Troposfera

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Skocz do: nawigacja, szukaj
Pionowy podział atmosfery ziemskiej z zachowaną skalą wysokości

Troposfera – najniższa warstwa atmosfery planety, zawierająca większość jej masy, w której temperatura zasadniczo maleje z wysokością. Jej górną granicą jest tropopauza, która oddziela ją od wyższej stratosfery (na planetach, na których stratosfera nie występuje, troposfera leży pod mezosferą). W troposferze częste są turbulencje, występują tam najważniejsze procesy kształtujące pogodę i klimat.

Troposfera ziemska[edytuj kod]

Warstwa ta sięga od powierzchni Ziemi do wysokości ok. 10 km. Jej górna granica zmienia wysokość w zależności od pory roku i od szerokości geograficznej. Nad biegunami sięga ona do 6 km w zimie i do 8 km w lecie. W umiarkowanych szerokościach geograficznych od 10 km w zimie do 12 km w lecie[1]. Nad równikiem troposfera sięga do 20 km[2]. Zróżnicowana grubość troposfery wynika z różnic nagrzewania się obszarów leżących na różnych szerokościach geograficznych[1] oraz różnej wartości siły odśrodkowej działającej na cząsteczki powietrza.

Charakterystyczną cechą tej warstwy jest ciągły spadek temperatury wraz ze wzrostem wysokości, przeciętnie 0,6 °C na 100 m. Na górnej granicy troposfery temperatura nad obszarem zwrotnikowym waha się od −70 °C do −80 °C, natomiast nad biegunami od −70 °C zimą do −45 °C latem. W tropopauzie kończy się spadek temperatury z wysokością; ta warstwa ma przeciętnie nie więcej niż 2 km grubości. Ciśnienie atmosferyczne maleje wraz ze wzrostem wysokości od około 1013 hPa na poziomie morza do 270–300 hPa na wysokości 10 km[1].

Troposfera jest najbardziej dynamiczną częścią atmosfery, czemu zawdzięcza nazwę (gr. tropos – „zwrot, obrót”, zatem troposferę można przetłumaczyć jako „warstwę ciągłych zmian”[1]). Skupia około 80% masy powietrza[3]. Najniższa jej część, warstwa graniczna (przyziemna), reaguje w cyklu dobowym na zmiany temperatury powierzchni; mogą w niej występować lokalne inwersje temperatury. W kształtowaniu ruchów mas powietrza w niej istotną rolę odgrywa ukształtowanie terenu. Ma ona zwykle grubość kilkuset metrów, ale zmienia się ona od 100 m do 2 km. Na wysokości 1–6 km znajduje się średnia troposfera, w której występuje większość rodzajów chmur. Temperatura w górnej troposferze ma wartości ujemne w skali Celsjusza i występujące tam chmury tworzą kryształki lodu. Wysokość poszczególnych warstw jest zmienna i związana z warunkami termicznymi i wilgotnością. W górnej troposferze występują prądy strumieniowe[1].

Meteorologia i klimatologia zajmują się zjawiskami troposferycznymi, wyższe warstwy atmosfery są przedmiotem zainteresowania aeronomii[1].

Troposfery innych planet[edytuj kod]

Planety wewnętrzne Układu Słonecznego (oprócz Merkurego) mają troposfery. Temperatura w atmosferze Wenus maleje prawie monotonicznie z wysokością aż do wysokości 65 km i cały ten obszar określa się mianem troposfery. Ze względu na efekt cieplarniany temperatura przy powierzchni to ok. 733 K (460 °C). Obszar od 50 do 65 km nad powierzchnią zajmuje gęsta warstwa chmur kwasu siarkowego[4]. W troposferze Marsa spadek temperatury rzadko przekracza 3 K/km, co wiąże się z obecnością pyłu absorbującego promieniowanie podczerwone[5]. Tytan, największy księżyc Saturna, ma atmosferę z wyraźnie wykształconą, stabilną troposferą, której górna granica w obszarze równikowym przebiega na wysokości 44 km. Temperatura tropopauzy to ok. 70 K (-203 °C)[6].

Planety–olbrzymy nie mają stałej powierzchni, a gazy tworzące ich atmosfery ze wzrostem głębokości płynnie przechodzą w ciecz (nadkrytyczną). W przypadku Jowisza tropopauza występuje przy ciśnieniu 140 hektopaskali, w temperaturze 105 K; poniżej niej –w górnej troposferze– znajduje się obszar atmosfery, w którym występują chmury trzech rodzajów: z amoniaku, wodorosiarczku amonu i wody (najgłębsze). Atmosfera Saturna ma podobną budowę, jego tropopauza występuje przy ciśnieniu 80 hPa i w temperaturze 85 K[7].

Przypisy[edytuj kod]

  1. a b c d e f Skład i budowa atmosfery. Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej. [dostęp 2017-02-06].
  2. Troposphere - overview (ang.). W: Center for Science Education [on-line]. University Center for Atmospheric Research, 2011. [dostęp 2017-02-06].
  3. The Layered Atmosphere. W: Pidwirny, M.: Fundamentals of Physical Geography. Wyd. 2. 2006. [dostęp 2017-02-06].
  4. Chamberlain i Hunten 1990 ↓, s. 37–38.
  5. Chamberlain i Hunten 1990 ↓, s. 42–44.
  6. Darrell F. Strobel, et al.: Atmospheric structure and composition. W: Titan from Cassini-Huygens. Springer Netherlands, 2009, s. 235-257.
  7. Chamberlain i Hunten 1990 ↓, s. 50–53.

Bibliografia[edytuj kod]

  • Joseph W. Chamberlain, Donald M. Hunten: Theory of planetary atmospheres: an introduction to their physics and chemistry. Wyd. 2. Academic Press, 1990, seria: International Geophysics Series. ISBN 0-12-167252-2.