الستراتوسفير هي إحدى الطبقات العليا من الغلاف الجوي لكوكبنا. يبدأ على ارتفاع حوالي 11 كم فوق سطح الأرض. لم تعد طائرات الركاب تطير هنا ونادرًا ما تتشكل السحب. تقع طبقة الأوزون على الأرض في طبقة الستراتوسفير - وهي قشرة رقيقة تحمي الكوكب من اختراق الأشعة فوق البنفسجية الضارة.
الغلاف الجوي للكوكب
الغلاف الجوي هو الغلاف الغازي للأرض ، بجوار السطح الداخلي للغلاف المائي والقشرة الأرضية. حدوده الخارجية تمر تدريجيًا إلى الفضاء الخارجي. يشمل تكوين الغلاف الجوي الغازات: النيتروجين والأكسجين والأرجون وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك ، وكذلك الشوائب على شكل غبار وقطرات ماء وبلورات ثلجية ومنتجات احتراق. تظل نسبة العناصر الرئيسية لقذيفة الهواء ثابتة. الاستثناءات هي ثاني أكسيد الكربون والماء - غالبًا ما تتغير كميتها في الغلاف الجوي.
طبقات غلاف الغاز
الغلاف الجوي مقسم إلى عدة طبقات ، تقع إحداها فوق الأخرى وفيها ميزاتالخط:
- الطبقة الحدودية - المتاخمة مباشرة لسطح الكوكب ، وتمتد إلى ارتفاع 1-2 كم ؛
- تروبوسفير - الطبقة الثانية ، يقع الحد الخارجي في المتوسط على ارتفاع 11 كم ، ويتركز معظم بخار الماء في الغلاف الجوي هنا ، وتتشكل الغيوم ، وتظهر الأعاصير والأعاصير المضادة ، مع زيادة الارتفاع ، ترتفع درجة الحرارة ؛
-
تروبوبوز - طبقة انتقالية تتميز بانخفاض درجة الحرارة ؛
- الستراتوسفير عبارة عن طبقة تمتد حتى ارتفاع 50 كم وتنقسم إلى ثلاث مناطق: من 11 إلى 25 كم تتغير درجة الحرارة قليلاً ، من 25 إلى 40 - ترتفع درجة الحرارة ، من 40 إلى 50 - تظل درجة الحرارة ثابتة (ستراتوبوز) ؛
- يمتد الميزوسفير إلى ارتفاع 80-90 كم ؛
- يصل الغلاف الحراري إلى 700-800 كم فوق مستوى سطح البحر ، وهنا على ارتفاع 100 كم يوجد خط كرمان ، والذي يعتبر الحد الفاصل بين الغلاف الجوي للأرض والفضاء ؛
- يسمى الغلاف الخارجي أيضًا منطقة التشتت ، وهنا يفقد الغاز شديد التخلخل جزيئات المادة ، ويطير بعيدًا في الفضاء.
تغيرات درجة الحرارة في الستراتوسفير
إذن ، الستراتوسفير هو جزء من الغلاف الغازي للكوكب الذي يتبع طبقة التروبوسفير. هنا ، تبدأ درجة حرارة الهواء ، التي تكون ثابتة طوال فترة التروبوبوز ، في التغير. يبلغ ارتفاع طبقة الستراتوسفير حوالي 40 كم. الحد الأدنى 11 كم فوق مستوى سطح البحر. بدءًا من هذه العلامة ، تخضع درجة الحرارة لتغييرات طفيفة. على العلى ارتفاع 25 كم ، يبدأ مؤشر التسخين في الزيادة ببطء. بعلامة 40 كم فوق مستوى سطح البحر ، ترتفع درجة الحرارة من -56.5 درجة مئوية إلى + 0.8 درجة مئوية. علاوة على ذلك ، تظل قريبة من الصفر حتى ارتفاع 50-55 كم. المنطقة الواقعة بين 40 و 55 كيلومترًا تسمى الستراتوبوز ، لأن درجة الحرارة هنا لا تتغير. إنها منطقة انتقالية من الستراتوسفير إلى الميزوسفير.
ملامح الستراتوسفير
يحتوي الستراتوسفير على حوالي 20٪ من كتلة الغلاف الجوي بأكمله. الهواء هنا مخلخ لدرجة أنه من المستحيل أن يبقى الشخص بدون بدلة فضاء خاصة. هذه الحقيقة هي أحد أسباب بدء تنفيذ الرحلات الجوية إلى الستراتوسفير مؤخرًا نسبيًا.
ميزة أخرى للقشرة الغازية للكوكب على ارتفاع 11-50 كم هي كمية صغيرة جدًا من بخار الماء. لهذا السبب ، لا تتشكل الغيوم تقريبًا في طبقة الستراتوسفير. بالنسبة لهم ، ببساطة لا توجد مواد بناء. ومع ذلك ، نادرًا ما يكون من الممكن ملاحظة ما يسمى بسحب أم اللؤلؤ ، والتي "تزين" طبقة الستراتوسفير (الصورة معروضة أدناه) على ارتفاع 20-30 كم فوق مستوى سطح البحر. رقيقة ، كما لو كانت تكوينات مضيئة من الداخل يمكن ملاحظتها بعد غروب الشمس أو قبل شروق الشمس. شكل غيوم عرق اللؤلؤ مشابه لسحب سحب ركامية أو سمحاقية.
