STRATOSPHERE: MGA KATANGIAN, PAG-ANDAR, TEMPERATURA - KAPALIGIRAN - 2025

Ang stratosphere ay isa sa mga layer ng kapaligiran ng Earth, na matatagpuan sa pagitan ng troposfera at mesosphere. Ang taas ng mas mababang limitasyon ng stratosphere ay nag-iiba, ngunit maaaring kunin bilang 10 km para sa mga gitnang latitude ng planeta. Ang itaas na limitasyon ay 50 km ng taas sa taas ng Lupa.

Ang kapaligiran ng Earth ay ang gas na sobre na pumapalibot sa planeta. Ayon sa kemikal na komposisyon at ang pagkakaiba-iba sa temperatura, nahahati ito sa 5 layer: troposf, stratosphere, mesosphere, thermosphere at exosphere.

Larawan 1. Stratosphere na nakikita mula sa kalawakan. Pinagmulan: NOSA Galician Space Agency

Ang troposfera ay umaabot mula sa ibabaw ng Earth hanggang sa 10 km ang taas. Ang susunod na layer, ang stratosphere, ay mula sa 10 km hanggang 50 km sa itaas ng ibabaw ng lupa.

Ang mesosyon ay umaabot sa 50 km hanggang 80 km sa taas. Ang thermos na mula 80 km hanggang 500 km, at sa wakas ang eksosyon ay umaabot mula sa 500 km hanggang 10,000 km ang taas, na ang limitasyon ng interplanetary space.

Mga katangian ng stratosphere

Lokasyon

Matatagpuan ang stratosphere sa pagitan ng troposfera at mesosphere. Ang mas mababang limitasyon ng layer na ito ay nag-iiba sa latitude o distansya mula sa linya ng equatorial ng Earth.

Sa mga pole ng planeta, ang stratosphere ay nagsisimula sa pagitan ng 6 at 10 km sa itaas ng ibabaw ng lupa. Sa ekwador ay nagsisimula sa pagitan ng 16 at 20 km ng taas. Ang itaas na limitasyon ay 50 km sa itaas ng ibabaw ng Earth.

Istraktura

Ang stratosphere ay may sariling istraktura na may layered, na tinukoy ng temperatura: ang malamig na mga layer ay nasa ilalim, at ang mga mainit na layer ay nasa tuktok.

Gayundin, ang stratosphere ay may isang layer kung saan mayroong isang mataas na konsentrasyon ng osono, na tinatawag na ozon na layer o ozonosmos, na nasa pagitan ng 30 hanggang 60 km sa itaas ng ibabaw ng lupa.

Komposisyong kemikal

Ang pinakamahalagang compound ng kemikal sa stratosphere ay ozon. Ang 85 hanggang 90% ng kabuuang osono na naroroon sa kapaligiran ng Earth ay matatagpuan sa stratosphere.

Ang ozone ay nabuo sa stratosphere sa pamamagitan ng isang photochemical reaksyon (kemikal na reaksyon kung saan ang ilaw ay sumasailaw). Karamihan sa mga gas sa stratosphere ay pumapasok mula sa troposfound.

Ang stratosphere ay naglalaman ng osono (O ₃ ), nitrogen (N ₂ ), oxygen (O ₂ ), nitrogen oxides, nitric acid (HNO ₃ ), sulfuric acid (H ₂ SO ₄ ), silicates at halogenated compound, tulad ng chlorofluorocarbons. Ang ilan sa mga sangkap na ito ay nagmula sa mga pagsabog ng bulkan. Napakababa ng konsentrasyon ng singaw ng tubig (H ₂ O sa gas na estado) sa stratosphere.

Sa stratosphere, ang vertical gas paghahalo ay napakabagal at praktikal na nilalanta, dahil sa kawalan ng kaguluhan. Para sa kadahilanang ito, ang mga kemikal at iba pang mga materyales na pumapasok sa layer na ito ay mananatili sa loob ng mahabang panahon.

Temperatura

Ang temperatura sa stratosphere ay nagpapakita ng isang kabaligtaran na pag-uugali sa troposoffer. Sa layer na ito ang temperatura ay nagdaragdag nang may taas.

