Die erdnächste Schicht der Atmosphäre, die Troposphäre, ist der Ort, an dem praktisch alle Wetter- und Wolkenaktionen stattfinden, die unseren Himmel definieren. Darüber liegt die zweitniedrigste atmosphärische Schicht: die Stratosphäre, deren untere Grenze mit dem Troposphäre kommt gekennzeichnet durch die Tropopause.
Die Stratosphäre – benannt nach ihren „geschichteten“ Luftschichten, die sich vertikal nicht stark vermischen – spielt eine Schlüsselrolle bei der Pufferung der Biosphäre vor UV-Strahlung dank seiner Ozonschicht, und dort verbringen Sie einen Großteil Ihrer Flüge in einem kommerziellen Düsenflugzeug.
Grundlegende Eigenschaften der Stratosphäre
Die Höhe der Tropopause variiert zwar – sie ist über dem Äquator höher als über den Polen und im Sommer höher als im Winter – die Stratosphäre erstreckt sich in der Mitte ungefähr zwischen 10 und 30 Meilen über dem Meeresspiegel Breitengrade.
Die Temperaturen bleiben im untersten Teil der Stratosphäre ziemlich konstant, steigen dann aber mit zunehmender Höhe bis zum
Stratopause, die Grenze – etwa 30 Meilen in der Höhe – zwischen der Stratosphäre und der Mesosphäre, der darüber liegenden atmosphärischen Schicht.Dieser Temperaturanstieg mit Höhe in der Stratosphäre – im Gegensatz zur Situation in der Troposphäre, wo die Temperatur mit zunehmender Höhe sinkt – liegt an der Anwesenheit von Ozon, eine Form von Sauerstoffmolekül, das sich erwärmt, indem es ultraviolette Strahlung aus Sonnenenergie absorbiert. Das hält die Bedingungen auf der Erde deutlich gastfreundlicher, als sie es sonst wären.
Zusammensetzung der Stratosphäre
Neben der größeren Menge an Ozon – und deutlich niedrigere Wasserdampfkonzentrationen – Die Zusammensetzung der Stratosphäre ähnelt der der Troposphäre, dominiert von Stickstoff und Sauerstoff mit Spuren anderer Gase wie Argon.
Der Temperaturanstieg in der Stratosphäre verhindert eine vertikale Bewegung und Vermischung der Luft, was diese Atmosphärenschicht im Vergleich zum wettergeplagten troposphärischen Bereich darunter beruhigt. Diese Stabilität und geringe Turbulenz sowie die geringere Luftdichte in diesen Höhen ermöglichen Flugzeuge, um maximale Flugeffizienz zu erreichen, sind der Grund, warum Verkehrsflugzeuge normalerweise in der unteren Stratosphäre kreuzen.
Bemerkenswerterweise einige Bakterien und andere Mikroben schweben in der Stratosphäre umher: die höchsten bekannten Lebensformen unseres Planetensystems.
Stratosphärische Wolken
Die Stratosphäre ist aufgrund ihrer extrem trockenen, warmen Luft in der Regel wolkenfrei. Im Winter an und in der Nähe der Pole können jedoch eisige Temperaturen in der unteren und mittleren Stratosphäre die schönen Wolken der oberen Atmosphäre erzeugen, die als. bekannt sind Polare Stratosphärenwolken. Polare Stratosphärenwolken aus Eiskristallen werden auch genannt also perlmuttartig oder Perlmuttwolken wegen ihres auffallenden Schillerns.
Eine andere Art von polaren stratosphärischen Wolken enthält Tröpfchen von Salpetersäure und Wasser. Diese stratosphärischen Wolken können Ozon verringern, indem sie eine Oberfläche für chemische Reaktionen bieten, die Chlor in. umwandeln Ozon zerstörende freie Radikale und durch Entfernen stratosphärischer Salpetersäure, die mit Chlor reagiert, um es weniger zu machen destruktiv.
Polare Stratosphärenwolken, die sich typischerweise in einer Höhe von etwa 10 bis 24 Kilometern bilden, sind nicht die höchsten Wolken unserer Atmosphäre: Das wären nachtleuchtende Wolken, die sich in der sommerlichen Mesosphäre in Höhen von etwa 50 Meilen bilden.
Gewitter und vorübergehende Lichtereignisse
Heftige Gewitterwolken können in Form von sogenannten. sogar leicht in die unterste Stratosphäre eindringen überschießende Spitzen durch starke Konvektion (Aufsteigen warmer Luft) verursacht Die damit verbundenen Turbulenzen Gewitter Es entsteht eine lokalisierte Mischungszone zwischen Troposphäre und Stratosphäre.
Die von Gewitterwolken erzeugten elektrischen Felder, die natürlich Blitze in ihnen und bis zur Erdoberfläche erzeugen, lösen in der oberen Atmosphäre bunte Lichtimpulse aus, die als. bekannt sind Vorübergehende leuchtende Ereignisse (TLEs).
Eine Art von TLE, bekannt als a blauer Jet, besteht aus einer konischen blauen Entladung, die in der Stratosphäre aus dem Feld feuert, das von der positiv geladenen Wolkenspitze des Gewitters und der darüber gebildeten negativ geladenen Zone erzeugt wird. Blue Jets sollen Wasserdampf sowie Stick- und Stickoxide in die Stratosphäre transportieren und dort auch lokal die Ozonkonzentration senken.
Ein weiterer TLE, der roter Sprite, entsteht in Höhen über der Stratosphäre, aber seine „Streamer“ können sich nach unten in diese Schicht ausbreiten.