Čo je Troposféra – Vrstva atmosféry Zeme, ktorá vytvára počasie

Aktualizované 13. apríla 2023

Troposféra je najnižšia vrstva zemskej atmosféry, ktorá sa rozprestiera od povrchu planéty do výšky približne 8 až 15 kilometrov v závislosti od zemepisnej polohy a ročného obdobia. Troposféra sa vyznačuje poklesom teploty s nadmorskou výškou, pričom priemerná teplota na povrchu je približne 15 °C a na vrchole vrstvy klesá na približne -60 °C.

Táto vrstva obsahuje približne 75% hmotnosti atmosféry a 99% vodnej pary, takže je rozhodujúca pre počasie a klimatické procesy. K poveternostným javom, ako sú oblaky, dážď, sneh a búrky, dochádza prevažne v troposfére, a to v dôsledku pohybu vzduchových hmôt, slnečného žiarenia a rotácie Zeme.

Hranica medzi troposférou a ďalšou vrstvou nad ňou, stratosférou, sa nazýva tropopauza. Tropopauza nie je jednotná a jej výška sa mení v závislosti od faktorov, ako je zemepisná šírka a ročné obdobie. Vo všeobecnosti je tropopauza vyššie v trópoch a nižšie v polárnych oblastiach.

Troposféra je dynamická a zložitá oblasť, ktorá zohráva významnú úlohu v systémoch počasia a klímy na Zemi.

Teplotný gradient

Teplota v troposfére vo všeobecnosti klesá s nadmorskou výškou, približne 6,5 °C na kilometer, v dôsledku toho, že zemský povrch absorbuje slnečné žiarenie a opätovne ho vyžaruje vo forme tepla. To spôsobuje, že teplejší vzduch stúpa a chladnejší klesá, čím vzniká proces nazývaný konvekcia. Konvekcia je zodpovedná za miešanie vzduchu a tvorbu poveternostných systémov.

Tlak vzduchu

Tlak vzduchu v troposfére klesá s nadmorskou výškou. Na úrovni hladiny mora je priemerný tlak vzduchu približne 1013,25 hPa (hektopascalov), zatiaľ čo na vrchole troposféry klesá na približne 200 hPa. Tento pokles tlaku je spôsobený zmenšujúcou sa hmotnosťou vzduchu nad danou nadmorskou výškou.

Zloženie

Troposféra je zložená najmä z dusíka (približne 78 %) a kyslíka (približne 21 %), so stopovým množstvom ďalších plynov, ako je argón, oxid uhličitý a vodná para. Koncentrácia vodnej pary klesá s nadmorskou výškou a vertikálne rozloženie rôznych stopových plynov, ako je ozón, sa tiež môže meniť.

Systémy počasia

Troposféra je hlavným miestom, kde sa nachádzajú systémy počasia na Zemi vrátane tvorby a pohybu systémov vysokého a nízkeho tlaku, frontov a iných meteorologických javov. Modely počasia ovplyvňujú faktory, ako je Coriolisová sila, ktorá spôsobuje vychýlenie vetrov v dôsledku rotácie Zeme, a teplotné rozdiely medzi rovníkom a pólmi.

Vplyv človeka

Troposféru priamo ovplyvňuje ľudská činnosť, napríklad spaľovanie fosílnych palív a odlesňovanie. Tieto činnosti vedú k uvoľňovaniu skleníkových plynov, ako je oxid uhličitý a metán, ktoré prispievajú k zmene klímy tým, že zadržiavajú teplo v atmosfére. Okrem toho môže mať znečistenie ovzdušia z rôznych zdrojov škodlivý vplyv na kvalitu ovzdušia a ľudské zdravie.

Vertikálna štruktúra

Troposféru možno ďalej rozdeliť na niekoľko podvrstiev na základe teplotných a vlhkostných charakteristík. Patrí medzi ne planetárna hraničná vrstva (PBL, z anglického „planetary boundary layer“), ktorá je najnižšou časťou troposféry a priamo interaguje so zemským povrchom, a voľná troposféra, ktorá sa rozprestiera nad PBL až po tropopauzu. PBL je obzvlášť dôležitá pre štúdium znečistenia ovzdušia a výmenu tepla, vlhkosti a hybnosti medzi atmosférou a povrchom.

