Tropopause-kenmerken, chemische samenstelling en functies

de tropopauze het is een overgangszone van overgang tussen twee lagen van de atmosfeer van de aarde. Het bevindt zich tussen de onderste laag van de atmosfeer, de troposfeer genaamd, en de laag erboven, de stratosfeer.

De atmosfeer van de aarde is verdeeld in verschillende lagen. Deze lagen worden "bollen" genoemd en de overgangszones tussen de lagen worden "pauzes" genoemd. Volgens de chemische samenstelling en de variatie van de temperatuur, zijn de lagen van de atmosfeer de troposfeer, stratosfeer, mesosfeer, thermosfeer en exosfeer.

De troposfeer strekt zich uit van het oppervlak van de aarde tot 10 km in de hoogte. De stratosfeer varieert van 10 km tot 50 km in hoogte. De mesosfeer varieert van 50 km tot 80 km in hoogte. De thermosfeer van 80 km tot 500 km, en de exosfeer van 500 km tot 10.000 km in hoogte. Dit laatste is de limiet met interplanetaire ruimte.

index

• 1 Kenmerken van de tropopauze
  • 1.1 Hoogte
  • 1.2 De tropopauze als een kalme zone
  • 1.3 Temperatuur
  • 1.4 Zone van discontinuïteit
  • 1.5 Opslag- en transportruimte voor vocht
  • 1.6. Vorming van cirruswolken
• 2 Chemische samenstelling van de tropopauze
• 3 Hoe wordt de tropopauze bestudeerd??
• 4 functies
• 5 Referenties

Kenmerken van de tropopauze

De tropopauze is een regio met zeer bijzondere kenmerken die recentelijk zijn wetenschappelijke studie in meer detail heeft gemotiveerd. Omdat het de overgangszone is van eigenschappen tussen de troposfeer en de stratosfeer, is het gepast om kort de kenmerken van deze twee lagen aan te geven.

De troposfeer is de actieve laag waar de meteorologische verschijnselen die het klimaat doen ontstaan, zoals wind, regen, onweersbuien en orkanen. De temperatuur in deze laag neemt af met de hoogte.

In de stratosfeer neemt de temperatuur toe met de hoogte door het effect van chemische reacties die warmte afgeven (exotherm). Voornamelijk betrokken is ozon, dat hoogenergetische ultraviolette (UV) straling van de zon absorbeert.

De tropopauze is de grens tussen deze twee gaslagen die eigenschappen hebben van temperatuur, chemische samenstelling en algemene dynamiek, zeer verschillend. De kenmerken van de tropopauze staan ​​hieronder kort vermeld.

hoogte

De hoogte waarop de tropopauze zich op het aardoppervlak bevindt, is variabel. Veranderen met breedtegraad, met het seizoen en met het tijdstip van de dag.

De tropopauze bevindt zich op een gemiddelde hoogte van 7 tot 10 km in de gebieden van de terrestrische polen, en tussen 16 en 18 km in de tropen, rond de evenaar.

Op deze manier is de polaire tropopauze heter en dichter bij het aardoppervlak, terwijl de equatoriaal-tropische tropopauze koeler en hoger is..

In Ecuador botsen de zonnestralen loodrecht op het oppervlak van de aarde, waardoor een groot oppervlak van de aarde. Deze warmte van het aardoppervlak wordt geabsorbeerd door de in de troposfeer, die uitzet in de equatoriale zone-tropische en toenemende afstand tot de tropopauze.

Door verschillende wetenschappelijke studies is vastgesteld dat de globale hoogte van de tropopauze de laatste jaren is toegenomen. Er wordt aangenomen dat deze toename te wijten kan zijn aan de toename van broeikasgassen (GHG), de afname van de ozonlaag van de stratosfeer en de koeling van deze laag.

Veranderingen in de hoogte van de tropopauze zijn tekenen van opwarming van de troposfeer, het broeikaseffect genoemd.

De tropopauze als een kalme zone

De tropopauze vormt een relatief kalm gebied, omdat de meteorologische verschijnselen die het klimaat veroorzaken zich onder deze zone bevinden, in de troposfeer. Recente studies melden echter dat de tropopauze een bepaalde dynamiek kent.

temperatuur

In het gebied van de tropopauze blijft de temperatuur constant, neemt niet af met de hoogte (zoals in de troposfeer) en neemt niet toe met de hoogte (zoals in de stratosfeer). De temperatuur van het tropopause ongeveer -55^°C.

