Содержание
Атмосфера Земли имеет четыре отдельных слоя, а также разреженный внешний слой, который может простираться на 10 000 километров (6 214 миль) от планеты при отсутствии солнечного ветра. Самый нижний слой атмосферы - это тропосфера, а слой чуть выше этого уровня - стратосфера. Среди факторов, которые определяют их как два отдельных слоя, имеются различия в давлении воздуха, температуре, градиенте температуры, скорости ветра и направлении ветра.
Сдвигающаяся граница
Граница между тропосферой и стратосферой называется тропопаузой, и она не является постоянной. Это около 8 километров (5 миль) над землей на полюсах и примерно вдвое больше, чем на экваторе. Тропопауза - это изотерма - область стабильной температуры, ниже которой происходит погода всех планет. Тропопауза обычно обозначает самый верхний предел активности облаков; вместо того, чтобы подниматься выше этой изотермы, большие грозовые облака обычно распространяются горизонтально в форме наковальни. Определенные типы облаков - так называемые перламутровые или перламутровые облака - образуются в стратосфере, но обычно только на широтах между 60 и 90 градусами и только зимой.
Температурные градиенты
Погодные явления возникают в тропосфере, потому что воздух у земли теплее, чем воздух на больших высотах; это явление является результатом того, что земля поглощает и излучает тепло от солнца. Из-за этого отрицательного температурного градиента по отношению к высоте теплый воздух может подниматься и создавать конвекционный ток, который создает ветры и облака. В стратосфере, которая простирается до высоты около 50 километров (31 миля), температура увеличивается с высотой в результате того, что озоновый слой в верхней стратосфере поглощает солнечный свет и излучает тепло вниз. Тропопауза - это область постоянной температуры, в которой изменяется направление градиента.
Ветер деятельности
Склонность к подъему теплого, насыщенного влагой воздуха и падению холодного воздуха в тропосфере создает ветры, облака и осадки. Из-за локальных колебаний температуры и давления воздуха эти ветры могут быть нерегулярными и иногда экстремальными. В стратосфере, где давление воздуха намного ниже, а потолок с более теплым воздухом препятствует образованию конвекционных потоков, условия более стабильны. Здесь практически нет турбулентности, которая вызвана вертикальными движениями воздуха, и ветры, которые существуют, хотя и сильные, устойчивы и дуют в горизонтальном направлении. Коммерческие самолеты летают в нижней стратосфере, чтобы избежать турбулентности.
Стратосферное давление воздуха
Тропосфера содержит около 75 процентов газов в атмосфере, а стратосфера, которая имеет больший объем, содержит около 19 процентов этих газов. Соответственно, давление воздуха в стратосфере ниже: в среднем давление в стратосфере составляет всего около 10 процентов или менее от давления на уровне моря. Озоновый слой, расположенный в верхней части стратосферы, является одной из наиболее важных особенностей этого атмосферного слоя. Помимо создания потолка из теплого воздуха, который предотвращает образование конвекционных потоков, он отфильтровывает ультрафиолетовое излучение солнца, которое может нанести вред жизни на поверхности.