Troposfera

Troposfera – žemutinis Žemės atmosferos sluoksnis. Prasideda ties Žemės paviršiumi ir tęsiasi iki 8 km aukščio ties ašigaliais ir 18 km aukščio ties pusiauju.

Troposfera sudaro apie 80 % visos atmosferos masės,^[1] kurioje kaupiasi vandens garai bei aerozolinės dujos.

Troposferoje vyksta beveik visi meteorologiniai reiškiniai. Temperatūra krinta kylant aukštyn ir pasiekia minimumą tropopauzėje. Oro tankis jūros lygyje yra 2,55×10¹⁹ atomų ir molekulių 1 cm³ (1,22×10^-3 g/cm³).

Slėgis troposferoje yra didžiausias prie Žemės paviršiaus ir krinta kylant aukštyn. Taip yra dėl to, kad žemiau esantis oras yra suspaustas aukščiau esančio. Aukštesniame oro lygyje mažiau lieka oro virš jo, taigi mažiau suspaudžiamas oras ir tuo pačiu mažesnis slėgis. Šis slėgio pokytis gali būti išreikštas formule:

${\displaystyle {\frac {dp}{dh}}=-\rho g=-{\frac {pg}{RT}}}$

kur:

g = laisvojo kritimo pagreičio koeficientas

ρ = tankis

h = aukštis

p = slėgis

R = Universalioji dujų konstanta

T = temperatūra

turint nekintančią temperatūrą slėgis krenta eksponentiškai nuo aukščio:

${\displaystyle p(h)=p(0)e^{-{\frac {gh}{RT}}}}$

Troposferoje temperatūra krenta vidutiniškai po 6,5 °C kiekviename kilometre. Šis atšalimas yra natūralus, kadangi kylant oras retėja ir krinta slėgis, todėl oras pagal energijos tvermės dėsnius atšąla taip bandydamas grįžti į pradinę būseną.

Vidutinėse platumose oras atšąla nuo +17 °C prie Žemės paviršiaus iki -55 °C viršutinėje troposferoje. Ašigaliuose, dėl retesnio tankio temperatūra nukrenta tik iki -45 °C, tuo tarpu pusiaujyje gali siekti iki -80 °C.

Oras troposferoje įšyla daugiausia nuo paviršiaus, o ne dėl tiesioginių Saulės spindulių. Įšilimas vyksta dviem būdais – konvekcijos ir tiesioginiu šilumos perdavimu. Įšilimas konvekcijos būdu: prie paviršiaus įšilęs oras kyla, o į jo vietą atslenka vėsesnis, kuris įšyla ir taip pat kyla į viršų. Įšilimas tiesioginiu šilumos perdavimu: įšilęs paviršius perduoda šilumą jį supančioms oro dalelėms.