طبقة أوزون الأرض
السمة المميزة الرئيسية لطبقة الستراتوسفير هي أقصى تركيز للأوزون في الغلاف الجوي بأكمله. تتشكل تحت تأثير أشعة الشمس وتحمي جميع أشكال الحياة على الكوكب من إشعاعاتها المدمرة. تقع طبقة الأوزون على الأرض على ارتفاع 20-25 كم فوق المستوىالبحار. يتم توزيع جزيئات O3في جميع أنحاء طبقة الستراتوسفير وحتى بالقرب من سطح الكوكب ، ولكن لوحظ أعلى تركيز لها عند هذا المستوى.
وتجدر الإشارة إلى أن طبقة الأوزون على الأرض لا تتعدى 3-4 ملم. سيكون هذا هو سمكه إذا تم وضع جزيئات هذا الغاز تحت ظروف الضغط الطبيعي ، على سبيل المثال ، بالقرب من سطح الكوكب. يتكون الأوزون نتيجة لانهيار جزيء الأكسجين تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية إلى ذرتين. يتحد واحد منهم مع جزيء "كامل" ويتكون الأوزون - O3.
مدافع خطير
تمتص جزيئات الأوزون الأشعة فوق البنفسجية بطول موجي أقصر من 0.1-0.2 ميكرون. هذا هو دورها الوقائي. طبقة رقيقة من الغاز المزرق تمنع وصول الإشعاع الشمسي إلى الأرض مما يضر بالكائنات الحية.
مع تدفق الرياح ، يقترب الأوزون من سطح الكوكب. كما تتشكل على الأرض أثناء عاصفة رعدية ، بسبب عمل آلات التصوير أو الأشعة السينية. ومن المثير للاهتمام أن التركيز الكبير للأوزون ضار بالبشر. تتشكل تحت تأثير أشعة الشمس في المناطق شديدة التلوث. البقاء في ظروف ما يسمى بضباب الأوزون يهدد الحياة. يمكن للغاز المزرق تدمير الرئتين. يؤثر وجودها أيضًا على النباتات - فهي تتوقف عن النمو بشكل طبيعي.
استنفاد الأوزون
تمت مناقشة مشكلة ثقوب الأوزون بنشاط في المجتمع العلمي منذ حوالي السبعينيات من القرن الماضي. ومن المعروف الآن هذا الدمارتؤدي الشاشة الواقية إلى تلوث الغلاف الجوي ، والاستخدام الصناعي للفريونات وبعض المركبات الأخرى ، وتدمير الغابات ، وإطلاق الصواريخ الفضائية والطيران على ارتفاعات عالية. اعتمد المجتمع الدولي عددًا من الاتفاقيات للحد من إنتاج المواد الضارة. بادئ ذي بدء ، نحن نتحدث عن الفريونات المستخدمة في صنع الهباء الجوي ، ووحدات التبريد ، وطفايات الحريق ، وأدوات المائدة التي تستخدم لمرة واحدة ، وما إلى ذلك.
في نفس الوقت ، هناك أدلة تشير إلى أن تكون ثقوب الأوزون تحدث لأسباب طبيعية. تدخل المواد الضارة إلى الغلاف الجوي نتيجة الانفجارات البركانية والزلازل ، من عيوب في القشرة المحيطية. اليوم ، لا تزال مسألة الدور الرئيسي للإنسان في تدمير طبقة الأوزون مثيرة للجدل لعدد من العلماء.
رحلات الستراتوسفير
بدأ تطوير الستراتوسفير في الثلاثينيات من القرن الماضي. اليوم ، ترتفع الطائرات التجارية القتالية والأسرع من الصوت إلى ارتفاع 20 كم. تصل بالونات الأرصاد الجوية إلى ارتفاع 40 كم فوق مستوى سطح البحر. الارتفاع القياسي الذي بلغه منطاد بدون طيار هو 51.8 كم
يتقن عشاق الرياضات الخطرة هذا الجزء من الغلاف الجوي تدريجيًا. في عام 2012 ، قفز لاعب القفز المظلي النمساوي فيليكس بومغارتنر من طبقة الستراتوسفير من ارتفاع 39 كم تقريبًا. بعد أن تغلب على حاجز الصوت أثناء الرحلة ، هبط بسلام. تم كسر سجل بومغارتنر من قبل نائب رئيس Google آلان يوستاس. في 15 دقيقة طار ، ووصل أيضًا إلى سرعة الصوت 40 كم.
وهكذا ، اليوم الستراتوسفيرطبقة الغلاف الجوي التي تم استكشافها أكثر مما كانت عليه في بداية القرن الماضي. ومع ذلك ، فإن مستقبل طبقة الأوزون ، التي بدونها لن تنشأ الحياة على الأرض ، لا يزال غير واضح تمامًا. بينما تقلل البلدان من إنتاج الفريون ، يقول بعض العلماء أن هذا لن يجلب فائدة كبيرة ، على الأقل بهذه الوتيرة ، بينما يقول آخرون أن هذا ليس ضروريًا على الإطلاق ، لأن معظم المواد الضارة تتشكل بشكل طبيعي. من هو على حق - الوقت سيحكم
