Miksi mesosfääri on maapallon ilmakehän kylmin kerros?


Paras vastaus

Kuten muut vastaukset ovat viitanneet, mesosfäärin tiheys on pieni ja siten kosteuden imeytyminen auringon UV-säteily on vähäistä. Vaikka mesosfäärin koostumus on sama kuin pinnalla (noin 80\% N2, 19\% O2, 1\% Ar ja 400 ppmv CO2), matala tiheys tarkoittaa, että mikä tahansa maasta absorboitunut infrapunasäteily voi paeta tilaa absorboitumatta. Tästä syystä tällä alueella on nettojäähdytys.

Toinen mesosfäärin piirre on, että se ei ole säteilevässä tasapainossa. Eli absorboitu säteily ei ole yhtä suuri kuin säteily. Ero johtuu aaltodynamiikasta. Ala-ilmakehässä syntyvät aallot, jotka etenevät ylöspäin, kasvavat amplitudissa, kun tiheys pienenee energian säästämiseksi, aivan kuten rannalle lähestyvät vesiaallot. Kun aallot kulkevat stratosfäärin läpi, joka on säteilytasapainossa talvella itään ja kesällä länteen suuntautuvien tuulien kanssa, ne suodatetaan, ja vain länteen suuntautuvat aallot kulkevat talvella ja vain itään aallot kesällä. Kun aallot saavuttavat mesosfäärin, aallot saavuttavat niin suuret amplitudit, että ne voivat rikkoa ja haihtaa energiansa ja tallettaa vauhdinsa. Tämä vauhti tosiasiallisesti torjuu säteilevästi ohjautuvat tuulet ja kääntää globaalin kiertonopeuden lähellä 80–90 km: n korkeudessa ja luo tuulen kesän pallonpuoliskolta kohti talvea.

Jatkuvuuden vuoksi tämä napa-napa-kierto aiheuttaa tuulen lähellä kesäpylvästä eroamaan, kun ilma liikkuu ylöspäin ja päiväntasaajan suuntaan, ja talvipylvään lähellä olevat yhdentyvät, kun ilma liikkuu kohti päin ja alaspäin. Toisin sanoen kesän stratopaussin yläpuolella oleva ilmapaketti siirtyy ylöspäin noin 90 km: iin ja päiväntasaajaan, saavuttaen lopulta talvipylvään noin kolme tai neljä viikkoa myöhemmin, missä se puristuu ja työnnetään alaspäin. Ilman laajeneminen saa kesäpolaarisen mesosfäärin olemaan paljon kylmempi kuin se olisi vain säteilyä ajatellen (noin 70 astetta C). Vastaavasti talvipolaarisen mesosfäärin puristuminen saa sen lämpenemään noin 20 C lämpimämmin kuin vain säteilevällä pakotuksella.

Näkyvin vaikutus on, että kesäisen napamesosfäärin liiallinen dynaaminen jäähdytys sallii muutama miljoonasosaa vesihöyryä tiivistyy ja muodostaa pilviä. Kun aurinko on laskenut alempaan ilmakehään, korkeammilla leveysasteilla nämä pilvet pysyvät aurinkoisina lähellä 80 km ja tunnetaan hämäränä pilvinä ( ylemmät pilvet ).

Vastaus

Maapallon ilmakehän kolmas kerros erotettiin stratosfääristä stratopaussilla ja termosfääriltä mesopaussista. Se on 50 km: n ja 80 km: n välillä. Mesosfäärin yläosa on ilmaston kylmin osa noin -90 ° C: ssa. Kun nouset korkeammalle mesosfäärissä, ilma jäähtyy, ja ilma on mesosfäärissä paljon ohuempaa (vähemmän tiheää) kuin alla olevassa stratosfäärissä. On vähemmän ilmamolekyylejä absorboimaan auringon tulevaa sähkömagneettista säteilyä. Tämä sisältää otsonimolekyylit, jotka absorboivat ultraviolettisäteilyä ja lämmittävät stratosfääriä. Mesosfäärissä ohut ilma ja pienet määrät otsonia estävät ilman lämpenemisen paljon, mesosfäärin hiilidioksidi auttaa myös tekemään tästä kerroksesta kylmän. CO2-molekyylit absorboivat lämpöenergiaa, kun ne palautuvat toisista molekyyleistä. CO2 vapauttaa osan energiasta fotoneina prosessissa, jota kutsutaan säteilyemissioksi. Jotkut näistä fotoneista matkustavat ylöspäin avaruuteen. Tämä kuljettaa lämpöä pois mesosfääristä, minkä vuoksi mesosfääri on kylmin osa

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *