- Tropopause Eigenschaften
- Höhe
- Die Tropopause als Zone der Ruhe
- Temperatur
- Diskontinuitätszone
- Feuchtigkeitslager und Transportbereich
- Bildung von Zirruswolken
- Chemische Zusammensetzung der Tropopause
- Wie wird die Tropopause untersucht?
- Eigenschaften
- Verweise
Die Tropopause ist eine Zwischenübergangszone zwischen zwei Schichten der Erdatmosphäre. Es befindet sich zwischen der unteren Schicht der Atmosphäre, der Troposphäre, und der darüber liegenden Schicht, der Stratosphäre.
Die Erdatmosphäre wurde in mehrere Schichten unterteilt. Diese Schichten werden als "Kugeln" bezeichnet, und die Übergangszonen zwischen den Schichten werden als "Pausen" bezeichnet. Entsprechend ihrer chemischen Zusammensetzung und Temperaturschwankung sind die Schichten der Atmosphäre die Troposphäre, Stratosphäre, Mesosphäre, Thermosphäre und Exosphäre.
Abbildung 1. Schichten und Übergangszonen der Erdatmosphäre. Quelle: Josell7 Die Troposphäre erstreckt sich von der Erdoberfläche bis zu einer Höhe von 10 km. Die Stratosphäre ist zwischen 10 km und 50 km hoch. Die Mesosphäre ist zwischen 50 km und 80 km hoch. Die Thermosphäre von 80 km bis 500 km und die Exosphäre von 500 km bis 10.000 km Höhe. Letzteres ist die Grenze mit interplanetarem Raum.
Tropopause Eigenschaften
Die Tropopause ist eine Region mit ganz besonderen Merkmalen, die kürzlich ihre wissenschaftliche Untersuchung detaillierter motiviert haben. Als Übergangszone der Eigenschaften zwischen der Troposphäre und der Stratosphäre ist es angebracht, die Eigenschaften dieser beiden Schichten kurz anzugeben.
Die Troposphäre ist die aktive Schicht, in der die das Klima verursachenden meteorologischen Phänomene wie Winde, Regen, elektrische Stürme und Hurrikane auftreten. Die Temperatur in dieser Schicht nimmt mit der Höhe ab.
In der Stratosphäre steigt die Temperatur mit der Höhe aufgrund der Wirkung chemischer Reaktionen, die Wärme abgeben (exotherm). Ozon ist hauptsächlich beteiligt und absorbiert hochenergetische ultraviolette (UV) Strahlung der Sonne.
Die Tropopause ist die Grenze zwischen diesen beiden Gasschichten, die sehr unterschiedliche Eigenschaften hinsichtlich Temperatur, chemischer Zusammensetzung und allgemeiner Dynamik aufweisen. Die Eigenschaften der Tropopause sind nachstehend kurz aufgeführt.
Höhe
Die Höhe, in der sich die Tropopause über der Erdoberfläche befindet, ist variabel. Es ändert sich mit dem Breitengrad, mit der Jahreszeit und mit der Tageszeit.
Die Tropopause befindet sich in einer durchschnittlichen Höhe von 7 bis 10 km in den Regionen der Erdpole und in den Gebieten der Tropen zwischen 16 und 18 km um den Äquator.
Auf diese Weise ist die polare Tropopause wärmer und näher an der Erdoberfläche, während die äquatorial-tropische Tropopause kühler und höher ist.
Am Äquator treffen die Sonnenstrahlen senkrecht auf die Erdoberfläche und verursachen eine starke Erwärmung der Oberfläche. Diese Wärme von der Erdoberfläche wird von der Luft der Troposphäre absorbiert, die sich in dieser äquatorial-tropischen Zone ausdehnt und den Abstand zur Tropopause vergrößert.
Durch verschiedene wissenschaftliche Studien wurde festgestellt, dass die globale Höhe der Tropopause in den letzten Jahren zugenommen hat. Es wird angenommen, dass dieser Anstieg auf den Anstieg der Treibhausgase (THG), die Abnahme der Ozonschicht der Stratosphäre und die Abkühlung dieser Schicht zurückzuführen sein könnte.
