Stratosféra je jednou z horných vrstiev vzduchového obalu našej planéty. Začína sa vo výške asi 11 km nad zemou. Osobné lietadlá tu už nelietajú a mraky sa tvoria len zriedka. Ozónová vrstva Zeme sa nachádza v stratosfére - tenká škrupina, ktorá chráni planétu pred prienikom škodlivého ultrafialového žiarenia.
Vzduchový obal planéty
Atmosféra je plynný obal Zeme, ktorý susedí s vnútorným povrchom hydrosféry a zemskej kôry. Jeho vonkajšia hranica postupne prechádza do kozmického priestoru. Zloženie atmosféry zahŕňa plyny: dusík, kyslík, argón, oxid uhličitý a tak ďalej, ako aj nečistoty vo forme prachu, kvapiek vody, ľadových kryštálov, produktov spaľovania. Pomer hlavných prvkov vzduchového plášťa sa udržiava konštantný. Výnimkou sú oxid uhličitý a voda – ich množstvo v atmosfére sa často mení.
Vrstvy plynového plášťa
Atmosféra je rozdelená do niekoľkých vrstiev, ktoré sú umiestnené nad sebou a obsahujú prvkyzostava:
- hraničná vrstva – priamo susediaca s povrchom planéty, siahajúca do výšky 1-2 km;
-
troposféra - druhá vrstva, vonkajšia hranica sa nachádza v priemere vo výške 11 km, sústreďuje sa tu takmer všetka vodná para atmosféry, tvoria sa oblaky, s pribúdajúcou výškou vznikajú cyklóny a anticyklóny, teplota stúpa;
- tropopauza - prechodná vrstva charakterizovaná zastavením poklesu teploty;
- stratosféra je vrstva, ktorá siaha až do výšky 50 km a je rozdelená do troch zón: od 11 do 25 km sa teplota mierne mení, od 25 do 40 - teplota stúpa, od 40 do 50 - teplota zostáva konštantná (stratopauza);
- mezosféra siaha do výšky 80-90 km;
- termosféra dosahuje 700-800 km nad morom, tu vo výške 100 km je Karmanova čiara, ktorá je braná ako hranica medzi zemskou atmosférou a vesmírom;
- exosféra sa nazýva aj zóna rozptylu, tu veľmi riedky plyn stráca častice hmoty a tie odlietajú do vesmíru.
Teplotné zmeny v stratosfére
Stratosféra je teda súčasťou plynného obalu planéty, ktorý nasleduje po troposfére. Tu sa začína meniť teplota vzduchu, ktorá je počas tropopauzy konštantná. Výška stratosféry je približne 40 km. Spodná hranica je 11 km nad morom. Od tejto značky sa teplota mierne mení. Navo výške 25 km sa index zahrievania začína pomaly zvyšovať. Do výšky 40 km nad morom teplota stúpa z -56,5º na +0,8ºС. Ďalej zostáva blízko nula stupňov až do nadmorskej výšky 50-55 km. Zóna medzi 40 a 55 kilometrami sa nazýva stratopauza, keďže teplota sa tu nemení. Je to prechodová zóna zo stratosféry do mezosféry.
Funkcie stratosféry
Stratosféra Zeme obsahuje asi 20 % hmotnosti celej atmosféry. Vzduch je tu taký riedky, že človek nemôže zostať bez špeciálneho skafandra. Táto skutočnosť je jedným z dôvodov, prečo sa lety do stratosféry začali realizovať len relatívne nedávno.
Ďalším znakom plynného obalu planéty vo výške 11-50 km je veľmi malé množstvo vodnej pary. Z tohto dôvodu sa mraky v stratosfére takmer nikdy nevytvárajú. Pre nich jednoducho neexistuje stavebný materiál. Zriedkavo je však možné pozorovať takzvané perleťové oblaky, ktoré „zdobia“stratosféru (fotografia je uvedená nižšie) vo výške 20 - 30 km nad morom. Tenké, akoby svietiace útvary zvnútra možno pozorovať po západe alebo pred východom slnka. Tvar perleťových oblakov je podobný ako cirry alebo cirrocumulus.
