2.5. Atmosferski slojevi

Kako se atmosfera može podeliti u odnosu na njen hemijski sastav?

Kako se sastav atmosfere menja sa visinom, to je ona podeljena na:

Homosferu, koja se proteže od tla do visine od oko 80 km. U ovom sloju je sastav većine gasova konstantan, izuzev vodene pare (H₂O).

Heterosferu – sloj iznad homosfere koji se nalazi na visini iznad 80 km. U ovom sloju prisustvo težih molekula gasa opada, dok lakši postaju dominantniji (H, He, O, N₂).

Kakva je podela atmosfere u zavisnosti od temperature?

Temperatura slojeva se značajno menja od površine Zemlje prema svemirskom prostranstvu. Na osnovu ovih temperaturnih promena mogu se razlikovati sledeći slojevi atmosfere:

Troposfera — Tu mi živimo.

Stratosfera — Tu se nalazi zaštitni ozonski sloj.

Mezosfera — Ovde obično izgore meteori.

Termosfera — To je najtopliji sloj.

 Egzosfera — Gornja granica atmosfere.

Kako izgledaju promene temperature duž slojeva u atmosferi?

Promene temperature u atmosferi su izrazito komplikovane za pamćenje (pogledajte sliku).

U zavisnosti od visine neki delovi atmosfere su topliji, a neki hladniji. Uopšte ne možemo govoriti o pravilnosti promena. Počnimo da se polako penjemo zamišljenim stepenicama ka vrhu atmosfere i da pratimo promene temperature u njoj. Pogledajte grafik (žuta linija) koji je nacrtan praćenjem promene temperature.

U najnižem atmosferskom sloju, troposferi, izmereno je da temperatura opada sa visinom.

Nadalje, u stratosferi, temperatura počinje da raste. Razlog porasta temperature su molekuli ozona (ozonski sloj, 30 —  60 km visine) koji apsorbuju ultraljubičasto sunčevo zračenje.

Porast temperature se prekida u mezosferi i temperature ponovo opadaju čak do -90 ⁰C. Razlog pada temperatura je nedostatak molekula gasa koje bi apsorbovale sunčevo zračenje.

Temperatura u termosferi počinje naglo da raste i može dostići preko 1000 ⁰C. Ovo povećanje temperature je prouzrokovano apsorpcijom ultraljubičastog i x-zračenja.

U poslednjem, spoljašnjem sloju — egzosferi, temperatura dostiže do 2000 ⁰C.

Granice između slojeva atmosfere  nazivaju se tropopauza, stratopauza, mezopauza i termopauza.

Kako bi izgledao kratak opis atmosferskih slojeva?

Naredni kratak opis slojeva nemojte shvatiti doslovno, već kao prosek, jer tačni podaci o visini i temperaturi zahtevaju dosta dublju analizu atmosferskih slojeva. Npr. troposfera nije jednake debljine u odnosu na površinu po celoj planeti, već je veće debljine na ekvatoru, nego na polu.

Stratosfera se proteže iznad troposfere do oko 50 km. To je relativno stabilan sloj, bez većih turbulencija, te je taro prigodan za komercijalne avionske letove.

Svaki dan udišete vazduh pun kiseonika, ali kada biste otišli u stratosferu, tamo biste morali poneti kiseonik sa vama, pošto ga u stratosferi ima vrlo malo.

U stratosferi se nalazi velika količina ozona (ozonski sloj). Molekuli ozona upijaju ultraljubičasto zračenje, što dovodi do porasta temperature od – 50 °C do oko – 1 °C .

*Spejs-šatl (engl. Space Shuttle) je svemirski transportni sistem (NASA) koji je služio za transport ljudi i opreme između Zemlje i svemira od 1981. do 2011. godine.

Mezosfera je središnji sloj atmosfere. Nalazi se iznad stratosfere i proteže se do 90 km. To je najhladniji atmosferski sloj. U njemu temperatura opada do -100 °C. To je i sloj u kome izgore meteori.

Zašto meteori izgore u ovom sloju?

Zbog tolikih brzina meteora (11 – 65 km/s) kojima uleću u atmosferu, vazdušne čestice ne mogu da se sklone u stranu. One se sabijaju do usijanja na čeonim stranama meteora, zbog čega se meteori zapale i izgore. 

Termosfera se proteže iznad mezosfere od 90 do 400 km. Ovo je najtopliji sloj. Temperatura u ovom sloju raste sa visinom, te može dostići čak i do 1700 °C. Ovaj porast temperature je prouzrokovan apsorpcijom sunčevog ultraljubičastog zračenja od strane molekula azota i kiseonika. Ipak, ako biste se našli kojim slučajem u ovom sloju, bilo bi vam hladno.

Egzosfera je najviši sloj atmosfere, koji graniči sa međuplanetarnim prostorom. Ona se prostire iznad termosfere naviše.  Međutim, teško je reći dokle se proteže, većina naučnika smatra da je granica između 700 km do 10000 km.

U egzosferi je najveća zastupljenost vodonika i helijuma, ali su njihovi molekuli međusobno veoma udaljeni. Toliko se nalaze daleko da im je za susret potrebno da pređu stotine kilometara.

Egzosfera je sloj koji čini prvu liniju odbrane od sunčevog zračenja, ali je i prvi sloj koji dolazi u kontakt sa meteorima i štiti Zemlju od njih, asteroida i kosmičkih zraka.