Plik stratosfera Jest to jedna z warstw atmosfery ziemskiej, położona między troposferą a mezosferą. Wysokość dolnej granicy stratosfery jest różna, ale można ją przyjąć jako 10 km dla średnich szerokości geograficznych planety. Jego górna granica wynosi 50 km nad powierzchnią Ziemi..
Atmosfera ziemska to gazowa powłoka otaczająca planetę. Ze względu na skład chemiczny i zmiany temperatury dzieli się na 5 warstw: troposferę, stratosferę, mezosferę, termosferę i egzosferę..
Troposfera rozciąga się od powierzchni Ziemi do 10 km wysokości. Następna warstwa, stratosfera, rozciąga się od 10 km do 50 km nad powierzchnią ziemi..
Mezosfera ma od 50 km do 80 km wysokości. Termosfera od 80 km do 500 km, a ostatecznie egzosfera rozciąga się od 500 km do 10 000 km, stanowiąc granicę z przestrzenią międzyplanetarną.
Indeks artykułów
Stratosfera znajduje się między troposferą a mezosferą. Dolna granica tej warstwy zmienia się w zależności od szerokości geograficznej lub odległości od linii równikowej Ziemi..
Na biegunach planety stratosfera zaczyna się między 6 a 10 km nad powierzchnią Ziemi. Na równiku zaczyna się na wysokości od 16 do 20 km. Górna granica wynosi 50 km nad powierzchnią Ziemi.
Stratosfera ma własną strukturę warstwową, którą określa temperatura: warstwy zimne znajdują się na dole, a warstwy gorące na górze..
Ponadto stratosfera ma warstwę, w której występuje wysokie stężenie ozonu, zwaną warstwą ozonową lub ozonosferą, która znajduje się od 30 do 60 km nad powierzchnią ziemi..
Najważniejszym związkiem chemicznym w stratosferze jest ozon. 85-90% całkowitego ozonu obecnego w ziemskiej atmosferze znajduje się w stratosferze.
Ozon powstaje w stratosferze w wyniku reakcji fotochemicznej (reakcji chemicznej, w której interweniuje światło), której podlega tlen. Wiele gazów w stratosferze przedostaje się z troposfery.
Stratosfera zawiera ozon (O3), azot (Ndwa), tlen (Odwa), tlenki azotu, kwas azotowy (HNO3), kwas siarkowy (H.dwapołudniowy zachód4), krzemiany i związki chlorowcowane, takie jak chlorofluorowęglowodory. Niektóre z tych substancji pochodzą z erupcji wulkanów. Stężenie pary wodnej (H.dwaLub w stanie gazowym) w stratosferze jest bardzo niska.
W stratosferze pionowe mieszanie gazów jest bardzo powolne i praktycznie zerowe z powodu braku turbulencji. Z tego powodu związki chemiczne i inne materiały, które dostają się do tej warstwy, pozostają w niej przez długi czas..
Temperatura w stratosferze zachowuje się odwrotnie niż w troposferze. W tej warstwie temperatura rośnie wraz z wysokością.
Ten wzrost temperatury jest spowodowany wystąpieniem reakcji chemicznych, które uwalniają ciepło, w którym ozon (O3). W stratosferze znajdują się znaczne ilości ozonu, który pochłania wysokoenergetyczne promieniowanie ultrafioletowe ze Słońca.
Stratosfera jest stabilną warstwą, bez turbulencji umożliwiających mieszanie się gazów. W dolnej części powietrze jest zimne i gęste, aw górnej ciepłe i lekkie.
W stratosferze tlen cząsteczkowy (Odwa) ulega dysocjacji pod wpływem promieniowania ultrafioletowego (UV) pochodzącego ze Słońca:
LUBdwa + ŚWIATŁO UV → O + O
Atomy tlenu (O) są wysoce reaktywne i reagują z cząsteczkami tlenu (Odwa) tworząc ozon (O3):
O + O2 → LUB3 + Gorąco
W tym procesie uwalniane jest ciepło (reakcja egzotermiczna). Ta reakcja chemiczna jest źródłem ciepła w stratosferze i powoduje jej wysokie temperatury w górnych warstwach..
Stratosfera pełni funkcję ochronną wszystkich form życia na Ziemi. Warstwa ozonowa zapobiega przedostawaniu się wysokoenergetycznego promieniowania ultrafioletowego (UV) do powierzchni ziemi.
Ozon pochłania światło ultrafioletowe i rozkłada się na tlen atomowy (O) i tlen cząsteczkowy (O)dwa), na co wskazuje następująca reakcja chemiczna:
LUB3 + ŚWIATŁO UV → O + Odwa
W stratosferze procesy tworzenia i niszczenia ozonu są w równowadze, która utrzymuje jego stałe stężenie.
W ten sposób warstwa ozonowa działa jako osłona ochronna przed promieniowaniem UV, które jest przyczyną mutacji genetycznych, raka skóry, niszczenia upraw i ogólnie roślin..
Od lat 70. XX wieku naukowcy wyrażali wielkie zaniepokojenie szkodliwym wpływem chlorofluorowęglowodorów (CFC) na warstwę ozonową..
W 1930 roku zaczęto stosować związki chlorofluorowęglowodorowe, zwane handlowo freonami. Wśród nich są CFCl3 (freon 11), CFdwaCldwa (freon 12), C.dwafa3Cl3 (Freon 113) i C.dwafa4Cldwa (freon 114). Związki te są łatwo ściśliwe, stosunkowo niereaktywne i niepalne..
Zaczęły być stosowane jako czynniki chłodnicze w klimatyzatorach i lodówkach, zastępując amoniak (NH3) i dwutlenek siarki (SOdwapłynny (silnie toksyczny).
