Naše vzdušje je različne plasti v kateri so različni plini različne sestave. Vsaka plast ozračja ima svojo funkcijo in svoje značilnosti, zaradi katerih se razlikuje od ostale.
Imamo troposfera ki je plast ozračja, v katerem živimo in v katerem se odvijajo vsi meteorološki pojavi, stratosfera ki je plast ozračja, v katerem je ozonski plašč, mezosfera kjer se pojavlja severni sij in termosfere ki meji na vesolje in kjer je temperatura zelo visoka. V tem prispevku se bomo osredotočili na stratosfero in njen pomen za življenje na našem planetu.
Značilnosti stratosfere
Stratosfera je na višini približno 10-15 km visoko in se razteza do približno 45-50 km. Temperatura v stratosferi se spreminja na naslednji način: najprej se začne stabilno (saj ga najdemo na višinah blizu tropopavze, kjer temperatura ostane enaka) in precej nizka. S povečevanjem nadmorske višine se temperatura stratosfere povečuje, saj absorbira vse več sončnega sevanja. Obnašanje temperature v troposferi deluje v nasprotju s tem, kar počne troposfera, v kateri živimo, to pomeni, da se namesto z višino zvišuje.
V stratosferi skorajda ni vertikalnega gibanja zraka, vodoravni vetrovi pa lahko pogosto dosežejo 200 km / h. Težava tega vetra je v tem vsaka snov, ki pride v stratosfero, je razpršena po celotnem planetu. Primer tega so CFC. Ti plini, sestavljeni iz klora in fluora, zaradi močnega vetra iz stratosfere uničujejo ozonski plašč in se širijo po vsem planetu.
V stratosferi skorajda ni oblakov ali drugih meteoroloških tvorb. Ljudje včasih zamenjujejo dvig temperature v stratosferi z njeno bližino Soncu. Logično je misliti, da bližje kot ste Soncu, bolj bo vroče. Vendar temu ni tako, saj v stratosferi lahko najdemo znameniti ozonski plašč. Ozonska plast sama po sebi ni "plast", temveč je območje ozračja, v katerem je koncentracija tega plina veliko višja kot v preostalem ozračju. Molekule ozona so odgovorne za absorpcijo sončnega sevanja, ki nas prizadene neposredno od Sonca in omogoča življenje na Zemlji. Te molekule, ki absorbirajo sončne ultravijolične žarke, to energijo spremenijo v toploto, zato se temperatura stratosfere poveča v višino.
Ker obstaja tropopavza v katerem je zrak zelo stabilen in ni vetrovnih tokov, je izmenjava delcev med troposfero in stratosfero skoraj nič. Zaradi tega v stratosferi skorajda ni vodne pare. To pomeni, da se oblaki v stratosferi oblikujejo le, če je tako mrzlo, da se majhna količina obstoječe vode kondenzira in tvori ledene kristale. Imenujejo se ledeni kristalni oblaki in ne povzročajo padavin.
Na koncu stratosfere je stratopavza. To je območje ozračja, kjer visoke koncentracije ozona se končajo in temperatura postane zelo stabilna (približno 0 stopinj Celzija). Stratopavza je tista, ki se prepusti mezosferi.
Kot zanimivost, le kemične spojine, ki imajo dolgo življenjsko dobo, lahko dosežejo stratosfero. Zdaj, ko so tam, lahko ostanejo dolgo časa. Na primer, materiali, ki jih izdajo veliki Vulkanski izbruhi V stratosferi lahko ostanejo skoraj dve leti.
Ozonska plast
Ozonska plast nima vedno enake koncentracije tega plina daleč od tega. V stratosferi se hkrati pojavljata in neprekinjeno uničuje ozon. Za nastanek ozona morajo sončni žarki razbiti molekulo kisika (O2) na dva atoma kisika (O). Eden od teh atomov ob srečanju z drugo molekulo kisika reagira in tvori ozon (O3).
Tako nastajajo molekule ozona. Vendar, seveda, tako kot nastanejo, jih uniči sončno sevanje. Sončni žarki zadenejo molekulo ozona in jo ponovno uničijo, da nastaneta molekula kisika (O2) in atom kisika (O). Zdaj atom kisika reagira z drugo molekulo ozona, da nastaneta dve molekuli kisika in tako naprej. Gre za naravni cikel, ki je v ravnovesju med nastajanjem in uničenjem molekul ozona. Na ta način lahko ta plast plinov absorbira veliko količino škodljivih ultravijoličnih žarkov in nas zaščiti.
