สตราโตสเฟียร์เป็นหนึ่งในชั้นบนของเปลือกอากาศของโลกของเรา โดยเริ่มต้นที่ระดับความสูงประมาณ 11 กม. เหนือพื้นดิน เครื่องบินโดยสารไม่ได้บินที่นี่อีกต่อไปและมีเมฆน้อยก่อตัว ชั้นโอโซนของโลกตั้งอยู่ในสตราโตสเฟียร์ ซึ่งเป็นเปลือกบางที่ปกป้องโลกจากการแทรกซึมของรังสีอัลตราไวโอเลตที่เป็นอันตราย
เปลือกอากาศของโลก
บรรยากาศคือเปลือกก๊าซของโลกที่อยู่ติดกับพื้นผิวด้านในของไฮโดรสเฟียร์และเปลือกโลก ขอบด้านนอกของมันค่อยๆผ่านเข้าไปในอวกาศ องค์ประกอบของบรรยากาศประกอบด้วยก๊าซ: ไนโตรเจน ออกซิเจน อาร์กอน คาร์บอนไดออกไซด์และอื่น ๆ เช่นเดียวกับสิ่งเจือปนในรูปของฝุ่น หยดน้ำ ผลึกน้ำแข็ง ผลิตภัณฑ์จากการเผาไหม้ อัตราส่วนขององค์ประกอบหลักของเปลือกอากาศจะคงที่ ข้อยกเว้นคือคาร์บอนไดออกไซด์และน้ำ ปริมาณในบรรยากาศมักเปลี่ยนแปลง
ชั้นเปลือกแก๊ส
บรรยากาศแบ่งออกเป็นหลายชั้น อยู่เหนือชั้นหนึ่งและมีลักษณะเฉพาะในไลน์อัพ:
- ชั้นขอบเขต - ติดกับพื้นผิวโลกโดยตรง ขยายไปถึงความสูง 1-2 กม.
- โทรโพสเฟียร์ - ชั้นที่สอง ขอบเขตภายนอกตั้งอยู่โดยเฉลี่ยที่ระดับความสูง 11 กม. ไอน้ำในบรรยากาศเกือบทั้งหมดรวมตัวกันที่นี่ ก่อตัวเป็นเมฆ พายุไซโคลน และแอนติไซโคลน เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น อุณหภูมิเพิ่มขึ้น
-
tropopause - ชั้นเฉพาะกาลที่โดดเด่นด้วยการหยุดลดอุณหภูมิ
- สตราโตสเฟียร์เป็นชั้นที่ทอดยาวไปถึงความสูง 50 กม. และแบ่งออกเป็นสามโซน: จาก 11 ถึง 25 กม. อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยจาก 25 เป็น 40 - อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก 40 เป็น 50 - อุณหภูมิคงที่ (stratopause);
- มีโซสเฟียร์มีความสูง 80-90 กม.
- เทอร์โมสเฟียร์สูงถึง 700-800 กม. เหนือระดับน้ำทะเล ที่นี่ที่ระดับความสูง 100 กม. เป็นเส้นคาร์มันซึ่งเป็นเส้นแบ่งระหว่างชั้นบรรยากาศและอวกาศของโลก
- เอกโซสเฟียร์เรียกอีกอย่างว่าโซนกระเจิง ก๊าซที่หายากมากที่นี่จะสูญเสียอนุภาคของสสารและพวกมันก็บินออกไปในอวกาศ
อุณหภูมิเปลี่ยนแปลงในสตราโตสเฟียร์