Ang pagtaas ng temperatura ay dahil sa paglitaw ng mga reaksyong kemikal na naglalabas ng init, kung saan namamagitan ang ozon (O ₃ ). Mayroong maraming halaga ng osono sa stratosphere, na sumisipsip ng mataas na enerhiya na radiation ng ultraviolet mula sa Araw.

Ang stratosphere ay isang matatag na layer, na walang gulo para sa mga gas na ihalo. Ang hangin ay malamig at siksik sa ibabang bahagi at sa itaas na bahagi ito ay mainit-init at magaan.

Ang pagbuo ng osono

Sa stratosphere, ang molekular na oxygen (O ₂ ) ay nakikisalamuha sa epekto ng radiation ng ultraviolet (UV) mula sa Araw:

O ₂ + UV LIGHT → O + O

Ang mga oxygen ng Oxygen (O) ay lubos na reaktibo at gumanti sa mga molecule ng oxygen (O ₂ ) upang mabuo ang ozon (O ₃ ):

O + O _{2 →} O ₃ + Init

Sa prosesong ito ay inilabas ang init (exothermic reaksyon). Ang reaksyong kemikal na ito ay ang mapagkukunan ng init sa stratosphere at nagiging sanhi ng mataas na temperatura sa itaas na mga layer.

Mga Tampok

Ang stratosphere ay nagtutupad ng isang proteksiyon na pag-andar ng lahat ng mga anyo ng buhay na umiiral sa planeta ng Lupa. Pinipigilan ng layer ng ozone ang radiation na may mataas na enerhiya na ultraviolet (UV) radiation.

Ang Ozone ay sumisipsip ng ilaw ng ultraviolet at nabulok sa atomic oxygen (O) at molekular na oxygen (O ₂ ), tulad ng ipinakita ng sumusunod na reaksyon ng kemikal:

O ₃ + UV LIGHT → O + O ₂

Sa stratosphere, ang mga proseso ng pagbuo at pagkawasak ng osono ay nasa isang balanse na nagpapanatili ng pare-pareho nitong konsentrasyon.

Sa ganitong paraan, ang layer ng osono ay gumagana bilang isang proteksiyon na kalasag mula sa radiation ng UV, na siyang sanhi ng genetic mutations, cancer sa balat, pagkasira ng mga pananim at halaman sa pangkalahatan.

Ang pagkasira ng layer ng osone

Mga compound ng CFC

Mula noong 1970s, ang mga mananaliksik ay nagpahayag ng labis na pag-aalala tungkol sa mga nakasisirang epekto ng chlorofluorocarbons (CFCs) sa layer ng osono.

Noong 1930, ang paggamit ng mga chlorofluorocarbon compound na komersyal na tinawag na mga freon ay ipinakilala. Kabilang dito ang CFCl ₃ (Freon 11), CF ₂ Cl ₂ (Freon 12), C ₂ F ₃ Cl ₃ (Freon 113) at C ₂ F ₄ Cl ₂ (Freon 114). Ang mga compound na ito ay madaling mai-compress, medyo hindi mabago at hindi masusunog.

Nagsimula silang magamit bilang mga nagpapalamig sa mga air conditioner at refrigerator, na pinapalitan ang ammonia (NH ₃ ) at likidong asupre dioxide (SO ₂ ) (lubos na nakakalason).

Kasunod nito, ang mga CFC ay ginamit sa malalaking dami sa paggawa ng mga itapon na mga plastik na artikulo, bilang mga propellant para sa mga komersyal na produkto sa anyo ng mga aerosol sa mga lata, at bilang paglilinis ng mga solvent para sa mga elektronikong aparato ng aparato.

Ang malawakang paggamit sa malalaking dami ng CFCs ay lumikha ng isang malubhang problema sa kapaligiran, dahil ang mga ginamit sa industriya at mga nagpapalamig ay ginagamit sa kapaligiran.

Sa kapaligiran, ang mga compound na ito ay dahan-dahang nagkakalat sa stratmos; sa layer na ito ay nagdurusa sila sa agnas dahil sa epekto ng UV radiation:

CFCl _{3 →} CFCl ₂ + Cl

CF ₂ Cl _{2 →} CF ₂ Cl + Cl

Ang mga atom ng klorin ay madaling gumanti sa ozon at sirain ito:

Cl + O ₃ → ClO + O ₂

Ang isang solong atom ng klorin ay maaaring sirain ang higit sa 100,000 mga molekula ng ozon.

