Stratosféra je jednou z horních vrstev vzdušného obalu naší planety. Začíná ve výšce asi 11 km nad zemí. Osobní letadla zde již nelétají a mraky se tvoří jen zřídka. Ozónová vrstva Země se nachází ve stratosféře – tenkém obalu, který chrání planetu před pronikáním škodlivého ultrafialového záření.
Vzduchový obal planety
Atmosféra je plynný obal Země přiléhající k vnitřnímu povrchu hydrosféry a zemské kůry. Jeho vnější hranice postupně přechází do kosmického prostoru. Složení atmosféry zahrnuje plyny: dusík, kyslík, argon, oxid uhličitý atd., jakož i nečistoty ve formě prachu, vodních kapek, ledových krystalů, produktů spalování. Poměr hlavních prvků vzduchového pláště je udržován konstantní. Výjimkou jsou oxid uhličitý a voda - jejich množství v atmosféře se často mění.
Vrstvy plynového pláště
Atmosféra je rozdělena do několika vrstev, které jsou umístěny jedna nad druhou a obsahují prvkysestava:
- hraniční vrstva - přímo sousedící s povrchem planety, sahá do výšky 1-2 km;
-
troposféra - druhá vrstva, vnější hranice se nachází v průměru ve výšce 11 km, soustřeďuje se zde téměř veškerá vodní pára atmosféry, tvoří se mraky, s přibývající výškou se objevují cyklony a anticyklóny, teplota stoupá;
- tropopauza - přechodná vrstva charakterizovaná zastavením poklesu teploty;
- stratosféra je vrstva, která sahá až do výšky 50 km a je rozdělena do tří zón: od 11 do 25 km se teplota mírně mění, od 25 do 40 - teplota stoupá, od 40 do 50 - teplota zůstává konstantní (stratopauza);
- mezosféra sahá do výšky 80–90 km;
- termosféra dosahuje 700-800 km nad mořem, zde ve výšce 100 km je Karmanova linie, která je brána jako hranice mezi zemskou atmosférou a vesmírem;
- exosféra se také nazývá rozptylová zóna, zde vysoce zředěný plyn ztrácí částice hmoty a ty odlétají do vesmíru.
Změny teploty ve stratosféře
Stratosféra je tedy součástí plynného obalu planety, který navazuje na troposféru. Zde se začíná měnit teplota vzduchu, která je po celou tropopauzu konstantní. Výška stratosféry je přibližně 40 km. Spodní hranice je 11 km nad mořem. Počínaje touto značkou dochází k mírným změnám teploty. Nave výšce 25 km se index ohřevu začíná pomalu zvyšovat. U značky 40 km nad mořem teplota stoupá z -56,5º na +0,8ºС. Dále zůstává blízko nula stupňů až do nadmořské výšky 50-55 km. Zóna mezi 40 a 55 kilometry se nazývá stratopauza, protože teplota se zde nemění. Je to přechodová zóna ze stratosféry do mezosféry.
Vlastnosti stratosféry
Stratosféra Země obsahuje asi 20 % hmotnosti celé atmosféry. Vzduch je zde tak řídký, že je nemožné, aby člověk zůstal bez speciálního skafandru. Tato skutečnost je jedním z důvodů, proč se lety do stratosféry začaly provádět teprve relativně nedávno.
Dalším rysem plynného obalu planety ve výšce 11-50 km je velmi malé množství vodní páry. Z tohoto důvodu se mraky ve stratosféře téměř nikdy netvoří. Pro ně prostě není stavební materiál. Vzácně je však možné pozorovat tzv. perleťové mraky, které „zdobí“stratosféru (foto je uvedeno níže) ve výšce 20-30 km nad mořem. Tenké, jakoby svítící útvary zevnitř lze pozorovat po západu nebo před východem slunce. Tvar mraků z perleti je podobný cirrům nebo cirrocumulu.
