Slojevi atmosfere: znajte što su i njihove karakteristike

Zemljinu atmosferu tvori nekoliko slojeva plinova koji okružuju Zemlju zbog utjecaja gravitacijskog polja.

Svaki sloj ima specifičan sastav plinova koji su organizirani prema njihovoj gustoći. Gusti plinovi se približavaju površini Zemlje, dok ostali ostaju dalje od planeta.

Zbog različitih svojstava plinova, slojevi atmosfere imaju svoje osobine i igraju određene uloge u svom odnosu sa Zemljom.

Na pet slojeva koji čine zemljinu atmosferu su: troposfera, stratosfera, mezosfera, termosfera i egzosfera.

Troposfera

Troposfera je najgušći sloj atmosfere, a samim tim i najbliži površini Zemlje. Procjenjuje se da je ukupna atmosferska masa 5x10¹⁸ kg, a da se 75% ove količine nalazi u troposferi.

Debljina troposfere varira od 8 km do 14 km, ovisno o regiji Zemlje. Najtanje točke (gdje debljina doseže 8 km) nalaze se na sjevernom i južnom polu.

Kao najniži sloj atmosfere, troposfera je odgovorna za život na planetu, a tu su i gotovo svi vremenski fenomeni. Pojam troposfera potječe od grčkog tropi (promjena) kako bi odražavala dinamičnu prirodu klimatskih promjena i ponašanje ovog sloja atmosfere.

Područje troposfere koje ograničava njezin kraj i početak stratosfere naziva se tropopauza. Tropopauzu je lako prepoznati kroz različite uzorke tlaka i temperature svakog sloja.

sastav troposfere

Što se tiče volumena, troposfera se sastoji od 78,08% dušika, 20,95% kisika, 0,93% argona i 0,04% ugljičnog dioksida. Zrak se također sastoji od promjenjivog postotka vodene pare koja ulazi u troposferu pojavom isparavanja.

Temperatura troposfere

Kao i pritisak, temperatura u troposferi također se smanjuje kako se nadmorska visina povećava. To je zato što tlo apsorbira većinu sunčeve energije i zagrijava niže razine troposfere. Dakle, s obzirom na to da je isparavanje veće u toplijim područjima, vodene pare prisutnije su na razini mora, a rjeđe na većim nadmorskim visinama.

Što se može naći u troposferi?

Primjeri onoga što se može naći u troposferi su:

• Klima
• Padavine poput kiše, snijega i tuče;
• Plinovi poput dušika, kisika, argona i ugljičnog dioksida
• Oblaci
• ptice

Stratosfera

Stratosfera je drugi najveći sloj atmosfere i ujedno drugi najbliži površini Zemlje. Procjenjuje se da sadrži oko 15% ukupne mase Zemljine atmosfere.

Debljina stratosfere je 35 km od tropopauze, što znači da se nalazi između troposfere i mezosfere. Pojam stratosfera izveden je iz grčkog stratum (sloj), da označi činjenicu da je sama stratosfera podijeljena na druge, manje slojeve.

Slojevi stratosfere nastaju zbog odsutnosti klimatskih pojava koje miješaju zrak. Dakle, postoji jasna podjela između hladnog, teškog zraka, koji se nalazi dolje, i toplog, laganog zraka, koji se nalazi gore. Dakle, u smislu temperature, stratosfera djeluje upravo suprotno od troposfere.

Budući da je ovo vrlo stabilno područje (jer nema razmjene zraka), piloti zrakoplova obično ostaju na početku stratosfere kako bi izbjegli turbulencije. Na toj nadmorskoj visini zrakoplovi i baloni postižu svoju maksimalnu učinkovitost.

Neki se zrakoplovi, posebno mlazni avioni, penju u stratosferu kako bi izbjegli trenje i izmjenu zraka.

Stratosfera također sadrži poznato ozonski omotač, odgovorna za apsorpciju većine ultraljubičastog zračenja koje emitira sunce. Bez ozonskog omotača život na Zemlji kakav poznajemo ne bi bio moguć.

Poput troposfere, i stratosfera ima područje koje ograničava njezin kraj i označava početak mezosfere, nazvano stratopauza.

Sastav stratosfere

Većina elemenata pronađenih na površini Zemlje i u troposferi ne dopire do stratosfere. Umjesto toga, uobičajeno je da:

• raspadaju se u troposferi
• eliminiraju se sunčevom svjetlošću
• kišom ili drugim oborinama vrate na površinu Zemlje

Zbog inverzije u temperaturnoj dinamici između troposfere i stratosfere, gotovo da i nema razmjene zraka između dva sloja, zbog čega vodene pare postoje u malim količinama stratosfera. Iz tog je razloga stvaranje oblaka u ovom sloju izuzetno teško.

Što se tiče plinova, stratosferu pretežno tvori ozon prisutan u ozonskom sloju. Smatra se da se 90% cjelokupnog ozona u atmosferi nalazi u ovoj regiji. Uz to, stratosfera sadrži elemente nošene vulkanskim erupcijama poput dušikovih oksida, dušične kiseline, halogena itd.

temperatura u stratosferi

Temperatura u stratosferi raste s porastom nadmorske visine, u rasponu od -51 ° C na najnižoj točki (tropopauza) do -3 ° C na najvišoj točki (stratopauza).

Što se može naći u stratosferi?

Primjeri onoga što se može naći u stratosferi su:

• Ozonski omotač
• Avioni i vremenski baloni
• neke ptice

mezosfera

Mezosfera je posljednji atmosferski sloj u kojem se plinovi još uvijek miješaju u zraku i nisu organizirani po njihovoj masi. Znanost ga smatra najtežim slojem za proučavanje, pa je malo potvrđenih podataka o njemu.