Nitrogen oxides

Ang mga nitrogen oxides HINDI at WALANG _{2 ay} gumanti upang sirain ang osono. Ang pagkakaroon ng mga nitrogen oxides na ito sa stratosphere ay dahil sa mga gas na inilalabas ng mga makina ng supersonic na sasakyang panghimpapawid, paglabas mula sa mga aktibidad ng tao sa Earth, at aktibidad ng bulkan.

Manipis at butas sa layer ng osono

Noong 1980s natuklasan na ang isang butas ay nabuo sa layer ng osono sa itaas ng lugar ng South Pole. Sa lugar na ito ang halaga ng osono ay naputol sa kalahati.

Natuklasan din na sa itaas ng North Pole at sa buong stratosphere, ang proteksiyon na layer ng osono ay manipis, ibig sabihin, nabawasan ang lapad nito dahil ang dami ng osono ay bumaba nang malaki.

Ang pagkawala ng osono sa stratosphere ay may malubhang kahihinatnan para sa buhay sa planeta, at maraming mga bansa ang tinanggap na ang isang mabagal na pagbawas o kumpletong pag-aalis ng paggamit ng CFC ay kinakailangan at kagyat.

Mga internasyonal na kasunduan sa paghihigpit sa paggamit ng mga CFC

Noong 1978 maraming bansa ang nagbawal sa paggamit ng CFCs bilang mga propellant sa komersyal na mga produktong aerosol. Noong 1987, ang karamihan ng mga industriyalisadong bansa ay nilagdaan ang tinatawag na Montreal Protocol, isang pang-internasyonal na kasunduan kung saan itinakda ang mga layunin para sa unti-unting pagbawas ng pagmamanupaktura ng CFC at ang kabuuang pag-aalis ng taong 2000.

Maraming mga bansa ang nabigo na sumunod sa Montreal Protocol, dahil ang pagbawas at pag-alis ng mga CFC ay maaapektuhan ang kanilang ekonomiya, inilalagay ang mga interes sa ekonomiya bago mapangalagaan ang buhay sa planeta ng Earth.

Bakit hindi lumipad sa eroplano ang mga eroplano?

Sa panahon ng paglipad ng isang eroplano, kumikilos ang 4 na pangunahing pwersa: angat, bigat ng eroplano, pag-drag, at thrust.

Ang pag-angat ay isang puwersa na sumusuporta sa eroplano at itinulak ito paitaas; mas mataas ang density ng hangin, mas malaki ang pag-angat. Ang Timbang, sa kabilang banda, ay ang puwersa kung saan kinukuha ng grabidad ng Earth ang eroplano patungo sa gitna ng Daigdig.

Ang pagtutol ay isang puwersa na nagpapabagal o pinipigilan ang sasakyang panghimpapawid mula sa pasulong. Ang puwersa ng paglaban na ito ay kumikilos sa kabaligtaran ng direksyon sa landas ng eroplano.

Ang thrust ay ang puwersa na gumagalaw sa eroplano pasulong. Tulad ng nakikita natin, ang thrust at iangat ang flight flight; ang bigat at ang pagtutol ay kumikilos upang hindi masira ang paglipad ng eroplano.

Sasakyang panghimpapawid yan

Ang mga komersyal at sibilyang sasakyang panghimpapawid sa maikling distansya ay lumipad ng halos 10,000 metro sa itaas ng antas ng dagat, iyon ay, sa itaas na limitasyon ng troposoffer.

Ang lahat ng sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng pressurization ng cabin, na binubuo ng pumping compressed air sa cabin ng sasakyang panghimpapawid.

Bakit kinakailangan ang pressurization ng cabin?

Habang umaakyat ang sasakyang panghimpapawid sa mas mataas na kataasan, bumababa ang panlabas na presyon ng atmospera at bumababa rin ang nilalaman ng oxygen.

Kung ang presyuradong hangin ay hindi ibinibigay sa cabin, ang mga pasahero ay magdusa mula sa hypoxia (o sakit sa bundok), na may mga sintomas tulad ng pagkapagod, pagkahilo, sakit ng ulo at pagkawala ng kamalayan dahil sa kakulangan ng oxygen.