Ozónová vrstva Země
Hlavním rozlišovacím znakem stratosféry je maximální koncentrace ozonu v celé atmosféře. Vzniká pod vlivem slunečního záření a chrání veškerý život na planetě před jejich ničivým zářením. Ozonová vrstva Země se nachází ve výšce 20-25 km nad hladinoumoře. O3 molekuly jsou distribuovány po celé stratosféře a dokonce i blízko povrchu planety, ale jejich nejvyšší koncentrace je pozorována na této úrovni.
Je třeba poznamenat, že ozónová vrstva Země je pouze 3-4 mm. To bude jeho tloušťka, pokud budou částice tohoto plynu umístěny za podmínek normálního tlaku, například blízko povrchu planety. Ozon vzniká v důsledku rozpadu molekuly kyslíku působením ultrafialového záření na dva atomy. Jedna z nich se spojí s "plnohodnotnou" molekulou a vznikne ozón - O3.
Nebezpečný obránce
Molekuly ozonu absorbují ultrafialové záření s vlnovou délkou kratší než 0,1-0,2 mikronu. To je jeho ochranná role. Tenká vrstva namodralého plynu brání slunečnímu záření, aby se dostalo na Zemi, což je škodlivé pro živé organismy.
S prouděním větru se ozón přibližuje k povrchu planety. Vzniká i na Zemi při bouřce, práci kopírek nebo rentgenu. Zajímavé je, že velká koncentrace ozonu je pro člověka škodlivá. Vzniká působením slunečního záření v silně znečištěných oblastech. Pobyt v podmínkách tzv. ozonového smogu je životu nebezpečný. Namodralý plyn může zničit plíce. Jeho přítomnost ovlivňuje i rostliny – přestávají se normálně vyvíjet.
Poškozování ozónové vrstvy
Problém ozonových děr je ve vědecké komunitě aktivně diskutován přibližně od 70. let minulého století. Nyní je známo, že zničeníOchranná clona vede ke znečištění atmosféry, průmyslovému využití freonů a některých dalších sloučenin, ničení lesů, startu vesmírných raket a výškovému letectví. Mezinárodní společenství přijalo řadu dohod o snížení produkce škodlivých látek. Především mluvíme o freonech používaných k výrobě aerosolů, chladicích jednotkách, hasicích přístrojích, jednorázovém nádobí a tak dále.
Zároveň existují důkazy, které naznačují, že k tvorbě ozónových děr dochází v důsledku přirozených příčin. Škodlivé látky se dostávají do atmosféry v důsledku sopečných erupcí a zemětřesení, z poruch v oceánské kůře. Dnes zůstává otázka hlavní role člověka při ničení ozonové vrstvy pro řadu vědců kontroverzní.
Lety do stratosféry
Vývoj stratosféry začal ve 30. letech minulého století. Bojová a nadzvuková dopravní letadla se dnes tyčí do výšky 20 km. Meteorologické balony dosahují 40 km nad mořem. Rekordní výška dosažená balónem bez posádky je 51,8 km.
Milovníci extrémních sportů tuto část vzduchové skořepiny postupně zvládají. V roce 2012 provedl rakouský parašutista Felix Baumgartner seskok ze stratosféry z výšky téměř 39 km. Po překonání zvukové bariéry během letu bezpečně přistál. Baumgartnerův rekord překonal viceprezident Google Alan Eustace. Za 15 minut letěl, rovněž dosáhl rychlosti zvuku, 40 km.
Dnes je tedy stratosféravíce prozkoumaná vrstva atmosféry než na začátku minulého století. Budoucnost ozonové vrstvy, bez níž by život na Zemi nevznikl, však stále není příliš jasná. Zatímco země omezují produkci freonu, někteří vědci tvrdí, že to nepřinese příliš užitku, alespoň takovým tempem, zatímco jiní tvrdí, že to není vůbec nutné, protože většina škodlivých látek se tvoří přirozeně. Kdo má pravdu - čas to posoudí.