Następnie CFC były stosowane w dużych ilościach w produkcji artykułów jednorazowego użytku z tworzyw sztucznych, jako propelenty do produktów handlowych w postaci aerozoli w puszkach oraz jako rozpuszczalniki do czyszczenia kart urządzeń elektronicznych.
Powszechne stosowanie CFC w dużych ilościach spowodowało poważny problem środowiskowy, ponieważ te używane w przemyśle i zastosowaniach chłodniczych są uwalniane do atmosfery..
W atmosferze związki te powoli dyfundują do stratosfery; w tej warstwie ulegają rozkładowi pod wpływem promieniowania UV:
CFCl3 → CFCldwa + Cl
CFdwaCldwa → CFdwaCl + Cl
Atomy chloru bardzo łatwo reagują z ozonem i niszczą go:
Cl + O3 → ClO + Odwa
Pojedynczy atom chloru może zniszczyć ponad 100 000 cząsteczek ozonu.
Tlenki azotu NO i NOdwa Reagują niszcząc ozon. Obecność tych tlenków azotu w stratosferze jest spowodowana gazami emitowanymi przez naddźwiękowe silniki lotnicze, emisjami z działalności człowieka na Ziemi oraz aktywnością wulkaniczną..
XX wieku odkryto, że w warstwie ozonowej nad biegunem południowym powstała dziura. Na tym obszarze ilość ozonu została zmniejszona o połowę.
Odkryto również, że nad biegunem północnym i w całej stratosferze ochronna warstwa ozonowa zmniejszyła się, to znaczy zmniejszyła swoją szerokość, ponieważ ilość ozonu znacznie się zmniejszyła..
Utrata ozonu w stratosferze ma poważne konsekwencje dla życia na planecie, a kilka krajów zgodziło się, że drastyczna redukcja lub całkowita eliminacja CFC jest konieczna i pilna..
W 1978 r. Wiele krajów zakazało stosowania CFC jako propelentów w komercyjnych produktach aerozolowych. W 1987 roku zdecydowana większość krajów uprzemysłowionych podpisała tak zwany Protokół Montrealski, międzynarodowe porozumienie, w którym wyznaczono cele dotyczące stopniowego zmniejszania produkcji CFC i jego całkowitej eliminacji do 2000 roku..
Kilka krajów nie zastosowało się do protokołu montrealskiego, ponieważ ta redukcja i eliminacja CFC wpłynęłaby na ich gospodarkę, przedkładając interesy gospodarcze nad ochronę życia na planecie Ziemi..
Podczas lotu samolotu działają 4 podstawowe siły: siła nośna, ciężar samolotu, opór i ciąg..
Podnoszenie to siła, która podtrzymuje samolot i popycha go do góry; im wyższa gęstość powietrza, tym większa siła nośna. Z drugiej strony ciężar to siła, z jaką grawitacja Ziemi ciągnie samolot w kierunku środka Ziemi..
Opór to siła, która spowalnia lub zapobiega ruchowi samolotu do przodu. Ta siła oporu działa w kierunku przeciwnym do trajektorii samolotu.
Ciąg to siła, która porusza samolot do przodu. Jak widać, pchnięcie i uniesienie sprzyjają lotowi; ciężar i opór działają niekorzystnie na lot samolotu.
Samoloty komercyjne i cywilne na krótkich dystansach latają około 10000 metrów nad poziomem morza, czyli w górnej granicy troposfery.
Wszystkie statki powietrzne wymagają ciśnienia w kabinie, które polega na wtłaczaniu sprężonego powietrza do kabiny samolotu..
Gdy samolot wznosi się na wyższe wysokości, zewnętrzne ciśnienie atmosferyczne spada, a także zmniejsza się zawartość tlenu..
Gdyby do kabiny nie dostarczano sprężonego powietrza, pasażerowie cierpieliby na niedotlenienie (lub chorobę górską), z objawami takimi jak zmęczenie, zawroty głowy, ból głowy i utrata przytomności z powodu braku tlenu.
W przypadku przerwy w dopływie sprężonego powietrza do kabiny lub dekompresji może dojść do sytuacji awaryjnej, w której statek powietrzny musi natychmiast zejść na dół, a wszyscy jego pasażerowie powinni nosić maski tlenowe.
Na wysokościach większych niż 10 000 metrów w stratosferze gęstość warstwy gazowej jest mniejsza, a zatem siła nośna sprzyjająca lotowi jest również mniejsza..
Z drugiej strony na tych dużych wysokościach zawartość tlenu (Odwa) w powietrzu jest mniej, a to jest wymagane zarówno do spalania oleju napędowego, który napędza silnik samolotu, jak i do skutecznego zwiększania ciśnienia w kabinie.
Na wysokości powyżej 10000 metrów nad powierzchnią ziemi samolot musi lecieć z bardzo dużymi prędkościami, zwanymi naddźwiękowymi, osiągającymi ponad 1225 km / h na poziomie morza..
Loty naddźwiękowe wytwarzają tak zwane grzmoty dźwiękowe, które są bardzo głośnymi dźwiękami podobnymi do grzmotów. Hałasy te mają negatywny wpływ na zwierzęta i ludzi.
Ponadto te naddźwiękowe samoloty muszą zużywać więcej paliwa, a zatem wytwarzają więcej zanieczyszczeń powietrza niż samoloty latające na niższych wysokościach..
Samoloty naddźwiękowe wymagają do produkcji znacznie mocniejszych silników i drogich materiałów specjalnych. Loty komercyjne były tak kosztowne ekonomicznie, że ich realizacja nie była opłacalna.
Jeszcze bez komentarzy