Co jest nie tak z atmosferą, czyli o wahaniach temperatury

Temperatura w atmosferze.

Im wyżej się wzniesiemy, tym będzie zimniej będzie. O tym zjawisku, które można zaobserwować przy byle wycieczce w górach, wie zapewne każdy z nas. Problem w tym, że stwierdzenie rozpoczynające wpis nie jest do końca prawdziwe. Być może pamiętacie z lekcji geografii, że atmosfera składa się z pięciu części - troposfery, w której żyjemy, i dalej - stratosfery, mezosfery, termosfery i egzosfery. W trzech z nich - szczególnie w tej ostatniej - temperatury rzeczywiście spadają wraz z wysokością. W stratosferze i termosferze dzieje się jednak wręcz odwrotnie. Czym jest wywołane to dziwne zjawisko?

Spadek temperatury wraz z wysokością to naturalny stan rzeczy. Bądź co bądź, w przestrzeni kosmicznej temperatura ta zbliżona jest do zera absolutnego, a więc -273°C. W jakiś sposób musi więc spaść do tej wartości na przestrzeni kilkunastu setek kilometrów, dzielących powierzchnię ziemi od kosmosu. Pierwszy ze zgrzytów następuje już w stratosferze, a więc jakieś 20-50 kilometrów ponad powierzchnią ziemi. W tej samej strefie występuje jeszcze jedno niestandardowe zjawisko - tworzy się tam warstwa ozonowa. Warstwa ta zbudowana jest z ozonu, czyli jednej z odmian tlenu, która pochłania promieniowanie ultrafioletowe. Warto dodać, że ta właściwość wpływa na możliwość istnienia życia na ziemi. Jednocześnie jednak sprawia, iż w stratosferze temperatura wzrasta o kilkadziesiąt stopni. Ten wzrost warunkowany jest przez znaczną ilość energii przyjmowanej w postaci promieniowania ultrafioletowego.

Cząsteczka ozonu.

Drugi wzrost temperatury obserwujemy z kolei w termosferze, a więc na wysokości 100-500 kilometrów ponad powierzchnią ziemi. Tutaj temperatura nie wzrasta już jednak o kilkadziesiąt stopni. Nawet nie o kilkaset! Wzrasta niemalże do 2000 stopni Kelwina, a więc mniej więcej 1700 stopni Celsjusza. I ponownie ma to związek z pochłanianiem promieniowania ultrafioletowego. Termosfera jest dodatkowo wystawiona na promieniowanie kosmiczne, co sprawia, że temperatura wzrasta do naprawdę astronomicznych wartości.

Wiemy już więc, dlaczego temperatura w atmosferze wzrasta i opada. Okazuje się, że nie jest to zjawisko przypadkowe, a czasem potrafi być naprawdę przydatne dla człowieka.

Zobacz też:
1. Chrząszcz imieniem Chewbacca