Troposfēra

Troposfēras struktūra un sastāvs

Troposfēra ir atmosfēras blīvākā daļa, kas satur aptuveni 75% līdz 80% no tās kopējās masas un gandrīz 99% no tās ūdens tvaika un aerosoliem. Tās biezums nav vienmērīgs; tā ir visdziļākā ekvatorā (līdz 18 km) intensīvās saules siltuma un centrbēdzes spēka dēļ, un vissekļākā polos (aptuveni 6 km), kur gaiss ir aukstāks un saspiestāks.

Šī slāņa augšējā robeža ir pazīstama kā tropopauze. Tā darbojas kā "termiskais griesti", kas notur mitrumu un laika apstākļus troposfērā. Tā kā stratosfēra virs tās faktiski kļūst siltāka ar augstumu, tā neļauj troposfēras vēsākam gaisam pacelties augstāk, efektīvi ierobežojot lielāko daļu mākoņu veidošanos.

Globālās klimata izmaiņas

Te notiek gandrīz visas parādības, ko mēs pazīstam kā "laikapstākļus". To nosaka fakts, ka troposfēra sasilst no zemes virsmas. Saules gaisma sasilda Zemes virsmu, kas pēc tam izstaro siltumu atpakaļ gaisā. Tas rada vertikālu temperatūras gradientu, kur gaisa temperatūra ir visaugstākā apakšā un viszemākā augšā.

• Konvekcija: Siltais gaiss pie zemes virsmas kļūst mazāk blīvs un ceļas augšup, bet vēsāks, blīvāks gaiss nosēžas. Šī pastāvīgā apmaiņa rada vēju, turbulenci un vertikālas straumes.
• Mākoņu veidošanās: gaisam ceļoties augšup, tas izplešas un atdziest. Sasniedzot rasas punktu, ūdens tvaiki kondensējas ūdens pilienos vai ledus kristālos, veidojot mākoņus un galu galā nokrišņus.
• Siltumnīcefekts: Siltumnīcefekta gāzu, piemēram, oglekļa dioksīda un metāna, koncentrācija troposfērā aiztur izdalīto siltumu, uzturot planētas virsmas temperatūru, kas ir piemērota dzīvības uzturēšanai.

Globālā cirkulācija un straumju plūsma

Troposfēra ir vieta, kur atrodas Zemes galvenās vēja sistēmas. Liela mēroga cirkulācijas šūnas (Hadleja, Ferela un polārās šūnas) izplata siltumu no ekvatora uz poliem. Šo šūnu augšējās robežās, tuvu tropopauzei, atrodas straumju plūsmas— šauras, ātri pārvietojas gaisa joslas, kas virza vētrainu sistēmas visā pasaulē.

Tā kā troposfēra ir ļoti labi sajaukta, piesārņotāji un mitrums izplatās ātrāk nekā augstākajos slāņos. Tomēr tas nozīmē arī to, ka lielākā daļa cilvēka izraisītā gaisa piesārņojuma paliek ieslodzīts šajā zemākajā slānī, tieši ietekmējot gaisa kvalitāti, ko mēs elpojam.

Kā klimata pārmaiņas ietekmē troposfēru

Planētai sasilstot, troposfēra piedzīvo izmērāmas izmaiņas. Zinātniskie novērojumi liecina, ka troposfēra fiziski paplašinās; gaisam sasilstot, tas aizņem vairāk telpas, virzot tropopauzi augstāk debesīs. Turklāt siltāka troposfēra var uzņemt vairāk ūdens tvaiku — aptuveni par 7 % vairāk par katru grādu Celsija sasilšanas grāds— kas veicina intensīvākas vētras un stiprākus lietusgāzes.

Troposfēras būtiskā loma Zemes laika apstākļos un klimatā

Troposfēra ir visdinamiskākais un dzīvei uz Zemes vissvarīgākais atmosfēras slānis. Tajā atrodas skābeklis, ko mēs elpojam, ūdens, kas mūs uztur, un laika apstākļi, kas veido mūsu vidi, tāpēc tā kalpo kā tieša saskarnes virsma starp planētas virsmu un kosmosa vakuumu. 

Tās kustību un temperatūras izmaiņu izpratne ir visas mūsdienu meteoroloģijas un klimata zinātnes pamats, jo tā joprojām ir galvenā joma, kurā izpaužas globālās sasilšanas un sezonālo izmaiņu ietekme.