Mezosféra

Mezosféra je tretia vrstva zemskej atmosféry, ktorá sa nachádza nad stratosférou a pod termosférou. Rozprestiera sa vo výške približne od 50 kilometrov do 85 kilometrov nad zemským povrchom. Pojem „mezosféra“ je odvodený z gréckych slov „mesos“, čo znamená stred, a „sphaira“, čo znamená guľa, čo znamená, že sa nachádza uprostred atmosférických vrstiev.

Mezosféra je najchladnejšou vrstvou zemskej atmosféry. Teplota v mezosfére klesá s rastúcou nadmorskou výškou a dosahuje až -90 °C v blízkosti mezopauzy, ktorá je hranicou medzi mezosférou a termosférou. Je to spôsobené predovšetkým neprítomnosťou ozónu, ktorý pohlcuje ultrafialové žiarenie zo Slnka, čím sa stratosféra ohrieva. Mezosféra sa vyznačuje aj veľmi nízkym tlakom vzduchu, vďaka čomu má menšiu hustotu ako vrstvy pod ňou.

Pozoruhodnou udalosťou, ktorá sa odohráva v mezosfére, je zhorenie meteorov. Keď meteory vstupujú do zemskej atmosféry, narážajú na rastúcu hustotu mezosféry, čo spôsobuje trenie a teplo. Výsledkom je, že meteory sa vyparia a na oblohe sa vytvoria jasné pruhy, všeobecne známe ako „padajúce hviezdy“. Väčšina meteorov zhorí v mezosfére vo výške 75 až 100 km.

Jedným z najzaujímavejších javov, ktoré sa vyskytujú v mezosfére, je prítomnosť noctilucentných oblakov alebo polárnych mezosférických oblakov. Sú to najvyššie položené oblaky v zemskej atmosfére a tvoria sa vo výškach okolo 80 kilometrov. Najčastejšie sa pozorujú v letných mesiacoch vo vysokých zemepisných šírkach a sú viditeľné po západe alebo pred východom Slnka. Nočné oblaky sa skladajú z ľadových kryštálikov a predpokladá sa, že vznikajú v dôsledku kondenzácie vodnej pary na čiastočkách meteorického prachu.

Mezosféra sa často označuje ako „ignorosféra“, pretože je vzhľadom na jej výšku ťažké ju priamo preskúmať. Je príliš vysoko na to, aby ju mohli dosiahnuť balóny a väčšina lietadiel, a príliš nízko na to, aby v nej mohli obiehať satelity. Preto väčšina našich poznatkov o mezosfére pochádza z techník diaľkového prieskumu a sondážnych rakiet, ktoré krátko prelietajú cez túto vrstvu.

Dynamika atmosféry

Mezosféra je oblasť zložitej dynamiky atmosféry. Je to oblasť, kde sa teplotný gradient obracia a vzduch sa s rastúcou výškou stáva chladnejším. Táto zmena teplotného gradientu vedie k vzniku atmosférických gravitačných vĺn, ktoré zohrávajú kľúčovú úlohu pri prenose energie a hybnosti z nižších vrstiev atmosféry do mezosféry.

Svetelné žiarenie atmosféry

Ďalším javom, ktorý sa vyskytuje v mezosfére, je svetelné žiarenie atmosféry (označované angl. ako airglow), čo je slabé, nepretržité vyžarovanie svetla atmosférou. Toto svetlo vzniká v dôsledku rôznych chemických reakcií prebiehajúcich vo vyšších vrstvách atmosféry. V mezosfére je svetelné žiarenie atmosféry spôsobené predovšetkým rekombináciou nabitých častíc (iónov) a neutrálnych atómov, ktoré boli predtým oddelené slnečným žiarením. Výsledné svetelné emisie vytvárajú slabú, viditeľnú žiaru na nočnej oblohe, aj keď nie sú viditeľné žiadne hviezdy alebo iné nebeské telesá.

Turbulencie

Mezosféra je oblasť so silnou turbulenciou v dôsledku jej nízkej hustoty a miešania studeného a teplého vzduchu. Táto turbulencia môže viesť k tvorbe malých štruktúr nazývaných „Kelvin-Helmholtzove nestability“, ktoré vznikajú, keď sa dve vrstvy tekutiny pohybujú rôznymi rýchlosťami. Tieto nestability možno pozorovať v nočných oblakoch, v ktorých vytvárajú charakteristické vlnovky.

Ionosféra

Ionosféra je vrstva atmosféry, ktorá sa rozprestiera vo výške približne 60 kilometrov až viac ako 1000 kilometrov nad zemským povrchom. Prekrýva sa s mezosférou a zahŕňa spodnú časť termosféry. Ionosféru charakterizuje prítomnosť nabitých častíc (iónov a voľných elektrónov), ktoré vznikajú ionizáciou neutrálnych atómov a molekúl v dôsledku slnečného žiarenia. Ionosféra zohráva kľúčovú úlohu v rádiovej komunikácii, pretože odráža a láme rádiové vlny, čo umožňuje komunikáciu na veľké vzdialenosti.

Výskum

Napriek problémom s prístupom do mezosféry vedci vyvinuli niekoľko metód na jej štúdium. Okrem techník diaľkového prieskumu a sondážnych rakiet sa na skúmanie vlastností mezosféry používajú pozemné observatóriá a systémy lidar (detekcia a meranie svetla). Vďaka týmto technikám sa vedci dozvedeli viac o chemickom zložení, teplotnom profile a ďalších vlastnostiach mezosféry, čím sa zlepšilo naše chápanie tejto atmosférickej vrstvy a jej vplyvu na klimatické a poveternostné systémy Zeme.

Mezosféra, často označovaná ako záhadná stredná vrstva atmosféry Zeme, je miestom mnohých zaujímavých javov, ako sú napríklad nočná oblačnosť, svetielkovanie a rozpad meteorov. Napriek problémom pri priamom skúmaní tejto nepolapiteľnej vrstvy vedci naďalej využívajú rôzne techniky, ako sú sondážne rakety, diaľkový prieskum a pozemné pozorovania, na štúdium jej vlastností a dynamiky. S rastúcim pochopením mezosféry rastie aj naše uznanie jej úlohy v zložitom atmosférickom systéme Zeme. Tieto poznatky nielenže prehlbujú naše chápanie klimatických a poveternostných zákonitostí planéty, ale vzbudzujú aj zvedavosť a údiv nad mnohými zázrakmi, ktoré sa nachádzajú vysoko nad našimi hlavami.

Zdroj úvodného obrázka: Triff / Shutterstock.com