Troposfera

Troposferos struktūra ir sudėtis

Troposfera yra tankiausia atmosferos dalis, kurioje yra apie 75–80 % visos atmosferos masės ir beveik 99 % vandens garų bei aerozolių. Jos storis nėra vienodas: dėl intensyvaus saulės šilumos ir išcentrinės jėgos ji yra giliausia ties pusiauju (iki 18 km), o sekliausia – ties poliais (apie 6 km), kur oras yra šaltesnis ir labiau suspaustas.

Šio sluoksnio viršutinė riba vadinama tropopauze. Ji veikia kaip „terminis lubų“, kuris sulaiko drėgmę ir orą troposferoje. Kadangi virš jos esanti stratosfera aukštyje tampa vis šiltesnė, ji neleidžia troposferos šaltesniam orui kilti aukščiau, taip veiksmingai stabdydama daugumos debesų susidarymą.

Pasaulinio klimato variklis

Čia vyksta beveik visi reiškiniai, kuriuos mes vadiname „orais“. Tai lemia tai, kad troposfera šyla nuo žemės paviršiaus. Saulės spinduliai šildo Žemės paviršių, kuris savo ruožtu spinduliuoja šilumą atgal į orą. Taip susidaro vertikalus temperatūros gradientas, kai oras yra šilčiausias apačioje ir šalčiausias viršuje.

• Konvekcija: šiltas oras prie paviršiaus tampa mažiau tankus ir kyla į viršų, o šaltesnis, tankesnis oras nusileidžia. Šis nuolatinis apykaitos procesas sukuria vėją, turbulenciją ir vertikalias sroves.
• Debesų susidarymas: Kylant orui, jis išsiplečia ir atšąla. Pasiekęs rasos tašką, vandens garai kondensuojasi į vandens lašelius arba ledo kristalus, sudaro debesis ir galiausiai kritulius.
• Šiltnamio efektas: Troposferoje esanti anglies dioksido ir metano koncentracija sulaiko išsiskiriančią šilumą, išlaikydama planetos paviršiaus temperatūrą, tinkamą gyvybei palaikyti.

Pasaulinė cirkuliacija ir sraigtinis srautas

Troposfera yra vieta, kurioje yra pagrindinės Žemės vėjo sistemos. Didelio masto cirkuliacijos ląstelės (Hadley, Ferrel ir poliarinės ląstelės) paskirsto šilumą nuo pusiaujo link polių. Šių ląstelių viršutinėse ribose, netoli tropopauzės, yra srautiniai srautai– siauros greitai judančio oro juostos, kurios nukreipia audrų sistemas visame pasaulyje.

Kadangi troposfera yra labai gerai sumaišyta, teršalai ir drėgmė pasiskirsto greičiau nei aukštesniuose sluoksniuose. Tačiau tai taip pat reiškia, kad didžioji dalis žmogaus veiklos sukeltos oro taršos lieka užsilikusi šiame apatiniame sluoksnyje ir tiesiogiai veikia oro kokybę, kurią kvėpuojame.

Kaip klimato kaita veikia troposferą

Kai planeta šyla, troposfera patiria matomus pokyčius. Moksliniai stebėjimai rodo, kad troposfera fiziškai plečiasi; kai oras šyla, jis užima daugiau erdvės, stumdamas tropopauzę aukščiau į dangų. Be to, šiltesnė troposfera gali sulaikyti daugiau vandens garų – maždaug 7 % daugiau už kiekvieną laipsnį Celsijaus laipsniu– otai skatina intensyvesnes audras ir gausesnius lietus.

Troposferos svarbus vaidmuo Žemės oruose ir klimate

Troposfera yra dinamiškiausias ir gyvybiškai svarbiausias mūsų atmosferos sluoksnis Žemės gyvybei. Ji yra tiesioginis ryšys tarp planetos paviršiaus ir kosminės erdvės vakuumo, nes joje yra deguonis, kurį kvėpuojame, vanduo, kuris mus maitina, ir oro sąlygos, kurios formuoja mūsų aplinką. 

Jos judėjimų ir temperatūros pokyčių supratimas yra visos šiuolaikinės meteorologijos ir klimato mokslo pagrindas, nes tai lieka pagrindinė sritis, kurioje pasireiškia globalinio atšilimo ir sezoninių pokyčių padariniai.