- Característiques de la tropopausa
- alçada
- La tropopausa com a zona de calma
- temperatura
- Zona de discontinuïtat
- Zona de dipòsit i transport d'humitat
- Formació dels núvols tipus cirrus
- Composició química de la tropopausa
- Com s'estudia la tropopausa?
- funcions
- referències
La tropopausa és una zona intermèdia de transició entre dues capes de l'atmosfera de la Terra. Està situada entre la capa inferior de l'atmosfera, anomenada troposfera, i la capa que està sobre d'aquesta, l'estratosfera.
L'atmosfera terrestre s'ha dividit en diverses capes. Aquestes capes es denominen "esferes" i les zones de transició entre les capes, es diuen "pauses". D'acord a la seva composició química ia la variació de temperatura, les capes de l'atmosfera són la troposfera, estratosfera, mesosfera, termosfera i exosfera.
Figura 1. Capes i zones de transició de l'atmosfera terrestre. Font: Josell7 La troposfera s'estén des de la superfície de la Terra fins als 10 km d'altura. L'estratosfera va des dels 10 km fins als 50 km d'altura. La mesosfera abasta des dels 50 km fins als 80 km d'altura. La termosfera des dels 80 km fins als 500 km, i l'exosfera des dels 500 km fins als 10.000 km d'altura. Aquesta última és el límit amb l'espai interplanetari.
Característiques de la tropopausa
La tropopausa és una regió de característiques molt particulars que han motivat recentment el seu estudi científic amb més deteniment. Sent la zona de transició de propietats entre la troposfera i l'estratosfera, és oportú assenyalar breument les característiques d'aquestes dues capes.
La troposfera és la capa activa on ocorren els fenòmens meteorològics que originen el clima, com els vents, les pluges, les tempestes elèctriques i els huracans. La temperatura en aquesta capa disminueix amb l'altitud.
En l'estratosfera la temperatura augmenta amb l'altitud per efecte de les reaccions químiques que desprenen calor (exotèrmiques). Intervé principalment l'ozó, que absorbeix la radiació ultraviolada (UV) d'alta energia provinent de el sol.
La tropopausa és el límit entre aquestes dues capes gasoses que tenen propietats de temperatura, composició química i dinàmica general, molt diferents. A continuació s'enumeren breument les característiques de la tropopausa.
alçada
L'altura en la qual està situada la tropopausa sobre la superfície de la Terra és variable. Canvia amb la latitud, amb l'estació i amb l'hora del dia.
La tropopausa està situada a una alçada mitjana de 7 a 10 km a les regions dels pols terrestres, i entre 16 a 18 km d'altura en les zones dels tròpics, al voltant de l'equador.
D'aquesta manera, la tropopausa polar és més calenta i està més a prop de la superfície terrestre, mentre que la tropopausa equatorial-tropical és més freda i està a major altura.
A l'equador els raigs de Sol incideixen perpendicularment sobre la superfície de la Terra, el que provoca un gran escalfament de la superfície. Aquesta calor de la superfície terrestre és absorbit per l'aire de la troposfera, el qual s'expandeix en aquesta zona equatorial-tropical i augmenta la distància a la tropopausa.
A través de diversos estudis científics s'ha determinat que l'altura global de la tropopausa ha augmentat en els últims anys. Es creu que aquest augment podria ser degut a l'increment dels gasos d'efecte hivernacle (GEH), a la disminució de la capa d'ozó de l'estratosfera, i a el refredament d'aquesta capa.
Els canvis en l'altura de la tropopausa constitueixen una evidència de l'escalfament de la troposfera, anomenat escalfament global.
La tropopausa com a zona de calma
La tropopausa constitueix una zona de relativa calma, ja que els fenòmens meteorològics que originen el clima ocorren per sota d'aquesta zona, a la troposfera. No obstant això, recents estudis reporten que la tropopausa presenta una dinàmica particular.
temperatura
A la zona de la tropopausa la temperatura es manté constant, no disminueix amb l'altura (com passa a la troposfera) ni augmenta amb l'altura (com en l'estratosfera). La temperatura de la tropopausa és d'uns -55 ° C.