Ozónová vrstva Zeme
Hlavným rozlišovacím znakom stratosféry je maximálna koncentrácia ozónu v celej atmosfére. Vzniká pod vplyvom slnečného žiarenia a chráni všetok život na planéte pred ich ničivým žiarením. Ozónová vrstva Zeme sa nachádza vo výške 20-25 km nad hladinoumoriach. Molekuly O3 sú rozmiestnené po celej stratosfére a dokonca aj blízko povrchu planéty, no ich najvyššia koncentrácia sa pozoruje na tejto úrovni.
Treba si uvedomiť, že ozónová vrstva Zeme je len 3-4 mm. Toto bude jeho hrúbka, ak budú častice tohto plynu umiestnené v podmienkach normálneho tlaku, napríklad blízko povrchu planéty. Ozón sa tvorí v dôsledku rozpadu molekuly kyslíka pôsobením ultrafialového žiarenia na dva atómy. Jeden z nich sa spojí s "plnohodnotnou" molekulou a vznikne ozón - O3.
Nebezpečný obranca
Molekuly ozónu absorbujú ultrafialové žiarenie s vlnovou dĺžkou kratšou ako 0,1-0,2 mikrónu. Toto je jeho ochranná úloha. Tenká vrstva modrastého plynu bráni slnečnému žiareniu dostať sa na Zem, čo je škodlivé pre živé organizmy.
S prúdením vetra sa ozón približuje k povrchu planéty. Vzniká aj na Zemi pri búrke, práci kopírok či röntgenu. Je zaujímavé, že veľká koncentrácia ozónu je pre človeka škodlivá. Vzniká pôsobením slnečného žiarenia v silne znečistených oblastiach. Pobyt v podmienkach takzvaného ozónového smogu je životu nebezpečný. Modrastý plyn môže zničiť pľúca. Jeho prítomnosť ovplyvňuje aj rastliny - prestávajú sa normálne vyvíjať.
Poškodzovanie ozónovej vrstvy
Problém ozónových dier sa vo vedeckej komunite aktívne diskutuje približne od 70. rokov minulého storočia. Teraz je známe, že zničenieOchranná clona vedie k znečisteniu ovzdušia, priemyselnému využívaniu freónov a niektorých ďalších zlúčenín, ničeniu lesov, vypúšťaniu vesmírnych rakiet a vysokohorskému letectvu. Medzinárodné spoločenstvo prijalo množstvo dohôd na zníženie produkcie škodlivých látok. V prvom rade hovoríme o freónoch používaných na výrobu aerosólov, chladiacich jednotiek, hasiacich prístrojov, jednorazového riadu atď.
Súčasne existujú dôkazy, ktoré naznačujú, že k tvorbe ozónových dier dochádza v dôsledku prirodzených príčin. Škodlivé látky sa dostávajú do atmosféry v dôsledku sopečných erupcií a zemetrasení, z porúch v oceánskej kôre. Dnes zostáva otázka hlavnej úlohy človeka pri ničení ozónovej vrstvy pre mnohých vedcov kontroverzná.
Lety do stratosféry
Vývoj stratosféry sa začal v 30. rokoch minulého storočia. Bojové a nadzvukové komerčné lietadlá sa dnes týčia do výšky 20 km. Meteorologické balóny dosahujú 40 km nad morom. Rekordná výška dosiahnutá balónom bez posádky je 51,8 km.
Nadšenci extrémnych športov postupne zvládajú túto časť vzduchovej škrupiny. Rakúsky parašutista Felix Baumgartner urobil v roku 2012 zoskok zo stratosféry z výšky takmer 39 km. Po prekonaní zvukovej bariéry počas letu bezpečne pristál. Baumgartnerov rekord prekonal viceprezident Google Alan Eustace. Za 15 minút preletel a tiež dosiahol rýchlosť zvuku 40 km.
Dnes je teda stratosféraviac preskúmaná vrstva atmosféry ako na začiatku minulého storočia. Budúcnosť ozónovej vrstvy, bez ktorej by život na Zemi nevznikol, však stále nie je veľmi jasná. Krajiny síce znižujú produkciu freónu, no niektorí vedci tvrdia, že to aspoň takýmto tempom neprinesie veľký úžitok, iní zase, že to vôbec nie je potrebné, keďže väčšina škodlivých látok vzniká prirodzene. Kto má pravdu - čas posúdi.
