TROPOPAUSE: CIRI, KOMPOSISI DAN FUNGSI KIMIA - PERSEKITARAN - 2026

The Tropopaus merupakan zon peralihan perantaraan antara dua lapisan atmosfera Bumi. Ia terletak di antara lapisan bawah atmosfer, yang disebut troposfera, dan lapisan di atasnya, stratosfer.

Atmosfera Bumi telah dibahagikan kepada beberapa lapisan. Lapisan ini disebut "sfera" dan zon peralihan antara lapisan disebut "jeda." Menurut komposisi kimianya dan variasi suhu, lapisan atmosfera adalah troposfer, stratosfer, mesosfer, termosfera dan eksosfera.

Gambar 1. Lapisan dan zon peralihan atmosfera Bumi. Sumber: Josell7 Troposfera memanjang dari permukaan Bumi hingga ketinggian 10 km. Stratosfera berkisar antara 10 km hingga 50 km. Mesosfera berkisar antara 50 km hingga 80 km. Termosfera dari 80 km hingga 500 km, dan eksosfera dari ketinggian 500 km hingga 10,000 km. Yang terakhir adalah had dengan ruang antarplanet.

Ciri tropopause

Tropopause adalah kawasan yang mempunyai ciri khas yang baru-baru ini mendorong kajian ilmiahnya dengan lebih terperinci. Sebagai zon peralihan sifat antara troposfer dan stratosfer, adalah tepat untuk menunjukkan secara ringkas ciri-ciri kedua lapisan ini.

Troposfera adalah lapisan aktif di mana fenomena meteorologi yang berasal dari iklim terjadi, seperti angin, hujan, ribut elektrik dan taufan. Suhu di lapisan ini berkurang dengan ketinggian.

Di stratosfera, suhu meningkat dengan ketinggian akibat tindak balas kimia yang mengeluarkan haba (eksotermik). Ozon terlibat terutamanya, menyerap sinaran ultraviolet bertenaga tinggi (UV) dari matahari.

Tropopause adalah sempadan antara dua lapisan gas ini yang mempunyai sifat suhu, komposisi kimia dan dinamika umum yang sangat berbeza. Ciri-ciri tropopause disenaraikan secara ringkas di bawah.

Ketinggian

Ketinggian di mana tropopause terletak di atas permukaan Bumi berubah-ubah. Ia berubah dengan garis lintang, dengan musim, dan dengan waktu hari.

Tropopause terletak pada ketinggian rata-rata 7 hingga 10 km di kawasan kutub Bumi, dan antara 16 hingga 18 km tinggi di daerah tropis, di sekitar khatulistiwa.

Dengan cara ini, tropopause kutub lebih panas dan lebih dekat dengan permukaan bumi, sementara tropopause khatulistiwa-tropis lebih sejuk dan lebih tinggi.

Di khatulistiwa, sinar Matahari menyerang permukaan Bumi secara tegak lurus, menyebabkan pemanasan permukaan yang hebat. Panas ini dari permukaan bumi diserap oleh udara troposfera, yang mengembang di zon tropik khatulistiwa ini dan meningkatkan jarak ke tropopause.

Melalui pelbagai kajian saintifik telah ditentukan bahawa ketinggian tropopause global telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Dipercayai bahawa kenaikan ini dapat disebabkan oleh peningkatan gas rumah kaca (GHG), pengurangan lapisan ozon di stratosfera, dan pendinginan lapisan ini.

Perubahan ketinggian tropopause adalah bukti pemanasan troposfera, yang disebut pemanasan global.

Tropopause sebagai zon ketenangan

Tropopause merupakan zon ketenangan relatif, kerana fenomena meteorologi yang berasal dari iklim terjadi di bawah zon ini, di troposfer. Walau bagaimanapun, kajian baru-baru ini melaporkan bahawa tropopause menunjukkan dinamik tertentu.

Suhu

Di zon tropopause, suhunya tetap berterusan, tidak turun dengan ketinggian (seperti di troposfer) dan juga tidak meningkat dengan ketinggian (seperti di stratosfera). Suhu tropopause adalah sekitar -55 ^° C.

Zon ketakselanjaran

Tropopause bukan zon berterusan; terdapat jeda di wilayah ini di kawasan lintang tropika dan lintang pertengahan di hemisfera utara dan selatan Bumi.

