Стратосфера — это один из слоев атмосферы Земли, расположенный выше тропосферы и ниже мезосферы. Она начинается примерно на высоте 10–15 км от земной поверхности и простирается до высоты около 50 км. Важным отличием стратосферы от других слоев атмосферы является то, что в ней температура увеличивается с высотой, а не уменьшается, как в тропосфере. Рассмотрим подробнее основные характеристики стратосферы.
1. Расположение и структура атмосферы
Земная атмосфера состоит из нескольких слоев, которые различаются по своей температуре, составу и физическим характеристикам. Вот как они расположены, начиная от Земли:
Тропосфера (0–10–15 км): Это слой, в котором происходит большинство атмосферных процессов, таких как облакообразование, осадки и ветры.
Стратосфера (10–15 км до 50 км): Здесь находятся озоновый слой и другие особенности.
Мезосфера (50–85 км): Это область, где температура снова снижается, и происходят явления, как метеоры, сгорающие в атмосфере.
Термосфера (85–500 км): В этом слое температура сильно возрастает, и начинается процесс ионизации.
Экзосфера (500 км и выше): Это край атмосферы, где молекулы газа могут покидать атмосферу и уходить в космос.
2. Температура в стратосфере
В стратосфере температура возрастает с высотой. Это необычно, потому что в большинстве слоев атмосферы, включая тропосферу, температура уменьшается с высотой. В стратосфере существует несколько факторов, которые объясняют такую аномалию:
Озоновый слой: На высотах от 15 до 35 км находится озоновый слой, который поглощает ультрафиолетовое (УФ) излучение от Солнца. Это поглощение ультрафиолетового света приводит к нагреванию верхней части стратосферы. Таким образом, температура в верхней стратосфере может достигать +0°C, в то время как на ее нижней границе температура может быть около -60°C.
3. Озоновый слой
Одной из самых важных особенностей стратосферы является наличие озонового слоя. Озон (O₃) — это молекула кислорода, которая поглощает опасное ультрафиолетовое излучение Солнца. Это излучение может быть вредным для живых существ, так как оно вызывает раковые заболевания кожи и повреждения ДНК. Озоновый слой защищает Землю от этих вредных эффектов, поглощая до 99% УФ-излучения.
Где находится озоновый слой? Озоновый слой находится в стратосфере, на высоте 15–35 км.
Проблемы с озоновым слоем: В 1980-х годах ученые обнаружили, что концентрация озона в некоторых районах (например, над Антарктидой) резко снижается, что приводит к образованию так называемой «озоновой дыры». Это стало большой экологической проблемой, потому что уменьшение озона способствует увеличению уровня ультрафиолетового излучения, которое доходит до Земли.
4. Ветер и циркуляция в стратосфере
В стратосфере существует особый вид циркуляции, который отличается от циркуляции в тропосфере. Это связано с тем, что в стратосфере температура увеличивается с высотой, а не уменьшается. В результате в стратосфере почти отсутствуют вертикальные движения воздуха, и воздушные массы движутся горизонтально. Это объясняет, почему в стратосфере наблюдаются сильные стратосферные ветры, которые могут достигать скорости более 100 км/ч.
Полярные и экваториальные течения: В стратосфере также существует циркуляция, связанная с различиями в температуре и давлении в разных частях планеты. Это порождает так называемые полярные и экваториальные стратосферные течения.
5. Метеорологические явления в стратосфере
Стратосфера — это область, где практически не происходят такие явления, как облака или осадки. Это связано с тем, что в стратосфере влажность воздуха очень низкая. В то же время в стратосфере могут быть замечены редкие, но интересные метеорологические явления, такие как метеоры (падающие метеориты) или стримеры (когда вспышки солнечного света отражаются от высоких облаков в стратосфере).
6. Значение стратосферы для жизни на Земле
Стратосфера играет важную роль в защите жизни на Земле. Озоновый слой, который находится в этом слое, защищает нас от вредного ультрафиолетового излучения. Без озона на Земле было бы очень трудно или невозможно существовать живым существам, так как ультрафиолет убивает клетки и вызывает мутации.
7. Исследования стратосферы
Исследования стратосферы проводятся с помощью различных методов, включая запуск ракет, баллонов с оборудованием для измерений, а также с использованием спутников. Эти исследования позволяют ученым лучше понимать, как работает атмосфера, как изменения в стратосфере могут влиять на климат и другие процессы на Земле.
Заключение
Стратосфера — это ключевая часть атмосферы Земли, которая оказывает огромное влияние на климат, жизнь на планете и нашу защиту от солнечного излучения. Благодаря озоновому слою, который находится в стратосфере, наша планета защищена от опасного ультрафиолетового излучения, что делает возможным существование жизни на Земле.