ดังนั้น ชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์จึงเป็นส่วนหนึ่งของซองก๊าซของโลกที่อยู่ถัดจากชั้นโทรโพสเฟียร์ ที่นี่อุณหภูมิของอากาศซึ่งคงที่ตลอด tropopause เริ่มเปลี่ยนแปลง ความสูงของสตราโตสเฟียร์ประมาณ 40 กม. ขีด จำกัด ล่างคือ 11 กม. เหนือระดับน้ำทะเล เริ่มจากเครื่องหมายนี้ อุณหภูมิจะเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย บนที่ระดับความสูง 25 กม. ดัชนีความร้อนเริ่มเพิ่มขึ้นอย่างช้าๆ อุณหภูมิเพิ่มขึ้นจาก -56.5º ถึง +0.8ºС เหนือระดับน้ำทะเล 40 กม. ยิ่งไปกว่านั้น ยังคงอยู่ใกล้กับศูนย์องศาจนถึงระดับความสูง 50-55 กม. เขตระหว่าง 40 ถึง 55 กิโลเมตรเรียกว่าสตราโตพอส เนื่องจากอุณหภูมิที่นี่ไม่เปลี่ยนแปลง เป็นเขตเปลี่ยนผ่านจากสตราโตสเฟียร์เป็นมีโซสเฟียร์
คุณสมบัติของสตราโตสเฟียร์
ชั้นสตราโตสเฟียร์ของโลกมีมวลประมาณ 20% ของมวลบรรยากาศทั้งหมด อากาศที่นี่หายากมากจนเป็นไปไม่ได้ที่คนเราจะอยู่ได้โดยไม่มีชุดอวกาศพิเศษ ความจริงข้อนี้เป็นหนึ่งในเหตุผลที่ว่าทำไมเที่ยวบินสู่สตราโตสเฟียร์จึงเริ่มดำเนินการได้ไม่นานนัก
ลักษณะพิเศษอีกอย่างหนึ่งของเปลือกก๊าซของโลกที่ระดับความสูง 11-50 กม. คือไอน้ำจำนวนเล็กน้อย ด้วยเหตุนี้ เมฆจึงแทบไม่เคยก่อตัวในสตราโตสเฟียร์ สำหรับพวกเขาไม่มีวัสดุก่อสร้าง อย่างไรก็ตาม แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะสังเกตเห็นสิ่งที่เรียกว่าเมฆมาเธอร์ออฟเพิร์ล ซึ่ง "ตกแต่ง" สตราโตสเฟียร์ (ภาพแสดงด้านล่าง) ที่ระดับความสูง 20-30 กม. เหนือระดับน้ำทะเล บางราวกับสามารถสังเกตเห็นการก่อตัวเรืองแสงจากด้านในหลังพระอาทิตย์ตกดินหรือก่อนพระอาทิตย์ขึ้น รูปร่างของก้อนเมฆมาเธอร์ออฟเพิร์ลนั้นคล้ายกับเซอร์รัสหรือเซอร์โรคิวมูลัส
ชั้นโอโซนของโลก
ลักษณะเด่นของสตราโตสเฟียร์คือความเข้มข้นสูงสุดของโอโซนในบรรยากาศทั้งหมด มันถูกสร้างขึ้นภายใต้อิทธิพลของแสงแดดและปกป้องทุกชีวิตบนโลกจากรังสีทำลายล้าง ชั้นโอโซนของโลกตั้งอยู่ที่ระดับความสูง 20-25 กม. เหนือระดับทะเล O3 โมเลกุลจะกระจายไปทั่วสตราโตสเฟียร์และแม้กระทั่งใกล้พื้นผิวโลก แต่ความเข้มข้นสูงสุดของพวกมันจะอยู่ที่ระดับนี้
ควรสังเกตว่าชั้นโอโซนของโลกมีเพียง 3-4 มม. นี่จะเป็นความหนาของมันหากอนุภาคของก๊าซนี้ถูกวางไว้ภายใต้สภาวะของความดันปกติ เช่น ใกล้พื้นผิวของดาวเคราะห์ โอโซนเกิดขึ้นจากการแตกตัวของโมเลกุลออกซิเจนภายใต้การกระทำของรังสีอัลตราไวโอเลตออกเป็นสองอะตอม หนึ่งในนั้นรวมกับโมเลกุลที่ "เต็มเปี่ยม" และเกิดโอโซนขึ้น - O3.
