Стратосфера – планетамыздың ауа қабығының жоғарғы қабаттарының бірі. Ол жерден шамамен 11 км биіктіктен басталады. Мұнда енді жолаушылар ұшағы ұшпайды және бұлт сирек пайда болады. Жердің озон қабаты стратосферада орналасқан – планетаны зиянды ультракүлгін сәулелердің енуінен қорғайтын жұқа қабық.
Планетаның ауа қабығы
Атмосфера – гидросфераның ішкі беті мен жер қыртысына іргелес жатқан Жердің газ тәрізді қабығы. Оның сыртқы шекарасы біртіндеп ғарыш кеңістігіне өтеді. Атмосфераның құрамына газдар: азот, оттегі, аргон, көмірқышқыл газы және т.б., сонымен қатар шаң, су тамшылары, мұз кристалдары, жану өнімдері түріндегі қоспалар кіреді. Ауа қабықшасының негізгі элементтерінің қатынасы тұрақты сақталады. Ерекшеліктер - көмірқышқыл газы мен су - олардың атмосферадағы мөлшері жиі өзгереді.
Газ қабықшалары
Атмосфера бірінің үстінде орналасқан және ерекшеліктері бар бірнеше қабаттарға бөлінгенсап:
- шекаралық қабат - планетаның бетіне тікелей іргелес, 1-2 км биіктікке дейін созылатын;
-
тропосфера – екінші қабат, сыртқы шекарасы орта есеппен 11 км биіктікте орналасқан, мұнда атмосфераның барлық дерлік су буы шоғырланған, бұлттар пайда болады, биіктік артқан сайын циклондар мен антициклондар пайда болады, температура көтеріледі;
- тропопауза – температураның төмендеуін тоқтатумен сипатталатын өтпелі қабат;
- стратосфера - 50 км биіктікке дейін созылатын және үш аймаққа бөлінген қабат: 11-ден 25 км-ге дейін температура аздап өзгереді, 25-тен 40-қа дейін - температура көтеріледі, 40-тан 50-ге дейін - температура тұрақты болып қалады (стратопауза);
- мезосфера 80-90 км биіктікке дейін созылады;
- термосфера теңіз деңгейінен 700-800 км биіктікке жетеді, мұнда 100 км биіктікте Жер атмосферасы мен ғарыштың шекарасы ретінде қабылданған Карман сызығы орналасқан;
- экзосфераны шашырау зонасы деп те атайды, мұнда өте сирек кездесетін газ заттар бөлшектерін жоғалтады және олар ғарышқа ұшып кетеді.
Стратосферадағы температураның өзгеруі
Сонымен, стратосфера тропосферадан кейінгі планетаның газ қабықшасының бөлігі болып табылады. Мұнда тропопауза бойы тұрақты болатын ауа температурасы өзгере бастайды. Стратосфераның биіктігі шамамен 40 км. Төменгі шегі теңіз деңгейінен 11 км биіктікте. Осы белгіден бастап температура шамалы өзгерістерге ұшырайды. Үстінде25 км биіктікте жылыту индексі баяу өсе бастайды. Теңіз деңгейінен 40 км биіктікте температура -56,5º-тан +0,8ºС-қа дейін көтеріледі. Әрі қарай ол 50-55 км биіктікке дейін нөл градусқа жақын болып қалады. 40-55 километр аралығындағы аймақ стратопауза деп аталады, өйткені мұнда температура өзгермейді. Бұл стратосферадан мезосфераға өту аймағы.
Стратосфераның ерекшеліктері
Жер стратосферасы бүкіл атмосфера массасының шамамен 20% құрайды. Мұндағы ауаның сирек болғаны сонша, адамның арнайы скафандрсыз қалуы мүмкін емес. Бұл факт стратосфераға ұшулар салыстырмалы түрде жақында ғана жүзеге асырыла бастаған себептердің бірі болып табылады.
11-50 км биіктіктегі планетаның газ тәрізді қабығының тағы бір ерекшелігі су буының өте аз мөлшері. Осы себепті стратосферада бұлттар ешқашан дерлік пайда болмайды. Олар үшін құрылыс материалы жоқ. Дегенмен, теңіз деңгейінен 20-30 км биіктікте стратосфераны (фото төменде берілген) «безендіретін» інжу-маржан бұлттарын байқауға сирек болады. Жіңішке, ішкі жағынан жарқыраған түзілімдерді күн батқаннан кейін немесе күн шыққанға дейін байқауға болады. Інжу-маржан бұлттарының пішіні цирус немесе циркумулусқа ұқсас.