Niekoľko zaujímavostí o troposfére a jej vlastnostiach:

Najvyššia koncentrácia života

Troposféra je domovom najvyššej koncentrácie života na Zemi, pretože poskytuje podmienky potrebné na prežitie rastlín, živočíchov a ľudí. Väčšina organizmov vrátane človeka je prispôsobená teplote, tlaku a obsahu kyslíka, ktoré sa nachádzajú v tejto vrstve atmosféry.

Premenlivá výška

Výška troposféry nie je na celom svete jednotná. Na rovníku je spravidla hrubšia a dosahuje výšku až 18 km, na póloch je tenšia a môže dosahovať výšku až 7 km. Tieto rozdiely sú spôsobené rozdielmi v teplotách a vzorcoch atmosférickej cirkulácie medzi týmito oblasťami.

Troposférické rieky

Atmosférické rieky, známe aj ako troposférické rieky, sú relatívne dlhé, úzke oblasti v atmosfére, ktoré prenášajú vodnú paru horizontálne. Sú zodpovedné za prísun značného množstva vlhkosti do rôznych oblastí na celom svete a pri dopade na pevninu môžu spôsobiť intenzívne zrážky a záplavy.

Záhyb tropopauzy

V niektorých prípadoch, najmä v blízkosti poveternostných frontov alebo dýzového prúdenia – jet stream, sa tropopauza môže zahýbať, čo umožňuje miešanie stratosférického vzduchu s troposférickým vzduchom. Tento jav, známy ako tropopauzálny záhyb, môže viesť k výmene chemických látok medzi týmito dvoma vrstvami a ovplyvniť kvalitu ovzdušia pri povrchu.

Teplotná inverzia

Hoci teplota v troposfére zvyčajne klesá s nadmorskou výškou, v niektorých prípadoch dochádza k opačnému javu a vytvára sa teplotná inverzia. Môže sa to stať napríklad vtedy, keď sa vrstva studeného vzduchu dostane pod vrstvu teplého vzduchu. Teplotné inverzie môžu prispievať k tvorbe smogu a iných prípadov znečistenia ovzdušia tým, že zadržiavajú znečisťujúce látky blízko zeme.

Úloha v letectve

Troposféra je vrstva atmosféry, v ktorej lieta väčšina komerčných lietadiel. Lietadlá sa zvyčajne pohybujú vo výške 9 až 12 kilometrov, kde sú tlak a teplota vzduchu nižšie, čo znižuje odpor vzduchu a spotrebu paliva. Poveternostné javy, ako sú turbulencie, námraza a búrky, ktoré sa vyskytujú v troposfére, môžu ovplyvniť bezpečnosť a efektívnosť leteckej dopravy.

Hadleyho bunka

Troposféra zohráva významnú úlohu v globálnych modeloch cirkulácie atmosféry. Jedným z nich je Hadleyho bunka, rozsiahly cirkulačný systém, ktorý prenáša teplo a vlhkosť z rovníka smerom k pólom. Stúpajúci teplý a vlhký vzduch v blízkosti rovníka sa ochladzuje a pri stúpaní stráca vlhkosť, čo vedie k tvorbe oblakov a zrážok. Táto cirkulácia ovplyvňuje globálnu klímu a počasie.

Troposféra je podmanivá a dynamická vrstva zemskej atmosféry, ktorá zohráva kľúčovú úlohu pri formovaní počasia a klímy našej planéty. Jej neustále sa meniaca povaha nám nielenže poskytuje potrebné podmienky pre život, ale ponúka aj fascinujúci pohľad na zložité procesy, ktoré riadia našu oblohu. Pochopením troposféry a jej mnohých zázrakov môžeme lepšie oceniť zložitý a krásny svet, ktorý nás obklopuje, a lepšie si uvedomiť náš vplyv na životné prostredie. Takže keď sa nabudúce pozriete na oblohu, spomeňte si na úžasnú troposféru a na jej dôležitú úlohu v našom každodennom živote.