Kawasan penyimpanan dan pengangkutan kelembapan

Tropopause bertindak sebagai takungan besar untuk kelembapan di troposfera, dan mempunyai fungsi mengangkut wap air ke stratosfer.

Pembentukan awan cirrus

Tropopause adalah kawasan di mana awan seperti sirosis terbentuk, sejenis awan putih tinggi yang terdiri dari kristal ais. Mereka berbentuk seperti filamen pada tali yang sempit dan halus, mirip dengan keriting rambut.

Gambar 2. Awan Cirrus. Sumber: Pixabay.com

Awan Cirrus memantulkan cahaya matahari dan menangkap panas yang dipancarkan Bumi ke luar. Tidak diketahui dengan tepat apakah keseimbangan awan cirrus menyejukkan atau memanaskan planet ini.

Kemunculan awan cirrus menunjukkan perubahan cuaca dengan suhu rendah dan hujan dalam 24 jam ke depan.

Komposisi kimia tropopause

Troposfera mewakili zon perubahan mendadak antara komposisi kimia troposfera dan stratosfera. Ia mengandungi gas yang berasal dari kedua lapisan.

Di tropopause terdapat gas dari troposfer, seperti wap air dan karbon monoksida (CO). Terdapat juga ozon (O ₃ ), gas yang berasal dari stratosfera.

Reaksi kimia yang sangat menarik berlaku pada tropopause. Para saintis cuba mengkaji perubahan kimia ini untuk mendapatkan penjelasan yang lebih lengkap mengenai fenomena pemanasan global.

Bagaimana tropopause dikaji?

Untuk mengkaji tropopause, sampel campuran gasnya mesti diambil. Persampelan ini pada ketinggian hingga 18 km di atas permukaan bumi menimbulkan banyak kesukaran.

Hanya beberapa pesawat yang dapat mencapai ketinggian ini. NASA mempunyai tiga pesawat yang sangat canggih yang dilengkapi dengan peralatan khas untuk menjalankan kajian ini. Ini adalah pesawat ER-2, DC-8 dan WB-57.

Ketiga-tiga pesawat ini, ditambah dengan infrastruktur sokongan dengan satelit dan radar, peralatan pengesanan di lokasi dan pengesanan jarak jauh, memenuhi misi TC4 yang disebut sebagai akronimnya dalam bahasa Inggeris: Komposisi Tropika, Percubaan Awan, dan Iklim Iklim.

ciri-ciri

Troposfera mempunyai fungsi penting dalam pengangkutan wap air dari troposfer ke stratosfer. Ia juga berfungsi sebagai zon untuk mencampurkan gas asal troposfer (wap air, karbon monoksida) dengan gas dari stratosfer (ozon).

Tropopause baru-baru ini dikaji sebagai petunjuk pemanasan global planet ini dan fenomena yang menentukan kimia atmosfera umum.

Rujukan

1. Newton, R., Vaughan, G., Hintsa, E. et al. (2018) Pemerhatian udara miskin ozon di lapisan tropopaus tropika. Kimia dan Fizik Atmosfera. 18: 5157-5171 doi: 10.5194 / acp-18-5157-2018
2. Biernat, K., Keyser, D. dan Bosart, LF (2017). Perkaitan Antara Topan Artik Besar Ogos 2012 dan Tropopause Polar Vortices. Kesatuan Geofizik Amerika, Mesyuarat Kejatuhan 2017, abstrak # A43D-2478.
3. Werner, B. (2017). Mengetahui stratosfera paling bawah subtropik dan lapisan troposfera atas tropopis dan lapisan tropopause untuk bromin anorganik. Kimia dan Fizik Atmosfera. 17 (2): 1161-1186. doi: 10.5194 / acp-17-1161-2017
4. Jensen, EJ, Pfister, L., Jordan, DE, Bui, TV, Ueyama, R. dan Singh.HB (2017). Eksperimen Tropopause Tropika Bawa Udara NASA: Pengukuran Pesawat Ketinggian Tinggi di Pasifik Barat Tropika. AMS 100. Jurnal dalam talian. BAMS. doi: 10.1175 / BAMS-D-14-00263.1
5. Jensen, EJ, Kärcher, B., Ueyama, R., Pfister, L., Bui, TV dan semua. (2018). Nukleasi Ais Heterogen dalam Lapisan Tropopause Tropika. Jurnal Penyelidikan Geografi: Suasana. 123 (21): 12,210-12,227.