Stratosfäär on meie planeedi õhukesta üks ülemisi kihte. See algab umbes 11 km kõrguselt maapinnast. Reisilennukid siin enam ei lenda ja pilvi tekib harva. Maa osoonikiht asub stratosfääris – õhukeses kestas, mis kaitseb planeeti kahjuliku ultraviolettkiirguse läbitungimise eest.
Planeedi õhukest
Atmosfäär on Maa gaasiline kest, mis külgneb hüdrosfääri sisepinna ja maakoorega. Selle välispiir läheb järk-järgult üle kosmosesse. Atmosfääri koostis sisaldab gaase: lämmastikku, hapnikku, argooni, süsinikdioksiidi ja nii edasi, samuti lisandeid tolmu, veepiiskade, jääkristallide, põlemisproduktide kujul. Õhkkesta põhielementide suhe hoitakse muutumatuna. Erandiks on süsihappegaas ja vesi – nende hulk atmosfääris muutub sageli.
Gaasikoorekihid
Atmosfäär on jagatud mitmeks kihiks, mis asuvad üksteise kohal ja millel on omadusedkoosseis:
- piirkiht – külgneb vahetult planeedi pinnaga, ulatudes 1-2 km kõrgusele;
-
troposfäär - teine kiht, välispiir asub keskmiselt 11 km kõrgusel, siia on koondunud peaaegu kogu atmosfääri veeaur, tekivad pilved, kõrguse kasvades tekivad tsüklonid ja antitsüklonid, temperatuur tõuseb;
- tropopaus - üleminekukiht, mida iseloomustab temperatuuri languse peatumine;
- stratosfäär on kiht, mis ulatub kuni 50 km kõrgusele ja jaguneb kolmeks tsooniks: 11–25 km temperatuur muutub veidi, 25–40 – temperatuur tõuseb, 40–50– temperatuur jääb konstantseks (stratopaus);
- mesosfäär ulatub 80-90 km kõrgusele;
- termosfäär ulatub 700-800 km kõrgusele merepinnast, siin 100 km kõrgusel on Karmani joon, mida võetakse Maa atmosfääri ja kosmose piiriks;
- eksosfääri nimetatakse ka hajumistsooniks, siin kaotab väga haruldane gaas aineosakesi ja need lendavad kosmosesse.
Temperatuurimuutused stratosfääris
Niisiis, stratosfäär on osa planeedi gaasilisest ümbrisest, mis järgneb troposfäärile. Siin hakkab muutuma kogu tropopausi vältel püsiv õhutemperatuur. Stratosfääri kõrgus on umbes 40 km. Alumine piir on 11 km üle merepinna. Alates sellest märgist muutub temperatuur kergelt. peal25 km kõrgusel hakkab kütteindeks aeglaselt tõusma. 40 km kõrgusel merepinnast tõuseb temperatuur -56,5º kuni +0,8ºС. Edasi püsib null kraadi lähedal kuni 50-55 km kõrguseni. Vööndit 40–55 kilomeetrit nimetatakse stratopausiks, kuna temperatuur siin ei muutu. See on üleminekutsoon stratosfäärist mesosfääri.
Stratosfääri omadused
Maa stratosfäär sisaldab umbes 20% kogu atmosfääri massist. Õhk on siin nii haruldane, et inimesel on võimatu viibida ilma spetsiaalse skafandrita. See asjaolu on üks põhjusi, miks lende stratosfääri hakati sooritama alles suhteliselt hiljuti.
Teine 11–50 km kõrgusel planeedi gaasilise kesta tunnus on väga väike veeauru kogus. Sel põhjusel ei teki stratosfääris peaaegu kunagi pilvi. Nende jaoks pole lihts alt ehitusmaterjali. Siiski on harva võimalik jälgida nn pärlmutterpilvi, mis "kaunistavad" stratosfääri (foto on toodud allpool) 20-30 km kõrgusel merepinnast. Õhukesi, justkui helendavaid moodustisi seestpoolt võib jälgida pärast päikeseloojangut või enne päikesetõusu. Pärlmutterpilvede kuju sarnaneb rünkpilvede või rünkpilvede kujuga.
