Homosfæren - Homosphere

Den homosphere er laget av en atmosfære hvor bulk gassene blandes homogent på grunn av turbulent blanding eller virvel diffusjon . Luftens største sammensetning er stort sett ensartet, slik at konsentrasjonen av molekyler er den samme i hele homosfæren. Toppen av homosfæren kalles homopausen, også kjent som turbopausen . Over homopause er det heterosphere , hvor diffusjon er raskere enn blandingen, og tunge gasser reduseres i tetthet med høyde hurtigere enn lettere gasser.

Noen av prosessene som driver denne ensartetheten inkluderer varmekonveksjon og luftstrømningsmønstre. I troposfæren erstatter stigende varm luft høyere kjøligere luft som blander gasser vertikalt. Vindmønstre skyver luft over overflaten og blander den horisontalt. I høyere høyder eksisterer andre atmosfæriske sirkulasjonsregimer, for eksempel Brewer-Dobson-sirkulasjonen i den terrestriske stratosfæren , som blander luften. I jordens mesopher blir atmosfæriske bølger ustabile og forsvinner, og skaper turbulent blanding av denne regionen.

Jordens homosfære

En graf som viser de syv største komponentgassene i jordens atmosfære. Relative konsentrasjoner holder de samme forholdene fra 0 til rundt 100 km, representert av relativt horisontale linjer. Krysskurvene til de ni tiendedelene av grafen viser hvordan disse forholdene varierer betydelig i høyere høyder.

Jordens homosfære starter på jordoverflaten og strekker seg til turbopausen omtrent 100 km. Den inneholder hele troposfæren , stratosfæren , mesosfæren og den nedre delen av termosfæren . Kjemisk består homosfæren av 78% nitrogen, 21% oksygen og spormengder av andre molekyler, slik som argon og karbondioksid. Den inneholder over 99% av massen av jordens atmosfære. Tettheten av luft synker med høyden i homosfæren. Per definisjon og spesielt inkluderer den også et 10 km tykt bånd av elementært mesosfærenatrium.

Konsentrasjonsvariasjoner

Et stort unntak fra effektiv blanding er ozonlaget , sentrert i omtrent 20 - 30 km høyde, hvor konsentrasjonen av O ₃ er mye høyere enn i resten av atmosfæren. Dette skyldes innkommende ultrafiolett lys, som gjør O ₂ til O ₃ . Dette skapte ozonet i seg selv blokkerer mest ultrafiolett lys fra å trenge inn i nedre lag av atmosfæren og skape lignende nivåer av ozon der. Med en halveringstid på omtrent en dag ved romtemperatur brytes ozon ned før den kan blandes helt med de lavere nivåene av atmosfæren. Den ozonhullet er en forholdsvis stabil struktur som skyldes en kombinasjon av forurensning og Antarktis vindmønstre i stratosfæren.

Vanndampkonsentrasjon ( fuktighet ) varierer betydelig, spesielt i troposfæren , og er en hovedkomponent i været . Vann fordampning drives ved hjelp av varme fra innkommende solstråling, og temperaturforskjeller kan føre til vannmettet luft for å kvitte vann i form av regn , sne , eller tåke . Varmen som er oppnådd og tapt av vann gjennom disse prosessene øker turbulensen i den nedre atmosfæren, spesielt i mesoskala og mikroskala . Den Brewer-Dobson sirkulasjon er en teori for stor-skala ozon sirkulasjon.

Konsentrasjonen av andre sporgasser er høyere i nærheten av naturlige og kunstige kilder. Dette inkluderer forurensning fra menneskelig aktivitet (spesielt jordbruk, industri og transport), naturgassfelt , radon produsert av radioaktivt forfall i visse mineraler, vulkansk gass , utslipp fra limnicutbrudd . Oksygen slippes ut og karbondioksid absorberes av planter og mikroorganismer som utfører fotosyntese , men CO ₂ -nivåene påvirkes sterkest av villbranner og menneskelig aktivitet.

Referanser