กองหลังอันตราย
โมเลกุลของโอโซนดูดซับรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีความยาวคลื่นสั้นกว่า 0.1-0.2 ไมครอน นี่คือบทบาทการป้องกัน ชั้นก๊าซสีน้ำเงินบางๆ ช่วยป้องกันรังสีดวงอาทิตย์ไม่ให้ตกถึงพื้นโลก ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต
ลมพัดโอโซนเข้าใกล้พื้นผิวโลก มันยังเกิดขึ้นบนโลกในช่วงพายุฝนฟ้าคะนอง การทำงานของเครื่องถ่ายเอกสารหรือรังสีเอกซ์ ที่น่าสนใจคือโอโซนที่มีความเข้มข้นสูงเป็นอันตรายต่อมนุษย์ มันถูกสร้างขึ้นภายใต้การกระทำของแสงแดดในพื้นที่ที่มีมลพิษอย่างหนัก การอยู่ในสภาวะที่เรียกว่าหมอกควันโอโซนเป็นอันตรายถึงชีวิต ก๊าซสีน้ำเงินสามารถทำลายปอดได้ การปรากฏตัวของมันยังส่งผลกระทบต่อพืช - พวกเขาหยุดพัฒนาตามปกติ
พร่องโอโซน
ปัญหาหลุมโอโซนได้รับการพูดคุยกันอย่างแข็งขันในชุมชนวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ช่วงทศวรรษที่ 70 ของศตวรรษที่ผ่านมา เป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าการทำลายล้างหน้าจอป้องกันนำไปสู่มลภาวะในชั้นบรรยากาศ การใช้ฟรีออนและสารประกอบอื่นๆ ในอุตสาหกรรม การทำลายป่าไม้ การปล่อยจรวดอวกาศ และการบินในระดับสูง ประชาคมระหว่างประเทศได้นำข้อตกลงหลายประการเพื่อลดการผลิตสารอันตราย ก่อนอื่น เรากำลังพูดถึง freons ที่ใช้สร้างละอองลอย หน่วยทำความเย็น ถังดับเพลิง เครื่องใช้บนโต๊ะอาหารแบบใช้แล้วทิ้ง และอื่นๆ
ในขณะเดียวกันก็มีหลักฐานบ่งชี้ว่าการเกิดรูโอโซนเกิดขึ้นจากสาเหตุตามธรรมชาติ สารที่เป็นอันตรายเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอันเป็นผลมาจากการปะทุของภูเขาไฟและแผ่นดินไหว จากรอยเลื่อนของเปลือกโลกในมหาสมุทร ทุกวันนี้ คำถามเกี่ยวกับบทบาทหลักของมนุษย์ในการทำลายชั้นโอโซนยังคงเป็นที่ถกเถียงสำหรับนักวิทยาศาสตร์หลายคน
เที่ยวบินสตราโตสเฟียร์
การพัฒนาของสตราโตสเฟียร์เริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 30 ของศตวรรษที่ผ่านมา ปัจจุบัน เครื่องบินรบและเครื่องบินพาณิชย์เหนือเสียงขึ้นสูง 20 กม. บอลลูนอุตุนิยมวิทยาสูงถึง 40 กม. เหนือระดับน้ำทะเล ความสูงเป็นประวัติการณ์โดยบอลลูนไร้คนขับคือ 51.8 กม.
ผู้ที่ชื่นชอบกีฬาเอ็กซ์ตรีมค่อยๆ เชี่ยวชาญส่วนนี้ของเปลือกอากาศ ในปี 2012 นักกระโดดร่มชาวออสเตรีย เฟลิกซ์ เบาม์การ์ทเนอร์ กระโดดจากชั้นสตราโตสเฟียร์จากความสูงเกือบ 39 กม. หลังจากเอาชนะอุปสรรคเสียงระหว่างเที่ยวบิน เขาลงจอดอย่างปลอดภัย บันทึกของ Baumgartner ถูกทำลายโดย Alan Eustace รองประธาน Google อีก 15 นาทีบินได้ความเร็วเสียง 40 กม.
ดังนั้น วันนี้ชั้นสตราโตสเฟียร์คือมีการสำรวจชั้นบรรยากาศมากกว่าช่วงต้นศตวรรษที่ผ่านมา อย่างไรก็ตาม อนาคตของชั้นโอโซนซึ่งหากไม่มีสิ่งมีชีวิตบนโลกนี้จะไม่เกิดขึ้น ก็ยังไม่ชัดเจนนัก ในขณะที่ประเทศต่างๆ กำลังลดการผลิตฟรีออน นักวิทยาศาสตร์บางคนกล่าวว่าสิ่งนี้จะไม่ก่อให้เกิดประโยชน์มากนัก อย่างน้อยก็ในขั้นตอนนี้ ในขณะที่บางคนบอกว่าสิ่งนี้ไม่จำเป็นเลย เนื่องจากสารอันตรายส่วนใหญ่ก่อตัวขึ้นตามธรรมชาติ ใครถูก - เวลาเป็นผู้ตัดสิน