Tako je že dolgo. Cikel, v katerem je bila koncentracija ozona skozi čas vzdrževana na razmeroma stabilni in konstantni koncentraciji. Vendar pa obstaja še en način razgradnje na ozon v ozračju. Klorofluoroogljikovodiki (CFC) so zelo stabilni v ozračju in zato lahko dosežejo stratosfero. Ti plini imajo precej dolgo življenjsko dobo, toda ko pridejo v stratosfero, ultravijolični žarki sonca uničijo molekule in povzročijo klorove radikale, ki so zelo reaktivni. Ti reaktivni radikali uničijo molekule ozona, zato je količina ozona, ki se uniči v celoti, veliko večja od ustvarjene. Na ta način je porušeno ravnovesje med tvorbo in uničenjem molekul ozona, ki lahko absorbirajo škodljivo za nas sončno sevanje.
Posledice luknje v ozonskem plašču
Žal ta problematika v preteklosti ni bila tako podrobno poznana, zato so človeške dejavnosti (uporaba aerosolov klorofluoroogljikovodikov) uspele doseči stratosfero. velike količine klora in broma, ki uničujejo molekule ozona. Ker reakcija zahteva svetlobo in nastanek polarnih oblakov pri zelo nizkih temperaturah, so najnižje ravni ozona v antarktični pomladi, ozonska luknja pa nastane predvsem nad Antarktiko. Te ozonske luknje omogočajo, da več ultravijoličnega sevanja doseže zemeljsko površje in pospešijo taljenje ledu, kar je povezano s podnebnimi spremembami.
Pri ljudeh pride do razgradnje ozonskega plašča je povzročil povečanje incidence kožnega raka zaradi večje količine sončnega sevanja, ki nas doseže. Prizadete so tudi rastline, zlasti tiste, ki rastejo in imajo šibkejša in manj razvita stebla in liste.
Vplivi letal na stratosfero
Letala so doživela tudi incidente v stratosferi, saj običajno letijo na višinah med 10 in 12 km, torej blizu tropopavze in začetka stratosfere. Z naraščanjem zračnega prometa so se povečale emisije ogljikovega dioksida (CO2), vodne pare (H2O), dušikovih oksidov (NOx), žveplovih oksidov (SOx) in saj v ozračje med zgornjo troposfero in spodnjo stratosfero.
Danes, letala povzročajo le med 2 in 3% svetovnih emisij toplogrednih plinov. Tudi to z vidika globalnega segrevanja ni velikega pomena. Kar pa je pri letalih res pomembno, je, da plini, ki jih oddajajo, to počnejo v zgornjem delu troposfere. To povzroči, da izpuščena vodna para poveča verjetnost nastanka cirusov, ki zadržijo več toplote na Zemlji in prispevajo k globalnemu segrevanju.
Po drugi strani pa so nevarni tudi dušikovi oksidi, ki jih oddajajo letala, saj so povezani z izginotjem ozona v stratosferi. Misliti moramo, da čeprav toplogredni plini, ki jih oddajajo letala, nimajo prav dolgo življenjske dobe, da bi dosegli stratosfero, lahko to storijo, ker se sproščajo na višini, ki je zelo blizu nje.
Stratosferske zanimivosti
Ta plast ozračja ima nekaj zanimivosti, ki nas lahko presenetijo. Med temi zanimivostmi so:
- Gostota zraka je 10% nižja da na zemeljski površini
- Temperature v spodnjih plasteh so okoli -56 stopinj v povprečju in zračni tokovi dosežejo 200 kilometrov na uro.
- Obstajajo poročila, ki zagotavljajo obstoj majhnih mikroorganizmov ki živijo v stratosferi. Menijo, da so ti mikrobi prišli iz vesolja. So bakterijske spore, izjemno odporni organizmi, ki lahko okoli sebe tvorijo zaščitno plast in zato preživijo pri nizkih temperaturah, suhih razmerah in visoki ravni sevanja v stratosferi.
Kot lahko vidite, ima atmosfera pomembne funkcije za nas in ostala živa bitja, ki naseljujejo naš planet. Stratosfera vsebuje nekaj, kar je nujno za naše preživetje in kar moramo, čeprav je kilometrsko visoka, varovati.