Жердің озон қабаты
Стратосфераның басты ерекшелігі – бүкіл атмосферадағы озонның максималды концентрациясы. Ол күн сәулесінің әсерінен қалыптасады және планетадағы барлық тіршілікті олардың жойқын сәулеленуінен қорғайды. Жердің озон қабаты деңгейден 20-25 км биіктікте орналасқантеңіздер. O3 молекулалары стратосферада және тіпті планетаның бетіне жақын жерде таралған, бірақ олардың ең жоғары концентрациясы осы деңгейде байқалады.
Айта кетейік, Жердің озон қабаты небәрі 3-4 мм. Бұл газдың бөлшектері қалыпты қысым жағдайында, мысалы, планетаның бетіне жақын орналасса, оның қалыңдығы болады. Озон ультракүлгін сәуленің әсерінен оттегі молекуласының екі атомға ыдырауы нәтижесінде түзіледі. Олардың бірі «толыққанды» молекуламен қосылып, озон түзіледі - O3.
Қауіпті қорғаушы
Озон молекулалары толқын ұзындығы 0,1-0,2 микроннан аз ультракүлгін сәулелерді сіңіреді. Бұл оның қорғаныш рөлі. Көкшіл газдың жұқа қабаты күн радиациясының Жерге жетуіне жол бермейді, бұл тірі организмдерге зиянын тигізеді.
Жел ағынымен озон планетаның бетіне жақындайды. Ол сондай-ақ жер бетінде найзағай кезінде, көшіргіштердің жұмысы немесе рентген сәулелері кезінде пайда болады. Бір қызығы, озонның үлкен концентрациясы адамдарға зиянды. Ол қатты ластанған жерлерде күн сәулесінің әсерінен пайда болады. Озондық түтін деп аталатын жағдайда тұру өмірге қауіп төндіреді. Көкшіл газ өкпені бұзуы мүмкін. Оның болуы өсімдіктерге де әсер етеді - олар қалыпты дамуын тоқтатады.
Озон қабатының бұзылуы
Озон саңылаулары мәселесі өткен ғасырдың 70-жылдарынан бері ғылыми ортада белсенді түрде талқыланып келеді. Бұл жойылу қазір белгілі болдыҚорғаныс экраны атмосфераның ластануына, фреондардың және кейбір басқа қосылыстардың өнеркәсіптік қолданылуына, ормандардың жойылуына, ғарыштық зымырандардың ұшырылуына және биіктіктегі авиацияға әкеледі. Дүниежүзілік қоғамдастық зиянды заттардың өндірісін азайту үшін бірқатар келісімдер қабылдады. Ең алдымен, біз аэрозольдерді, тоңазытқыш қондырғыларды, өрт сөндіргіштерді, бір рет қолданылатын ыдыстарды және т.б. жасау үшін қолданылатын фреондар туралы айтып отырмыз.
Сонымен бірге озон саңылауларының пайда болуы табиғи себептерге байланысты пайда болады деген дәлелдер бар. Атмосфераға зиянды заттар жанартаулардың атқылауы мен жер сілкінісі нәтижесінде, мұхит қыртысының бұзылыстарынан түседі. Бүгінгі таңда озон қабатының бұзылуындағы адамның басты рөлі туралы мәселе бірқатар ғалымдар үшін даулы күйінде қалып отыр.
Стратосфера рейстері
Стратосфераның дамуы өткен ғасырдың 30-шы жылдары басталды. Бүгінгі күні жауынгерлік және дыбыстан жылдам коммерциялық ұшақтар 20 км биіктікке көтеріледі. Метеорологиялық шарлар теңіз деңгейінен 40 км биіктікке жетеді. Ұшқышсыз әуе шарының рекордтық биіктігі – 51,8 км.
Экстремалды спорт әуесқойлары ауа қабығының бұл бөлігін біртіндеп меңгеруде. 2012 жылы австриялық парашютшы Феликс Баумгартнер 39 шақырымға жуық биіктіктен стратосферадан секірді. Ұшу кезінде дыбыс кедергісін еңсеріп, ол аман-есен қонды. Баумгартнердің рекордын Google вице-президенті Алан Юстас жаңартты. 15 минутта ол 40 км дыбыс жылдамдығына дейін ұшып кетті.
Осылайша, бүгінде стратосфераөткен ғасырдың басына қарағанда атмосфераның көбірек зерттелген қабаты. Дегенмен, озон қабатының болашағы, онсыз жер бетінде өмір пайда болмас еді, әлі де анық емес. Елдер фреон өндірісін қысқартып жатқанда, кейбір ғалымдар бұл ең болмағанда мұндай қарқынмен көп пайда әкелмейді десе, басқалары зиянды заттардың көпшілігі табиғи жолмен түзілетіндіктен бұл мүлдем қажет емес дейді. Кімдікі дұрыс - уақыт шешеді.
