A Föld légkörének szerkezete

Előző cikkünkben a légkör kialakulásával foglalkoztunk, ezt pedig továbbvisszük a már kialakult légkör szerkezeti felépítésére.

A különböző gázok és részecskék tömegének azon összességét tekinthetjük a Föld légkörének, melyet bolygónk a Nap körüli keringése során magával visz. Meghatározott határa nincs a légkörnek, fokozatosan megy át a bolygóközi anyagba.

A légkör sűrűsége és nyomása a földfelszíntől távolodva először gyorsan, majd lassabban, de gyakorlatilag folytonosan csökken. Ezzel szemben a hőmérséklet változása lényegesen bonyolultabban alakul. A földfelszín a napsugárzás egy részét elnyeli, ezért felmelegszik és alulról melegíti a légkört. Nyilvánvaló ezért, hogy a hőforrásként felfogható felszíntől távolodva a hőmérséklet egyre alacsonyabbá válik. A hőmérséklet csökkenésének üteme az évszaktól és időjárási helyzettől függően igen különböző lehet, sőt bizonyos rétegekben a hőmérséklet növekedése (inverzió) figyelhető meg.

Az egész Földet tekintve sok éves átlagban felfelé haladva 100 méterenként 0,65 °C-os hőmérséklet-csökkenés a jellemző. Mindez a légkör legalsó vékony rétegére, a troposzférára érvényes. A közepes szélességeken, kb. 12 km-es magasságban a hűlés megáll és a hőmérséklet egy darabig szinte változatlan marad. Ez a zóna a troposzféra felső határa, tropopauzának nevezzük. A tropopauza magassága feljebb helyezkedik el nyáron, mint télen, és jelentősen függ a földrajzi szélességtől is. Az Egyenlítő környékén magassága mintegy 18 km-re, míg a sarkoknál csupán 8 km-re tehető.

weather.us

A troposzféra a légkör teljes tömegének körülbelül 80% -át teszi ki, szinte az összes vízgőz és porrészecske megtalálható itt. Szinte minden időjárási jelenség és a felhőképződés is ebben a rétegben történik. A troposzféra két fő részre bontható. Az alsó rész a planetáris határréteg, amely a felszíntől körülbelül 100-3000 m magasságig terjed, a felső rész pedig ezen réteg feletti szabad légkör.

lead kép: outerspaceuniverse.org

Felfelé haladva a troposzféra után a sztratoszféra következik, melyben a hőmérséklet függőleges irányú növekedése észlelhető. A növekvő hőmérséklet az itteni viszonylag nagy ózon-koncentrációnak köszönhető. Az ózonréteg az ultraibolya sugárzás bizonyos hullámhosszúságú tartományát elnyeli, ezáltal felmelegszik. A folyamatos melegedés kb. 50 km-es magasságig tart, ahol a réteg a legmagasabb hőmérsékletű (kb. -2 °C) tartománya található. E magasságban egy újabb állandó hőmérsékletű zóna következik, amit sztratopauzának nevezünk.

A tropopauzához hasonlóan a sztratopauza elhelyezkedése is változik a földrajzi szélességtől és az évszaktól függően, de sokkal kisebb mértékben. A sztratoszféra a légkör teljes tömegének körülbelül 19% -át adja, és csak nagyon kis mennyiségű vízgőzt tartalmaz. Érdekessége a rétegnek, hogy Poláris sztratoszférikus felhők alakulhatnak ki 15 és 25 km magasság között. Ezek csak nagyon alacsony hőmérsékleten (-78 ° C alatt) jönnek létre.

A sztratopauza fölötti újabb réteget mezoszférának nevezzük, melyet a hőmérséklet vertikális csökkenése jellemez. Ennek oka, hogy a légkör rendkívül kis sűrűsége folytán az ózon mennyisége is elenyésző, így csak a sztratoszféra alulról történő melegítése jelent energiabevételt. Ez viszont a sztratopauzától távolodva egyre szerényebb mértékű. A mezoszféra tetején, kb. 85 km-es magasságban (melyet a mezopauza zár le) uralkodik a legalacsonyabb léghőmérséklet a teljes légkörben (kb. -90 - -100 °C).

A mezopauza fölött helyezkedik el a termoszféra, melyben ismét a hőmérséklet magassággal való növekedése észlelhető. Mivel e magasságban a légkör rendkívül ritka és a magassággal pedig tovább ritkul, a viszonylag csekély elnyelt energia a magasabb rétegekben egyre komolyabb hőmérséklet-emelkedést okoz. Így például 300 km-es magasságban átlagos naptevékenység mellett a hőmérséklet kb. 700 °C, aktív naptevékenység esetén közel 1700 °C is lehet.

Körülbelül 500-1000 km-re a Föld felszínétől található réteget exoszférának nevezzük, amely fokozatosan egyesül a bolygóközi térrel. Ebben a magasságban a légkör már rendkívül ritka.