Slojevi atmosfere – deo IV
Jedna od najstarijih podela atmosfere na slojeve jeste prema hemijskom sastavu. Prvih stotinak kilometara od površine se naziva homosfera, a iznad toga je heterosfera. Oblast koja ih razgraničava naziva se turbopauza. U homosferi su svi pripadajući gasovi izmešani do onih razmera opisanih u tekstu o sastavu atmosfere. Heterosfera već kvari te odnose, pa ispadaju pojedini gasovi. Prvi je, kao najteži od njih, a opet lakši od vazduha, u sloju od 120 do 500 km visine, kiseonik, i to u atomskom obliku. Uz atomski kiseonik mogu se još naći tragovi azota i lakših gasova, dok iznad 1000 km visine caruju helijum i vodonik. Međutim, kako govoriti o atmosferi, kada je vazduh toliko razređen da se molekuli prosto jure po prostoru na vrhu atmosfere? Ovde, gde živimo, na dnu atmosfere, molekuli gasova su na znatno kraćim rastojanjima od jednog desetmilionitog dela metra, a gore, u heterosferi, molekuli su i po 100 metara udaljeni jedan od drugog, pa se kreću po putanjama zakrivljenim zbog gravitacije, po balističkim krivama. Kao kamenice!
Najpoznatija podela atmosfere na slojeve je prema kretanju temperature. Najniži sloj se naziva troposfera (temperaturno opadajuća atmosfera) i prostire se od dna atmosfere do visine od oko 8 km (u polarnim oblastima) do oko 16 km (u tropskim oblastima). To je sloj u kojem tipski opada temperatura sa povećanjem visine. U jednom trenutku, ovo opadanje temperature prestaje, što je znak da smo ušli u oblast tropopauze, gde je temperatura oko –60°C. Posle ove pauze, idući naviše ulazimo u sloj gde se temperatura vrlo malo menja sa povećanjem visine. Nekada je atmosfera bila poznata samo do tih visina, pa je tako ovaj sloj nazvan stratosfera (razvučena atmosfera, stalna po temperaturi). Međutim, sledi iznenađenje: iznad nekih 25-30 km visine temperatura počinje da raste! Za to je kriv ni manje ni više nego ozonski sloj, sa sve rupama! Na visini od oko 50 km temperatura vazduha je oko 0°C, gde dolazimo do još jednog razdvajajućeg sloja: stratopauza. Iznad stratopauze temperatura počinje normalno da se ponaša, odnosno ponovo opada sa povećanjem visine. U tom sloju koji se naziva mezosfera (srednja atmosfera) vazduh postaje veoma redak. Pri kraju hemijski izmešanog sloja dolazimo do mezopauze, gde se dešava poslednji preokret. Govoriti o temperaturi postaje nemoguće usled veoma velike razređenosti vazduha, tako da se ovde opisuju brzine molekula gasova koje odgovaraju određenim temperaturama gasa. Međutim, spektar tih brzina molekula je jako veliki i praktično je nemoguće odrediti toplotne karakteristike termosfere, poslednjeg, završnog sloja atmosfere.
Najmanje poznata, ali meteorolozima najbitnija podela jeste na tri sloja mešanja vazduha. U prvom i najplićem sloju od nekoliko milimetara proučava se molekulski prenos toplote, pa se zato naziva molekulski granični sloj. Sledeći je sloj dobro izmešanog vazduha, što vetrom, što termičkim kretanjem uzbrdo-nizbrdo usled zagrevanja i hlađenja vazduha, i naziva se izmešani sloj, ali i planetarni granični sloj. Noću je taj sloj manji i obično se predstavlja pojavom inverzije, dela u kojem temperatura raste sa povećanjem visine usled noćnog hlađenja od tla (par stotina metara visine). Preko dana debljina ovog sloja zavisi od porasta temperature sa visinom usled dnevnog zagrevanja, tako da je u sunčanim danima veća nego u oblačnim. Iznad ovog sloja od nekih 500 do 1500 metara naziva se slobodna atmosfera, jer je slobodna od uticaja tla, pa njene karakteristike pre svega zavise od vetrova, karakteristika vazdušnih masa itd. Ovom podelom se bavi posebna grana meteorologije, mikrometeorologija.
Da bi lakše pojmili atmosferu, meteorolozi su skovali plan da je prvo rasloje kako im odgovara. I to sve prema interesovanjima meteorologa, od proučavanja sastava gasova, preko temperature, pa sve do najvažnije stvari, proučavanja razmene energije u atmosferi. U svakom slučaju, u meteorologiji je već uloženo dovoljno energije za rastavljanje predmeta izučavanja na sastavne delove, da bi došli do prave stvari: sklapanja sveobuhvatnog poznavanja atmosfere. Kad malo bolje razmislite, ljudi su od detinjstva počeli da rasturaju stvari, da ih ni kao odrasli ne mogu sastaviti tako da budu zadovoljni.
