Homosféra - Homosphere

Homosphere je vrstva atmosféry, kde jsou hromadné plyny homogenně smíchány v důsledku míchání turbulentním nebo vířivého difúze . Objemové složení vzduchu je většinou rovnoměrné, takže koncentrace molekul jsou v celé homosféře stejné. Horní část homosféry se nazývá homopauza, známá také jako turbopause . Nad homopause je heterosphere , kde difúze je rychlejší než mísení a těžké plyny snížení hustoty s výškou mnohem rychleji než lehčí plyny.

Některé procesy pohánějící tuto uniformitu zahrnují konvekci ohřevu a vzory proudění vzduchu. V troposféře stoupající teplý vzduch nahrazuje chladnější vzduch, který vertikálně směšuje plyny. Větrné vzory tlačí vzduch přes povrch a míchá jej vodorovně. Ve vyšších nadmořských výškách existují další režimy atmosférické cirkulace, jako je Brewer-Dobsonova cirkulace v pozemské stratosféře , která mísí vzduch. V mezophere Země se atmosférické vlny stávají nestabilními a rozptylují se a vytvářejí turbulentní míchání této oblasti.

Homosféra Země

Graf ukazující sedm největších složkových plynů zemské atmosféry. Relativní koncentrace udržují stejné poměry od 0 do přibližně 100 km, což představují relativně vodorovné čáry. Křižovatky devíti desetin grafu zcela vpravo ukazují, jak se tyto poměry ve vyšších nadmořských výškách značně liší.

Homosféra Země začíná na zemském povrchu a sahá až k turbopauze ve vzdálenosti asi 100 km. Zahrnuje veškerou troposféru , stratosféru , mezosféru a spodní část termosféry . Chemicky se homosféra skládá ze 78% dusíku, 21% kyslíku a stopových množství dalších molekul, jako je argon a oxid uhličitý. Obsahuje více než 99% hmotnosti zemské atmosféry. Hustota vzduchu klesá s výškou v homosféře. Podle definice zahrnuje zejména 10 km silný pás elementárního mezosférického sodíku.

Změny koncentrace

Jednou z velkých výjimek z účinného míchání je ozonová vrstva se středem ve výšce asi 20 - 30 km, kde je koncentrace O ₃ mnohem vyšší než ve zbytku atmosféry. To je způsobeno příchozím ultrafialovým světlem, které přeměňuje O ₂ na O ₃ . To vytvořilo samotný ozon, který blokuje většinu ultrafialového světla v pronikání do nižších vrstev atmosféry a vytváří tam podobné úrovně ozonu. S poločasem rozpadu asi den při pokojové teplotě se ozon rozpadá, než se může zcela smíchat s nižšími úrovněmi atmosféry. Ozónová díra je relativně stabilní struktura způsobena kombinací znečištění a antarktické větrů ve stratosféře.

Koncentrace vodní páry ( vlhkost ) se značně liší, zejména v troposféře , a je hlavní složkou počasí . Odpařování vody je poháněno teplem z přicházejícího slunečního záření a kolísání teploty může způsobit, že vzduch nasycený vodou vypustí vodu ve formě deště , sněhu nebo mlhy . Teplo, které voda získává a ztrácí těmito procesy, zvyšuje turbulenci v nižší atmosféře, zejména v mezoscale a mikroskopickém měřítku . Sládek-Dobson cirkulace je teorie cirkulace ozonu ve velkém měřítku.

Koncentrace dalších stopových plynů jsou vyšší v blízkosti přírodních a umělých zdrojů. To zahrnuje znečištění z lidské činnosti (zejména zemědělství, průmyslu a dopravy), pole zemního plynu , radon produkovaný radioaktivním rozpadem v některých minerálech, sopečný plyn , emise z erupcí vápníku . Je uvolňován kyslík a oxid uhličitý je absorbován rostlinami a mikroorganismy provádějícími fotosyntézu , ale hladiny CO ₂ jsou nejvíce ovlivněny divokými požáry a lidskou činností.

Reference