Debljina mezosfere je također 35 km, računato od stratopauze, što znači da se nalazi između stratosfere i termosfere. Pojam mezosfera potječe od grčkog mjeseci (sredina), jer je treći među pet slojeva Zemljine atmosfere

Meteorološki baloni i zrakoplovi nisu u mogućnosti doseći toliko visoko da dosegnu mezosferu. Istodobno, sateliti mogu kružiti iznad njega samo zato ne mogu pravilno izmjeriti karakteristike sloja. Trenutno je jedini način proučavanja mezosfere upotreba zvučnih raketa koje prikupljaju malo podataka po misiji.

U mezosferi se događa izgaranje nebeskih tijela koja ulaze u Zemljinu atmosferu, što dovodi do pojava poput pljuskova meteora.

Pljusak meteora dogodi se kada nebesko tijelo uđe u Zemljinu atmosferu. Zbog vrlo visoke temperature nebesko tijelo izgara i obično se otapa u nekoliko manjih dijelova.

sastav mezosfere

Postotak kisika, dušika i ugljičnog dioksida u mezosferi u osnovi je isti kao u donjim slojevima. Vodene pare još su rjeđe nego u stratosferi, koja pak prenosi dio ozona u mezosferu.

Mezosfera također sadrži materijal iz meteora koji isparava ulaskom u atmosferu. Dakle, mezosfera se također sastoji od relativno visokog udjela željeza i drugih metala.

temperatura u mezosferi

Temperatura u mezosferi opada s porastom nadmorske visine, u rasponu od -3 ° C na najnižoj točki (stratopauza) i -143ºC na najvišoj točki, mezopauza, najhladnije područje u cijeloj atmosferi zemaljski.

Što se može naći u stratosferi?

Primjeri onoga što se može naći u stratosferi su:

• Sagorijevanje meteora
• Noćasti oblaci (posebna vrsta oblaka koji svijetle noću)

termosfera

Termosfera se nalazi iznad mezosfere i ispod egzosfere. Njegova debljina je otprilike 513 km, što je puno veće od svih donjih slojeva zajedno.

Iako se termosfera smatra dijelom Zemljine atmosfere, gustoća zraka je toliko niska da se veći dio sloja pogrešno vidi kao svemir. Ova ideja pojačana je činjenicom da sloj nema dovoljno molekula za putovanje zvučnih valova.

U termosferi ultraljubičasto zračenje uzrokuje pojave fotoionizacije molekula, odnosno stvaranje iona kontaktom fotona i atoma. Ovaj je fenomen odgovoran za stvaranje ionosfere koja se nalazi unutar termosfere. Ionosfera igra važnu ulogu u širenju radio valova u udaljena područja Zemlje.

Upravo su u termosferi sateliti i Međunarodna svemirska stanica (ISS) u orbiti. Nadalje, u termosferi se javlja polarna svjetlost.

Polarna svjetlost događa se pri sudaru solarnih čestica sa Zemljinom atmosferskom gustoćom.

Riječ termosfera potječe od grčkog termos (toplina), što odražava činjenicu da su temperature u ovom sloju izuzetno visoke.

Granica između termosfere i egzosfere naziva se termopauza.

Sastav termosfere

Za razliku od donjih slojeva, u kojima se miješaju plinovi, čestice u termosferi rijetko se sudaraju, što rezultira ravnomjernom podjelom elemenata. Nadalje, većina molekula prisutnih u termosferi razgrađuje se od sunčeve svjetlosti.

Gornji dijelovi termosfere sastoje se od atomskog kisika, atomskog dušika i helija.

Temperatura termosfere

Temperatura u termosferi može se kretati od 500 ° C do 2000 ° C. To je zato što je velik dio sunčeve svjetlosti apsurdan u ovom sloju.

Što se može naći u termosferi?

Primjeri onoga što se može naći u termosferi su:

• Sateliti
• Prije toga, svemirski brod
• ISS
• Polarna svjetlost
• Ionosfera

egzosfera

Egzosfera je najveći i najudaljeniji sloj Zemljine atmosfere. Proteže se na 600 km dok se ne prorijedi i ne stopi s međuplanetarnim prostorom. To čini njegovu debljinu 10 000 km. Najudaljenija granica egzosfere seže na pola puta do Mjeseca.

Pojam egzosfera potječe od grčkog egzo (vanjski), označavajući činjenicu da je ovo posljednji atmosferski sloj prije vakuuma prostora.

sastav egzosfere

Čestice u egzosferi su izuzetno udaljene i stoga se ne klasificiraju kao plinovi jer je gustoća preniska. Moguće je da jedna čestica prijeđe stotine kilometara prije nego što se sudari s drugom. Oni se također ne smatraju plazmom jer nisu električki nabijeni.

U donjim područjima egzosfere moguće je pronaći vodik, helij, ugljični dioksid i atomski kisik, koji su gravitacijskim poljem minimalno vezani za Zemlju.

temperatura u egzosferi

Zbog činjenice da je egzosfera gotovo vakuumska (zbog odsutnosti interakcije između molekula) temperatura u sloju je stalna i hladna.

Što se može naći u egzosferi?

Primjeri onoga što se može naći u egzosferi su:

• svemirski teleskop Hubble
• Sateliti

Pogledajte i:

• Atmosfera
• Troposfera
• Stratosfera
• Satelit
• Vakuum