Meteorologijos pagrindai - Hidrologijos ir klimatologijos katedra

Egidijus Rimkus „Meteorologijos įvadas“2.9 pav. Oro temperatūros kaitatroposferoje bei apatinėje stratosferoje(Lutgen, Tarbuck, 2001)Kadangi tropopauzė ties pusiauju yra aukščiaunei virš ašigalio, stratosferos temperatūra vasarą viršašigalio yra aukštesnė nei virš pusiaujo (2.9 pav.). Beto, vasarą apatinės troposferos poliarinėse srityse daugdidesnis ozono kiekis, kuris intensyviai sugeriaultravioletinius Saulės spindulius. Žiemą temperatūrosskirtumai stratosferos įvairiose platumose nedideli.Stratosferoje labai susilpnėja vertikalus oromaišymasis. Nors įprasti debesodaros procesaistratosferoje praktiškai nevyksta, šaltuoju metų laikugali susidaryti perlamutriniai debesys.Skiriamasis sluoksnis tarp stratosferos iraukščiau esančios mezosferos vadinamas stratopauze.Čia atmosferos slėgis vos siekia 1 hPa.Mezosfera tęsiasi iki 80–85 km aukščio. Jojeoro temperatūra mažėja didėjant aukščiui ir 80 kmaukštyje nukrenta iki –90– –100 °C (tai pati šalčiausiaatmosferos vieta). Žema oro temperatūra aiškinama tuo,jog atmosfera sugeria labai mažai Saulės spinduliuotės.Temperatūros svyravimus lemia platuma ir metų laikas.Apatinėje mezosferoje susidaro dideli terminiai kontrastai tarp vasaros ir žiemos polių(siekiantys net 35 °C), o sluoksnio viršuje dėl atmosferos cirkuliacijos mezosferoje ypatumų tiesvasaros poliumi oro temperatūra žemesnė negu ties žiemos.Mezosfera pasižymi intensyviu vertikaliu oro maišymusi bei dideliais vėjo greičiais.Vidutinis horizontalus oro judėjimo greitis 65–70 km aukštyje siekia net 60–70 m/s. Mezosferojesusidaro sidabriniai debesys.Virš mezopauzės (atmosferos slėgis yra mažesnis nei 0,01 hPa) prasideda termosfera. Orotemperatūra termosferoje labai stipriai išauga ir priklausomai nuo Saulės aktyvumo gali pasiekti600–2000 K. Toks oro temperatūros didėjimas sietinas su tuo, jog pačias trumpiausias Saulėsspinduliuotės bangas sugeria molekulinio deguonies likučiai. Kadangi oras yra visiškai išretėjęs(artimas vakuumui), pavienės, net ir labai greitai judančios molekulės neperneša bent kiek didesniošilumos kiekio, todėl tame aukštyje esantį kūną aplinkos oras nesušildytų.Virš termopauzės (400–500 km aukštyje) prasideda egzosfera. Tai išorinis atmosferossluoksnis, palengva pereinantis į kosminę erdvę. Šiame aukštyje į viršų judanti molekulė ištrūksta išŽemės gravitacinio lauko, o jos susidūrimo su kita molekule tikimybė yra labai menka.Oro sudėties kaita vertikalia kryptimiPagal sudėtį atmosfera skirstoma į homosferą ir heterosferą. Homosfera apima sluoksnį iki80–100 km aukščio ir pasižymi tuo, kad šiame sluoksnyje pagrindinių atmosferos dujų procentinėsudėtis (taip pat jų molinė masė) išlieka pastovi. Virš jos esančioje heterosferoje atmosferos sudėtisdidėjant aukščiui kinta. Greitai didėja lengvųjų dujų (H 2 , He), o mažėja sunkiųjų dujų (Ar)procentinė dalis (2.2 lentelė). Šias dalis skiria pereinamasis sluoksnis, vadinamas turbopauze.XIX amžiaus pradžioje J. Daltonas suformulavo dėsnį, jog bendras dujų, susidedančių išdujų mišinio, slėgis yra lygus atskirų dujų dalinių slėgiui sumai, kai tos atskiros dujos pasiskirstobendrame mišinio tūryje. Tai reiškia, kad visos į oro sudėtį įeinančios dujos sudaro tarytumsavarankišką atmosferą ir jų slėgis didėjant aukščiui mažėja, nepriklausomai nuo kitų dujų slėgio.Todėl teoriškai, vykstant gravitaciniam dujų pasiskirstymui, sunkiųjų dujų kiekis nuo pat žemėspaviršiaus turėtų mažėti greičiau nei lengvųjų, o procentinė oro sudėtis keistis. Tokiu atveju jau100 km aukštyje atmosfera turėtų susidaryti vien iš vandenilio ir helio. Tačiau oras nebūna ramybėsbūsenos ir dėl vertikalaus oro maišymosi iki 80–100 km aukščio atmosferos dujų procentinė sudėtispraktiškai nekinta.26