Veränderungen in der Höhe der Tropopause sind Anzeichen für eine Erwärmung der Troposphäre, die als globale Erwärmung bezeichnet wird.
Die Tropopause als Zone der Ruhe
Die Tropopause stellt eine Zone relativer Ruhe dar, da die meteorologischen Phänomene, die das Klima verursachen, unterhalb dieser Zone in der Troposphäre auftreten. Neuere Studien berichten jedoch, dass die Tropopause eine besondere Dynamik aufweist.
Temperatur
In der Tropopausenzone bleibt die Temperatur konstant, sie nimmt weder mit der Höhe ab (wie in der Troposphäre) noch nimmt sie mit der Höhe zu (wie in der Stratosphäre). Die Tropopausentemperatur beträgt ca. -55 ° C.
Diskontinuitätszone
Die Tropopause ist keine kontinuierliche Zone; In dieser Region gibt es Brüche in den Gebieten tropischer Breiten und mittlerer Breiten der nördlichen und südlichen Hemisphäre der Erde.
Feuchtigkeitslager und Transportbereich
Die Tropopause fungiert als großes Reservoir für Feuchtigkeit in der Troposphäre und hat die Funktion, Wasserdampf in die Stratosphäre zu transportieren.
Bildung von Zirruswolken
Die Tropopause ist die Region, in der sich zirrusartige Wolken bilden, eine Art hohe, weiße Wolken aus Eiskristallen. Sie sind wie Filamente in schmalen, feinen Bändern geformt, ähnlich wie Haarlocken.
Abbildung 2. Cirruswolken. Quelle: Pixabay.com
Cirruswolken reflektieren das Sonnenlicht und fangen die Wärme ein, die die Erde nach außen abgibt. Es ist nicht genau bekannt, ob das Nettogleichgewicht der Zirruswolken den Planeten abkühlt oder erwärmt.
Das Auftreten von Zirruswolken weist auf eine Wetteränderung mit niedrigen Temperaturen und Regen innerhalb der nächsten 24 Stunden hin.
Chemische Zusammensetzung der Tropopause
Die Tropopause stellt eine Zone abrupten Wandels zwischen der chemischen Zusammensetzung der Troposphäre und der der Stratosphäre dar. Es enthält Gase, die aus beiden Schichten stammen.
In der Tropopause befinden sich Gase aus der Troposphäre wie Wasserdampf und Kohlenmonoxid (CO). Es gibt auch Ozon (O 3 ), ein Gas, das aus der Stratosphäre stammt.
In der Tropopause treten sehr interessante chemische Reaktionen auf. Wissenschaftler versuchen, diese chemischen Veränderungen zu untersuchen, um eine umfassendere Erklärung des Phänomens der globalen Erwärmung zu erhalten.
Wie wird die Tropopause untersucht?
Um die Tropopause zu untersuchen, müssen Proben ihres Gasgemisches entnommen werden. Diese Probenahme in Höhen von bis zu 18 km über der Erdoberfläche ist mit vielen Schwierigkeiten verbunden.
Nur wenige Flugzeuge können diese Höhen erreichen. Die NASA verfügt über drei hochentwickelte Flugzeuge, die mit speziellen Geräten ausgestattet sind, um diese Studien durchzuführen. Dies sind die Flugzeuge ER-2, DC-8 und WB-57.
Diese drei Flugzeuge erfüllen zusammen mit einer Unterstützungsinfrastruktur mit Satelliten und Radargeräten, Vor-Ort-Erkennungsgeräten und Fernerkundung die sogenannte TC4-Mission für das englische Akronym: Tropische Zusammensetzung, Wolken und Klimakopplungsexperiment.
Eigenschaften
Die Tropopause hat wichtige Funktionen beim Transport von Wasserdampf von der Troposphäre in die Stratosphäre. Es fungiert auch als Zone zum Mischen von Gasen troposphärischen Ursprungs (Wasserdampf, Kohlenmonoxid) mit Gasen aus der Stratosphäre (Ozon).
Die Tropopause wird kürzlich als Indikator für die globale Erwärmung des Planeten und für Phänomene untersucht, die die allgemeine Chemie der Atmosphäre bestimmen.
Verweise
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