui, temperatūra pakyla;
- tropopauzė – pereinamasis sluoksnis, kuriam būdingas temperatūros mažėjimo sustabdymas;
- stratosfera – tai sluoksnis, besitęsiantis iki 50 km aukščio ir suskirstytas į tris zonas: nuo 11 iki 25 km temperatūra šiek tiek kinta, nuo 25 iki 40 – temperatūra pakyla, nuo 40 iki 50 – temperatūra išlieka pastovi (stratopauzė);
- mezosfera tęsiasi iki 80–90 km aukščio;
- termosfera siekia 700-800 km virš jūros lygio, čia 100 km aukštyje yra Karmano linija, kuri imama kaip riba tarp Žemės atmosferos ir erdvės;
- egzosfera dar vadinama sklaidos zona, čia labai išretintos dujos praranda materijos daleles ir jos išskrenda į erdvę.
Temperatūros pokyčiai stratosferoje
Taigi, stratosfera yra planetos dujinio apvalkalo dalis, einanti paskui troposferą. Čia oro temperatūra, kuri yra pastovi per visą tropopauzę, pradeda keistis. Stratosferos aukštis yra apie 40 km. Žemutinė riba yra 11 km virš jūros lygio. Pradedant nuo šio ženklo, temperatūra šiek tiek keičiasi. Ant25 km aukštyje šildymo indeksas pradeda lėtai didėti. Iki 40 km virš jūros lygio temperatūra pakyla nuo -56,5º iki +0,8ºС. Toliau iki 50-55 km aukščio išlieka arti nulio laipsnių. Zona nuo 40 iki 55 kilometrų vadinama stratopauze, nes čia temperatūra nesikeičia. Tai pereinamoji zona iš stratosferos į mezosferą.
Stratosferos ypatybės
Žemės stratosferoje yra apie 20 % visos atmosferos masės. Oras čia toks išretėjęs, kad žmogui be specialaus skafandro išbūti neįmanoma. Šis faktas yra viena iš priežasčių, kodėl skrydžiai į stratosferą pradėti vykdyti tik palyginti neseniai.
Kita 11–50 km aukštyje esančios planetos dujinio apvalkalo ypatybė yra labai mažas vandens garų kiekis. Dėl šios priežasties debesys beveik niekada nesusidaro stratosferoje. Jiems statybinės medžiagos tiesiog nėra. Tačiau retai galima stebėti vadinamuosius perlamutrinius debesis, kurie „puošia“stratosferą (nuotrauka pateikta žemiau) 20-30 km aukštyje virš jūros lygio. Ploni, tarsi šviečiantys dariniai iš vidaus gali būti stebimi po saulėlydžio arba prieš saulėtekį. Perlamutrinių debesų forma panaši į plunksninių arba cirrocumulus.
Žemės ozono sluoksnis
Pagrindinis skiriamasis stratosferos bruožas yra didžiausia ozono koncentracija visoje atmosferoje. Jis susidaro veikiamas saulės spindulių ir apsaugo visą planetos gyvybę nuo jų destruktyvios spinduliuotės. Žemės ozono sluoksnis yra 20-25 km aukštyje virš lygiojūros. O3 molekulės yra paskirstytos visoje stratosferoje ir net netoli planetos paviršiaus, tačiau didžiausia jų koncentracija stebima šiame lygyje.
Pažymėtina, kad Žemės ozono sluoksnis yra tik 3-4 mm. Tai bus jo storis, jei šių dujų dalelės bus dedamos įprasto slėgio sąlygomis, pavyzdžiui, šalia planetos paviršiaus. Ozonas susidaro dėl ultravioletinių spindulių poveikio suskaidžius deguonies molekulę į du atomus. Vienas iš jų susijungia su „pilnaverte“molekule ir susidaro ozonas – O3.
Pavojingas gynėjas
Ozono molekulės sugeria ultravioletinę spinduliuotę, kurios bangos ilgis yra mažesnis nei 0,1–0,2 mikrono. Tai yra jo apsauginis vaidmuo. Plonas melsvų dujų sluoksnis neleidžia saulės spinduliuotei pasiekti Žemę, o tai kenkia gyviems organizmams.
Vėjo srautui ozonas priartėja prie planetos paviršiaus. Jis taip pat susidaro Žemėje per perkūniją, veikiant kopijavimo aparatams ar rentgeno spinduliams. Įdomu tai, kad didelė ozono koncentracija kenkia žmogui. Jis susidaro veikiant saulės spinduliams labai užterštose vietose. Buvimas vadinamojo ozono smogo sąlygomis yra pavojingas gyvybei. Melsvos dujos gali sunaikinti plaučius. Jo buvimas taip pat veikia augalus – jie nustoja normaliai vystytis.
Ozono sluoksnio ardymas
Ozono skylių problema mokslo bendruomenėje buvo aktyviai aptarinėjama maždaug nuo praėjusio amžiaus aštuntojo dešimtmečio. Dabar žinoma, kad sunaikinimasApsauginis ekranas sukelia atmosferos taršą, pramoninį freonų ir kai kurių kitų junginių naudojimą, miškų naikinimą, kosminių raketų paleidimą ir didelio aukščio aviaciją. Tarptautinė bendruomenė yra priėmusi daugybę susitarimų, siekdama sumažinti kenksmingų medžiagų gamybą. Visų pirma, mes kalbame apie freonus, naudojamus aerozoliams, šaldymo įrenginiams, gesintuvams, vienkartiniams indams gaminti ir pan.
Tuo pat metu yra įrodymų, kad ozono skylės susidaro dėl natūralių priežasčių. Kenksmingos medžiagos į atmosferą patenka dėl ugnikalnių išsiveržimų ir žemės drebėjimų, dėl vandenyno plutos gedimų. Šiandien daugeliui mokslininkų klausimas dėl pagrindinio žmogaus vaidmens ardant ozono sluoksnį tebėra prieštaringas.
Stratosferos skrydžiai
Stratosferos vystymasis prasidėjo praėjusio amžiaus 30-aisiais. Šiandien koviniai ir viršgarsiniai komerciniai lėktuvai pakyla į 20 km aukštį. Meteorologiniai balionai pasiekia 40 km virš jūros lygio. Nepilotuojamo oro baliono pasiektas rekordinis aukštis yra 51,8 km.
Ekstremalaus sporto entuziastai pamažu įvaldo šią oro apvalkalo dalį. 2012 metais austrų parašiutininkas Felixas Baumgartneris iš beveik 39 km aukščio iššoko iš stratosferos. Skrydžio metu įveikęs garso barjerą, jis saugiai nusileido. Baumgartnerio rekordą sumušė „Google“viceprezidentas Alanas Eustace'as. Per 15 minučių jis nuskriejo, taip pat pasiekdamas garso greitį, 40 km.
Taigi, šiandien stratosfera yralabiau ištirtas atmosferos sluoksnis nei praėjusio amžiaus pradžioje. Tačiau ozono sluoksnio, be kurio gyvybė Žemėje nebūtų atsiradusi, ateitis vis dar nėra labai aiški. Kol šalys mažina freono gamybą, vieni mokslininkai teigia, kad tai didelės naudos bent jau tokiais tempais neatneš, kiti teigia, kad to visai nereikia, nes dauguma kenksmingų medžiagų susidaro natūraliai. Kas teisus – laikas nuspręs.