Maa osoonikiht
Stratosfääri peamine eristav tunnus on osooni maksimaalne kontsentratsioon kogu atmosfääris. See moodustub päikesevalguse mõjul ja kaitseb kogu planeedi elu nende hävitava kiirguse eest. Maa osoonikiht asub 20-25 km kõrgusel maapinnastmered. O3 molekulid on jaotunud kogu stratosfääris ja isegi planeedi pinna lähedal, kuid nende kõrgeim kontsentratsioon on täheldatav sellel tasemel.
Tuleb märkida, et Maa osoonikiht on vaid 3-4 mm. See on selle paksus, kui selle gaasi osakesed asetatakse normaalse rõhu tingimustesse, näiteks planeedi pinna lähedale. Osoon tekib hapnikumolekuli lagunemise tulemusena ultraviolettkiirguse toimel kaheks aatomiks. Üks neist ühineb "täisväärtusliku" molekuliga ja tekib osoon - O3.
Ohtlik kaitsja
Osooni molekulid neelavad ultraviolettkiirgust, mille lainepikkus on lühem kui 0,1–0,2 mikronit. See on tema kaitsev roll. Õhuke sinakas gaasikiht takistab päikesekiirguse jõudmist Maale, mis on kahjulik elusorganismidele.
Tuulevooluga jõuab osoon planeedi pinna lähedale. Samuti tekib see Maal äikesetormi, koopiamasinate või röntgenikiirte töö ajal. Huvitav on see, et osooni suur kontsentratsioon on inimestele kahjulik. See moodustub tugev alt saastunud piirkondades päikesevalguse toimel. Nn osoonisudu tingimustes viibimine on eluohtlik. Sinakas gaas võib kopse hävitada. Selle olemasolu mõjutab ka taimi – nende normaalne areng lakkab.
Osoonikihi kahanemine
Osooniaukude probleemi on teadusringkondades aktiivselt arutatud alates umbes eelmise sajandi 70. aastatest. Nüüd on teada, et hävitamineKaitseekraan põhjustab õhusaastet, freoonide ja mõnede muude ühendite tööstuslikku kasutamist, metsade hävitamist, kosmoserakettide lendu ja kõrglennundust. Rahvusvaheline üldsus on vastu võtnud mitmeid kokkuleppeid kahjulike ainete tootmise vähendamiseks. Esiteks räägime freoonidest, mida kasutatakse aerosoolide, jahutusseadmete, tulekustutite, ühekordsete lauanõude jms valmistamiseks.
Samas on tõendeid, mis viitavad sellele, et osooniaugud tekivad looduslikel põhjustel. Kahjulikud ained satuvad atmosfääri vulkaanipursete ja maavärinate tagajärjel, ookeanilise maakoore riketest. Tänapäeval on paljude teadlaste jaoks endiselt vaieldav küsimus inimese peamisest rollist osoonikihi hävitamisel.
Stratosfääri lennud
Stratosfääri areng algas eelmise sajandi 30. aastatel. Tänapäeval tõusevad lahingu- ja ülehelikiirusega kommertslennukid 20 km kõrgusele. Meteoroloogilised õhupallid ulatuvad 40 km kõrgusele merepinnast. Mehitamata õhupalli saavutatud rekordkõrgus on 51,8 km.
Ekstreemspordihuvilised hakkavad järk-järgult omandama seda õhukesta osa. 2012. aastal tegi Austria langevarjuhüppaja Felix Baumgartner hüppe stratosfäärist ligi 39 km kõrguselt. Lennu ajal helibarjääri ületanud, maandus ta turvaliselt. Baumgartneri rekordi purustas Google'i asepresident Alan Eustace. 15 minutiga lendas ta, saavutades ka helikiiruse, 40 km.
Seega on täna stratosfäärrohkem uuritud atmosfäärikihti kui eelmise sajandi alguses. Osoonikihi tulevik, ilma milleta poleks Maal elu tekkinud, pole aga endiselt väga selge. Kuigi riigid vähendavad freooni tootmist, väidavad mõned teadlased, et see ei too vähem alt sellises tempos suurt kasu, teised aga, et see pole üldse vajalik, kuna enamik kahjulikke aineid moodustub looduslikult. Kellel on õigus – aeg otsustab.