Zona de discontinuïtat
La tropopausa no és una zona contínua; existeixen trencaments d'aquesta regió en les zones de latituds tropicals i latituds mitjanes dels hemisferis nord i sud de la Terra.
Zona de dipòsit i transport d'humitat
La tropopausa actua com un gran dipòsit de la humitat de la troposfera, i té la funció de transportar vapor d'aigua cap a l'estratosfera.
Formació dels núvols tipus cirrus
La tropopausa és la regió on es formen els núvols de tipus cirrus, un tipus de núvols blancs, altes, compostes per cristalls de gel. Presenten forma de filaments en bandes estretes, fines, similars als rínxols de cabell.
Figura 2. Núvols tipus cirrus. Font: Pixabay.com
Els cirrus reflecteixen la llum solar i atrapen la calor que emet la Terra cap a l'exterior. No es coneix amb exactitud si el balanç net dels cirrus és de refredament o escalfament de l'planeta.
L'aparició de cirrus indica un canvi de el temps amb baixes temperatures i pluja dins de les següents 24 hores.
Composició química de la tropopausa
La tropopausa representa una zona de canvi brusc entre la composició química de la troposfera i la de l'estratosfera. Conté gasos que provenen tant de les dues capes.
A la tropopausa hi gasos de la troposfera, com el vapor d'aigua i el monòxid de carboni (CO). També hi ha ozó (O 3), gas que prové de l'estratosfera.
A la tropopausa ocorren reaccions químiques molt interessants. Els científics estan tractant d'estudiar aquests canvis químics per aconseguir una explicació més completa de l'fenomen de l'escalfament global.
Com s'estudia la tropopausa?
Per estudiar la tropopausa s'han de prendre mostres de la seva barreja de gasos. Aquesta presa de mostres a altures de fins a 18 km sobre la superfície terrestre, presenta moltes dificultats.
Només unes poques aeronaus poden aconseguir hores d'ara. La NASA posseeix tres avions molt sofisticats dotats d'equips especials per fer aquests estudis. Es tracta dels avions ER-2, DC-8 i WB-57.
Aquests tres avions, acoblats a una infraestructura de suport amb satèl·lits i radars, equips de detecció in situ i de detecció remota, compleixen l'anomenada missió TC4 per les seves sigles de l'anglès: Tropical Composition, Clouds and Climate Coupling Experiment.
funcions
La tropopausa té importants funcions en el transport de vapor d'aigua des de la troposfera cap a l'estratosfera. També compleix funcions com a zona de barreja de gasos d'origen troposfèric (vapor d'aigua, monòxid de carboni) amb gasos de l'estratosfera (ozó).
Recentment s'està estudiant a la tropopausa com un indicador de l'escalfament global de la planeta i de fenòmens que determinen la química atmosfèrica general.
referències
- Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Observations of ozone-poor air in the tropical tropopause layer. Atmospheric Chemistry and Physics. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
- Biernat, K., Keyser, D. and Bosart, LF (2017). Linkages Between the Great Arctic Cyclone of August 2012 and Tropopause Polar Vortices. American Geophysical Union, Fall Meeting 2017, abstract # A43D-2478.
- Werner, B. (2017).Probing the subtropical lowermost Stratosphere and the tropical upper troposphere and tropopause layer for Inorganic bromine. Atmospheric Chemistry and Physics. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
- Jensen, EJ, Pfister, L., Jordan, DE, Bui, TV, Ueyama, R. and Singh.HB (2017). The NASA Airborne Tropical Tropopause Experiment: High-Altitude Aircraft Measurements in the Tropical Western Pacific. AMS 100. Journals on line. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
- Jensen, EJ, Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, TV et all. (2018). Heterogeneous Ice Nucleation in the Tropical Tropopause Layer. Journal of Geographical Research: Atmosphere. 123 (21): 12.210-12.227.