Mezosfera (warstwa atmosfery)

Ten artykuł dotyczy warstwy atmosfery ziemskiej. Zobacz też: mezosfera (geologia).

Mezosfera – warstwa atmosfery planety, w której temperatura maleje z wysokością, a która nie przylega do powierzchni. Jest położona nad stratosferą, od której dzieli ją stratopauza, a pod termosferą, od której oddziela ją mezopauza. Jeśli planeta nie ma stratosfery, mezosfera może sąsiadować z troposferą (przez tropopauzę), w której wszakże gradient temperatury jest inny.

Ziemska mezosfera znajduje się na wysokości od 45–50 km do 85–90 km, między stratosferą a termosferą^[1]. Temperatura powietrza maleje w niej o 2,3 °C/km od ok. 0 °C, osiągając na górnej granicy −80, −90 °C, a nawet niższe wartości^[2]. Ilość głównych składników powietrza: tlenu i azotu, a także dwutlenku węgla w mezosferze jest niemal identyczna jak w niżej leżących warstwach atmosfery ziemskiej. Najważniejszą różnicą pomiędzy mezosferą a niższymi warstwami jest bardzo mała gęstość powietrza, znikoma zawartość pary wodnej i obecność ozonu^[3]. W górnej części mezosfery można czasami w nocy zaobserwować tzw. obłoki srebrzyste, znane też jako polarne chmury mezosferyczne; są to najwyższe chmury w atmosferze Ziemi. Ciśnienie osiąga tu wartość poniżej 1 hPa^[1][4]. Fale w atmosferze mogą przenosić ciepło z niższych warstw^[4]. Występują w niej turbulencje, prędkości wiatrów są bardzo zmienne: od 15 do 100 m/s^[2]. Do zjawisk występujących w mezosferze należą tzw. sprite („duszki”) i „elfy”, rodzaje wyładowań atmosferycznych do jonosfery występujące wysoko ponad chmurami burzowymi. Większość meteorów spala się w tym obszarze atmosfery, wzbogacając go w atomy żelaza i innych metali^[4].

Mezosfera jest trudnym obszarem badań, jako że nie docierają do niej balony ani samoloty, a sztuczne satelity krążą powyżej mezopauzy, aby uniknąć oporów powietrza. Do badania tego obszaru atmosfery wykorzystuje się rakiety sondażowe, które mogą dokonać jedynie krótkich pomiarów^[4].

Wszystkie ciała planetarne w Układzie Słonecznym o dostatecznie gęstej atmosferze mają warstwę określaną mianem mezosfery. Temperatura w atmosferze Wenus w obszarze od 65 do 100 km nad powierzchnią maleje prawie monotonicznie z wysokością i cały ten obszar określa się mianem mezosfery. Nie występuje pod nią stratosfera. Dobowe (tj. w trakcie jednego obrotu planety) wahania temperatury są nieznaczne^[5]. W mezosferze Marsa na wysokościach 70–100 km nad powierzchnią zaobserwowano chmury z suchego lodu (CO₂)^[6]. Tytan, największy księżyc Saturna, ma gęstą atmosferę z mezosferą, w której na wysokości 520 km nad powierzchnią występuje warstwa aerozoli. Jest ona oddzielona od niższych warstw mgły w atmosferze Tytana^[7]. Planety–olbrzymy mają mezosfery, których temperatury mają jednolity zakres wartości (około 140–150 K) pomimo różnej odległości od Słońca. Zapewne wiąże się to z identycznym mechanizmem utraty ciepła, przez emisję w zakresie linii widmowych etanu i acetylenu^[8].

• Joseph W. Chamberlain, Donald M. Hunten: Theory of planetary atmospheres: an introduction to their physics and chemistry. Wyd. 2. Academic Press, 1990, seria: International Geophysics Series. ISBN 0-12-167252-2.

Zobacz hasło mezosfera w Wikisłowniku