Mis vahe on troposfääri ja stratosfääri vahel?

Maa atmosfääril on neli erinevat kihti, samuti haruldane väliskiht, mis võib päikesetuule puudumisel ulatuda planeedist 10 000 kilomeetri (6214 miili) kaugusele. Madalaim atmosfääri kiht on troposfäär ja selle kohal asuv kiht on stratosfäär. Nende kahe eraldi kihina määratletavate tegurite hulgas on õhurõhu, temperatuuri, temperatuuri gradiendi, tuule kiiruse ja suuna erinevused.

Piiri troposfääri ja stratosfääri vahel nimetatakse tropopausi ja see pole püsiv. See on postide juures maapinnast umbes 8 kilomeetrit (5 miili) ja ekvaatoril umbes kaks korda kõrgem. Tropopaus on isoterm - stabiilse temperatuuriga piirkond -, millest madalamal toimub kogu planeedi ilm. Tropopaus tähistab tavaliselt pilve aktiivsuse ülimat piiri; selle isotermi kohale tõusmise asemel levivad suured tormipilved tavaliselt horisontaalselt alasi kujul. Teatud tüüpi pilved - nn pärl- või pärlmutterpilved - tekivad stratosfääris, kuid tavaliselt ainult 60–90 kraadi laiuskraadidel ja ainult talvel.

Ilmastikumustrid ilmnevad troposfääris, kuna maapinna lähedal on õhk soojem kui kõrgematel kõrgustel; see nähtus on tingitud asjaolust, et maa neelab ja kiirgab päikesest soojust. Selle negatiivse temperatuurigradiendi tõttu kõrguse suhtes võib soe õhk tõusta ja tekitada konvektsioonivoolu, mis tekitab tuuli ja pilvi. Umbes 50 kilomeetri (31 miili) kõrgusele ulatuvas stratosfääris tõuseb temperatuur koos kõrgusel, kuna stratosfääri ülaosas asuv osoonikiht neelab päikesevalgust ja kiirgab soojust allapoole. Tropopausi on konstantse temperatuuri piirkond, kus gradiendi suund muutub.

Kalduvus sooja, niiskusega koormatud õhu tõusuks ja jaheda õhu langemiseks troposfääris tekitab tuuli, pilvi ja sademeid. Temperatuuri ja õhurõhu lokaalsete muutuste tõttu võivad need tuuled olla ebaregulaarsed ja kohati äärmuslikud. Stratosfääris, kus õhurõhk on palju madalam ja soojema õhu lagi takistab konvektsioonivoolud alates moodustumisest on tingimused stabiilsemad. Siin pole praktiliselt mingit turbulentsi, mille põhjustavad vertikaalsed õhuliikumised ning eksisteerivad tuuled on küll tugevad, kuid püsivad ja puhuvad horisontaalsuunas. Turbulentsi vältimiseks lendavad kommertslennukid madalamas stratosfääris.

Troposfäär sisaldab umbes 75 protsenti atmosfääri gaasidest ja suurema mahuga stratosfäär sisaldab neid gaase umbes 19 protsenti. Õhurõhk stratosfääris on vastavalt madalam: keskmiselt on rõhk stratosfääris ainult umbes 10 protsenti või madalam rõhust merepinnal. Stratosfääri ülaosas asuv osoonikiht on selle atmosfäärikihi üks olulisemaid omadusi. Lisaks sellele, et luuakse sooja õhu lagi, mis takistab konvektsioonivoolude tekkimist, filtreerib see päikese ultraviolettkiirguse, mis kahjustaks elu pinnal.