Tropopause og lavere stratosfære

når vi klatrer fra bakkenivå våre ører pop og det blir kaldere. Lufttrykket, tettheten og temperaturen faller. Atmosfærens temperatur er den viktigste egenskapen som styrer strukturen.luften i de første milene av atmosfæren, troposfæren, absorberer ikke vesentlig solstråling, i stedet blir den oppvarmet ved kontakt med bakken. Den overflateoppvarmede luften utvides når den varmes, blir mindre tett enn den omgivende kjøligere luften og stiger som flytende og turbulente bobler. Dette er konveksjon og er den viktigste prosessen som troposfæren blander og oppvarmer.selv om konveksjon rører og blander troposfæren, jo høyere er den, jo kaldere blir den. Hvorfor?

tenk deg en isolert boble av luft oppvarmet av bakken og dupper oppover. Når det klatrer, faller trykket og boblen utvides for å utjevne trykket med luften rundt den. For å utvide må boblen utøve en kraft på omgivende luft og flytte den bort. Arbeidet krever energi, og den eneste kilden er den indre molekylære energien eller varmeinnholdet i boblens luft. Den indre energien minker og temperaturen, som er rent mål for den, faller*.
boblen vil stige til temperaturen er den samme som omgivende luft. Hvis vi visualiserer atmosfæren som består helt av slike bobler, ser vi at de vil stige og synke til en naturlig likevektstilstand er nådd der temperaturen faller jevnt med økende høyde**.hvis luften aldri ble oppvarmet av solstråling, ville temperaturen fortsette å falle når vi klatrer. Men i en høyde på ~12 km er minst ~-55°C nådd, tropopausen***. Over det begynner temperaturen å øke igjen fordi stratosfærisk luft inneholder en sollysabsorber, ozon.minimum tropopause fungerer som en barriere^ mellom troposfæren og stratosfæren fordi blanding og varmetransport ved konveksjon kun kan skje når temperaturen synker med høyden. Troposfæren-med konveksjon tillatt-er turbulent og godt blandet. Stratosfæren med temperaturøkning med høyde er stabil, stratifisert i lag og relativt dårlig blandet^^.
ved høye breddegrader kan tropopausen og den nedre stratosfæretemperaturen synke til ~ -85°C for å gi betingelsene For PSCs, polare stratosfæriske skyer, hvorav de utrolig lyse og fargerike perlemorskyene er en delmengde.

^^

* Temperatur er et mål på molekylær indre energi som kommer fra kinetisk, roterende og vibrasjon al bevegelse. jo mer energisk bevegelsen, desto høyere temperatur.
** fallhastigheten er kjent som » bortfallsraten. Den gjennomsnittlige verdien er 6.5°C / km. Faktiske priser avhenger av temperatur og fuktighet. Høy temperatur fuktig luft kan ha en hastighet på bare 4°C / km.
* * * den atmosfæriske temperaturprofilen er avhengig av breddegrad. Tropopaushøyden varierer fra ~16 km ved ekvator til bare ~8 km ved polene. Det avhenger også av havnivå temperatur og sesong. Offisielt starter tropopausen på laveste nivå når bortfallsraten faller til 2°C / km.
^ tropopausen er ikke en komplett barriere, den lekker. Sterkt konvektive troposfæriske stormer transporterer vanndamp opp over tropopausen. Det er pauser i tropopausen nær jet stream vestavind som tillater utveksling av stratosfærisk og troposfærisk luft.
Blanding over tropopausen er hjulpet av gravitasjonsbølger. Mye høyere fortsatt blir molekylær diffusjon viktig.

Related Posts

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *