Beste Antwort
Wie andere Antworten angedeutet haben, ist die mesosphärische Dichte gering und damit die Absorption von Die solare UV-Strahlung ist gering. Obwohl die Zusammensetzung der Mesosphäre dieselbe ist wie an der Oberfläche (ungefähr 80\% N2, 19\% O2, 1\% Ar und 400 ppmv CO2), bedeutet die geringe Dichte, dass jegliche von der Erde absorbierte Infrarotstrahlung entweichen kann Raum ohne resorbiert zu werden. Daher gibt es eine Nettokühlung dieser Region.
Ein zweites Merkmal der Mesosphäre ist, dass sie sich nicht im Strahlungsgleichgewicht befindet. Das heißt, die absorbierte Strahlung ist nicht gleich der emittierten Strahlung. Der Unterschied ist auf die Wellendynamik zurückzuführen. In der unteren Atmosphäre erzeugte Wellen, die sich nach oben ausbreiten, nehmen mit abnehmender Dichte an Amplitude zu, um Energie zu sparen, ähnlich wie Wasserwellen, die sich dem Strand nähern. Wenn die Wellen die Stratosphäre passieren, die sich im Strahlungsgleichgewicht mit Winden befindet, die im Winter nach Osten und im Sommer nach Westen gerichtet sind, werden sie gefiltert, und im Winter passieren nur die Wellen nach Westen und im Sommer nur die Wellen nach Osten. Wenn die Wellen die Mesosphäre erreichen, erreichen die Wellen so große Amplituden, dass sie brechen und ihre Energie zerstreuen und ihren Impuls ablagern können. Dieser Impuls wirkt den strahlungsgetriebenen Winden tatsächlich entgegen und kehrt die globale Zirkulation in Höhen nahe 80 bis 90 km um, wodurch ein Wind von der Sommerhalbkugel in Richtung Winter erzeugt wird.
Aufgrund der Kontinuität verursacht diese Zirkulation von Pol zu Pol die Winde in der Nähe des Sommerpols, um zu divergieren, wenn sich die Luft nach oben und äquatorwärts bewegt, und diejenigen am Winterpol, um zu konvergieren, wenn sich die Luft nach oben und unten bewegt. Das heißt, ein Luftpaket über der Stratopause bewegt sich im Sommer auf etwa 90 km nach oben und äquatorwärts und erreicht schließlich etwa drei bis vier Wochen später den Winterpol, wo es komprimiert und nach unten gedrückt wird. Durch die Ausdehnung der Luft ist die polare Mesosphäre im Sommer viel kälter als unter Berücksichtigung der Strahlung (um etwa 70 ° C). Umgekehrt bewirkt die Kompression der polaren Wintermesosphäre, dass sie sich um etwa 20 ° C erwärmt, als dies nur mit Strahlungsantrieb der Fall wäre.
Der auffälligste Effekt besteht darin, dass die übermäßige dynamische Abkühlung der polaren Sommermesosphäre dies ermöglicht Nur wenige ppm Wasserdampf kondensieren und bilden Wolken. Wenn die Sonne in der unteren Atmosphäre untergegangen ist, bleiben diese Wolken in höheren Breiten in der Nähe von 80 km sonnenbeschienen und werden als nachtleuchtende Wolken bezeichnet ( nachleuchtende Wolken ).
Antwort
Die dritte Schicht der Erdatmosphäre ist durch die Stratopause von der Stratosphäre und durch die Mesopause von der Thermosphäre getrennt. Es liegt zwischen 50 km und 80 km. Die Spitze der Mesosphäre ist der kälteste Teil der Atmosphäre um -90 ° C. Wenn Sie in der Mesosphäre höher steigen, wird die Luft kälter. Die Luft ist in der Mesosphäre viel dünner (weniger dicht) als in der darunter liegenden Stratosphäre. Es gibt weniger Luftmoleküle, die die von der Sonne einfallende elektromagnetische Strahlung absorbieren. Dazu gehören Ozonmoleküle, die ultraviolette Strahlung absorbieren und die Stratosphäre erwärmen. In der Mesosphäre verhindern die dünne Luft und geringe Mengen Ozon, dass sich die Luft stark erwärmt. Kohlendioxid in der Mesosphäre trägt ebenfalls dazu bei, diese Schicht kalt zu machen. CO2-Moleküle absorbieren Wärmeenergie, wenn sie von anderen Molekülen abprallen. Das CO2 setzt einen Teil dieser Energie als Photonen in einem Prozess frei, der als Strahlungsemission bezeichnet wird. Einige dieser Photonen wandern nach oben in den Weltraum. Dies leitet Wärme von der Mesosphäre weg. Deshalb ist die Mesosphäre der kälteste Teil