Tropopauza

Tropopauza (ze starořeckého τρόπος  „otočit, změnit“ + παῦσις  „zastavit, zastavit“) je atmosférická vrstva , ve které dochází k prudkému poklesu vertikálního teplotního gradientu, přirozená přechodová vrstva mezi troposférou a stratosférou [1] [2] .

Historie termínu

V troposféře teplota vzduchu klesá s výškou asi o 0,5–0,7  °C na 100 m . V roce 1902 Leon Teyseren de Boron zjistil, že v určité nadmořské výšce přestává teplota vzduchu klesat a následně s rostoucí výškou začíná stoupat. Tuto hranici nazval tropopauza a vytvořil termíny stratosféra  pro atmosféru nad hranicí a troposféra  pro spodní vrstvu.

Vlastnosti

Tropauza má vrstvenou strukturu, ve které mohou existovat oddělené „vrstvy“ v různých výškách a lze mezi nimi pozorovat značné mezery [3] .

Podle definice Světové meteorologické organizace je dolní hranicí tropopauzy (a tedy i horní troposféry) minimální výška, při které vertikální teplotní gradient klesne na 0,2 °C / 100 m (nebo níže) a průměr hodnota tohoto parametru v nadložní vrstvě tloušťky 2  km nepřesahuje 0,2 °С/km [3] . V některých případech je pozorována druhá tropopauza, pokud vertikální gradient přes první tropopauzu překročí 3 °C/km [4] . Tloušťka tropopauzy se pohybuje od několika set metrů do 2–3  kilometrů .

V zemské atmosféře závisí výšky a teploty tropopauzy na zeměpisné šířce a podléhají sezónním a denním výkyvům v důsledku změn slunečního záření . V polárních oblastech se tropopauza nachází ve výškách 8-10 km (nad mořem), její teplota je 210-220  K v mírných pásmech - ve výškách 10-12 km , a 180-200 K  - v tropech , ve výškách 16-18 km [3] . Ve vysokých a mírných zeměpisných šířkách je tropopauza v zimě o 1–2 km nižší a o 8–15 K teplejší než v létě; v tropických zeměpisných šířkách jsou sezónní výkyvy parametrů tropopauzy mnohem menší.

V subtropech jsou pozorovány zlomy tropopauz na hranicích buněk atmosférické cirkulace , vlivem subtropických tryskových proudů s rychlostmi přesahujícími 30 m/s tyto zlomy vymezují nízkou teplou polární a studenou vysokou tropickou tropopauzu. Když masy studeného vzduchu napadnou nízké zeměpisné šířky, polární tropopauza, která se nachází ve výškách 9–12 km , se vklíní pod tropickou, která se nachází na úrovni 15–17 km , v důsledku čehož se objeví dvě tropopauzy, po nichž horní tropopauza se postupně ničí.

V oblastech mimo tropické tryskové proudy tropopauzové zlomy obvykle chybí.

Výška tropopauzy také podléhá neperiodickým změnám při synoptických procesech  – klesá nad cyklónami a studenými vzduchovými hmotami a stoupá nad anticyklóny a teplé vzduchové hmoty [1] . Vzhledem k tomu, že výška tropopauzy stoupá při vyšších teplotách troposféry v důsledku globálního oteplování , její průměrná výška se v roce 2020 zvýšila o 200 metrů ve srovnání s 80. léty [5] .

Mimozemské tropopauzy

V 80. letech 20. století kosmická sonda NASA objevila , že tropopauzy jsou také charakteristické pro planety jako Jupiter , Saturn , Uran a Neptun a také pro Saturnův měsíc Titan . Zajímavostí je, že v atmosférách úplně jiných světů prochází tato neviditelná hranice na stejné úrovni: kde je tlak asi 0,1  baru (jedna desetina tlaku na zemském povrchu) [6] .

Odkazy

  1. ↑ 1 2 Kurgansky, 2016 , s. 433.
  2. ↑ Holton, 2003 , Tropopause, str. 2345.
  3. ↑ 1 2 3 Khromov, Mamontova, 1974 , Tropopause, str. 493.
  4. ↑ tropopauza // International Meteorological Dictionary, WMO - N ° 182 ( METEOTERM // World Meteorology Organization Archived 30. dubna 2013 na Wayback Machine )
  5. ↑ Meng, Lingyun; a kol. (5. listopadu 2021). „Nepřetržitý vzestup tropopauzy na severní polokouli v letech 1980-2020“. Vědecký pokrok _ ]. 7 (45). doi : 10.1126/ sciadv.abi8065 .
  6. ↑ Astronomové řeší teplotní záhadu planetárních atmosfér Archivováno 19. února 2014 na Wayback Machine 

Literatura