Kung ang isang pagkabigo sa supply ng naka-compress na hangin sa cabin o isang decompression ay nangyayari, isang emergency ay lilitaw kung saan dapat bumaba ang eroplano, at ang lahat ng mga nasasakop nito ay dapat magsuot ng mask ng oxygen.

Mga flight sa stratosphere, supersonic na eroplano

Sa mga taas na mas malaki kaysa sa 10,000 metro, sa stratosphere, ang density ng gas na layer ay mas mababa, at samakatuwid ang lakas ng pag-angat na pinapaboran ang paglipad ay mas mababa din.

Sa kabilang banda, sa mga mataas na taas na ito ang nilalaman ng oxygen (O ₂ ) sa hangin ay mas mababa, at kinakailangan ito kapwa para sa pagkasunog ng diesel fuel na gumagawa ng makina ng eroplano, at para sa isang mabisang pressurization sa cabin.

Sa mga taas na higit sa 10,000 metro sa itaas ng ibabaw ng lupa, ang eroplano ay kailangang pumunta sa napakataas na bilis, na tinatawag na supersonic, na umaabot sa higit sa 1,225 km / oras sa antas ng dagat.

Larawan 2. Concorde supersonic komersyal na sasakyang panghimpapawid. Pinagmulan: Eduard Marmet

Ang mga kawalan ng supersonic na sasakyang panghimpapawid na binuo hanggang sa kasalukuyan

Ang mga flight ng Supersonic ay gumagawa ng tinatawag na sonik booms, na napakalakas na mga ingay na katulad ng kulog. Ang mga ingay na ito ay negatibong nakakaapekto sa mga hayop at tao.

Bilang karagdagan, ang mga supersonic na sasakyang panghimpapawid na ito ay kailangang gumamit ng mas maraming gasolina, at sa gayon ay makagawa ng mas maraming mga pollutant ng hangin kaysa sa mga sasakyang panghimpapawid na lumilipad sa mas mababang mga lugar.

Ang supersonic na sasakyang panghimpapawid ay nangangailangan ng mas makapangyarihang mga makina at mamahaling mga espesyal na materyales sa paggawa. Ang mga flight sa komersyo ay napakamahal sa ekonomya at ang kanilang pagpapatupad ay hindi naging kapaki-pakinabang.

Mga Sanggunian

1. SM, Hegglin, MI, Fujiwara, M., Dragani, R., Harada, Y et lahat. (2017). Pagtatasa ng itaas na tropospheric at stratospheric na singaw ng tubig at osono sa mga reanalyses bilang bahagi ng S-RIP. Ang Chemical Atmospheric at Physics. 17: 12743-12778. doi: 10.5194 / acp-17-12743-2017
2. Hoshi, K., Ukita, J., Honda, M. Nakamura, T., Yamazaki, K. et lahat. (2019). Mahina Stratospheric Polar Vortex Mga Kaganapan Binago ng Arctic Sea - Pagkawala ng Ice. Journal of Geophysical Research: Mga Atmospheres. 124 (2): 858-869. doi: 10.1029 / 2018JD029222
3. Iqbal, W., Hannachi, A., Hirooka, T., Chafik, L., Harada, Y. et lahat. (2019). Troposphere-Stratosphere Dynamical Coupling in Regard to the North Atlantic Eddy-Driven Jet Variability. Ahensya ng Agham at Teknolohiya ng Japan. doi: 10.2151 / jmsj.2019-037
4. Kidston, J., Scaife, AA, Hardiman, SC, Mitchell, DM, Butchart, N. et lahat. (2015). Stratospheric impluwensya sa tropospheric jet stream, mga track ng bagyo at panahon ng ibabaw. Kalikasan 8: 433-440.
5. Stohl, A., Bonasoni P., Cristofanelli, P., Collins, W., Feichter J. et lahat. (2003). Stratosphere - palitan ng troposfound: Isang pagsusuri, at kung ano ang natutunan sa STACCATO. Journal of Geophysical Research: Mga Atmospheres. 108 (D12). doi: 10.1029 / 2002jD002490
6. Rowland FS (2009) Stratospheric Ozone Depletion. Sa: Zerefos C., Contopoulos G., Skalkeas G. (eds) Dalawampung Taon ng Ozone Decline. Springer. doi: 10.1007 / 978-90-481-2469-5_5