Discontinuïteit zone

De tropopauze is geen continue zone; er zijn pauzes in deze regio in de tropische breedtegraden en middenbreedten van de noordelijke en zuidelijke hemisferen van de aarde.

Opslagruimte voor vocht en transport

De tropopauze fungeert als een groot reservoir van vocht in de troposfeer en heeft de functie om waterdamp in de stratosfeer te transporteren.

Vorming van cirruswolken

De tropopauze is het gebied waar zich cirruswolken vormen, een soort witte, hoge wolken, samengesteld uit ijskristallen. Ze zijn in de vorm van filamenten in smalle banden, dun, vergelijkbaar met de haarkrullen.

De cirruswolken weerkaatsen zonlicht en vangen de warmte op die de aarde naar buiten uitzendt. Het is niet exact bekend of de netto balans van de cirrus afkoelt of het broeikaseffect.

Het verschijnen van een cirrus duidt op een verandering van het weer met lage temperaturen en regen binnen de volgende 24 uur.

Chemische samenstelling van de tropopauze

De tropopauze vertegenwoordigt een zone van abrupte verandering tussen de chemische samenstelling van de troposfeer en die van de stratosfeer. Bevat gassen die uit beide lagen komen.

In de tropopauze zijn er gassen uit de troposfeer, zoals waterdamp en koolmonoxide (CO). Er is ook ozon (O₃), gas dat uit de stratosfeer komt.

In de tropopauze komen zeer interessante chemische reacties voor. Wetenschappers proberen deze chemische veranderingen te bestuderen om een ​​vollediger verklaring te krijgen van het fenomeen van het broeikaseffect.

Hoe de tropopauze wordt bestudeerd?

Om de tropopauze te bestuderen, moeten monsters van het gasmengsel worden genomen. Deze bemonstering op hoogten tot 18 km boven het aardoppervlak levert veel problemen op.

Slechts een paar vliegtuigen kunnen deze hoogten bereiken. NASA heeft drie zeer geavanceerde vliegtuigen uitgerust met speciale apparatuur om deze studies te doen. Dit zijn de ER-2, DC-8 en WB-57 vliegtuigen.

Deze drie vliegtuigen, gekoppeld aan een ondersteuningsinfrastructuur met satellieten en radars, detectieapparatuur in situ en remote sensing, voldoen aan de zogenaamde TC4-missie door zijn acroniem in het Engels: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.

functies

De tropopauze heeft belangrijke functies bij het transport van waterdamp van de troposfeer naar de stratosfeer. Het vervult ook functies als een gasmengzone van troposferische oorsprong (waterdamp, koolmonoxide) met stratosferische gassen (ozon).

De tropopauze wordt recent bestudeerd als een indicator voor het broeikaseffect van de aarde en voor verschijnselen die de algemene atmosferische chemie bepalen.

referenties

1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Waarnemingen van ozonarme lucht in de tropische tropopauze-laag. Atmosferische chemie en fysica. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
2. Biernat, K., Keyser, D. en Bosart, L.F. (2017). Verbanden tussen de Grote Arctische Cycloon van augustus 2012 en Tropopause Polar Vortices. American Geophysical Union, Fall Meeting 2017, abstract # A43D-2478.
3. Werner, B. (2017). De subtropische onderste stratosfeer verkennen en de tropische bovenste troposfeer en de tropopauze-laag voor anorganisch broom. Atmosferische chemie en fysica. 17 (2): 1161-1186. doi: 10,5194 / acp-17-1161-2017
4. Jensen, E.J., Pfister, L., Jordan, D.E., Bui, T.V., Ueyama, R. en Singh.H.B. (2017). Het NASA Tropische tropopauze-experiment in de lucht: metingen van grote hoogten in de tropische westelijke Pacific. AMS 100. Journalen online. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
5. Jensen, E.J., Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, T.V. et alles. (2018). Heterogene ijsnucleatie in de tropische tropopauze-laag. Journal of Geographical Research: Atmosphere. 123 (21): 12.210-12.227.