Polární stratosférické mraky: Porovnání verzí
Bez shrnutí editace |
Bez shrnutí editace |
||
| (Není zobrazeno 21 mezilehlých verzí od 2 dalších uživatelů.) | |||
| Řádek 1: | Řádek 1: | ||
[[ | [[Soubor:Buk.jpg|Polar Stratospheric Clouds, zdroj: Wikimedia Commons]] | ||
'''Polární stratosférické mraky''' neboli Polar Stratospheric Clouds (PSC), někdy zvané též perleťová oblaka, se objevují ve stratosféře v polárních oblastech při mimořádně chladných teplotních podmínkách pod −78 °C. Hrají důležitou roli v procesu vzniku ozónových děr, jelikož některé chemické procesy, které se podílí na destrukci ozónu, probíhají pouze na povrchu těchto mraků. Zatímco teploty vzduchu v troposféře dlouhodobě rostou, ve stratosféře (oblasti [[atmosféra|atmosféry]] [[Země]] ve výšce 10 až 50 kilometrů) klesají. Tento jev je způsoben zvětšováním intenzity skleníkového efektu a v důsledku usnadňuje narušování ozónové vrstvy.<ref name="ROWLAND">ROWLAND, F. S.: ''Stratospheric ozone depletion''. Philosophical Transactions of The Royal Society B [online]. 2006, vol. 361, no. 1469 [cit. 2008-11-20], s. 769-790. Dostupný z URL: <http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/501842p67034t582/fulltext.html>. ISSN 1471-297.</ref> | |||
Polární stratosferické mraky se vyskytují ve třech hlavních fázích, které se označují jako typ I.A, typ I.B a typ II. | |||
Typ I.A obsahuje částice složené z vody a kyseliny dusičné v pevné fázi - NAT (nitric acid trihydrate), popřípadě NAD (nitric acid dihydrate). Částice NAT mohou existovat v pevném skupenství i při teplotách o 5 – 7 °C přesahujících bod tání. Tento jev není ještě zcela vysvětlen, je však pravděpodobné, že zamrznutí kapek je způsobeno srážkami s vysoce energetickým kosmickým zářením (the cosmic ray induced freezing).<ref name="YU">YU, F.: ''Formation of large NAT particles and denitrification in polar stratosphere: possible role of cosmic rays and effect of solar activity''. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2004, vol. 4 [cit. 2008-11-22]. Dostupný z URL: <http://www.atmos-chem-phys.org/4/2273/2004/acp-4-2273-2004.html>.</ref> | |||
Tyto částice mohou vázat další HNO<sub>3</sub> a narůstají do rozměrů až 20 μm. Jak jejich hmotnost roste, klesají postupně až do troposféry. Jelikož tímto procesem dochází k odstraňování dusíku ze stratosféry, je nazýván nevratná denitrifikace a v důsledku značně přispívá k destrukci ozónu.<ref name="ALFRED">ALFRED, J.; FROMM, M.; BEVILACQUA, R.; NEDOLUHA, G.: ''Observations and analysis of polar stratospheric clouds detected by POAM III and SAGE III during the SOLVE II/VINTERSOL campaign in the 2002/2003''. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2007, vol. 7 [cit. 2008-11-22]. Dostupný z URL: <www.atmos-chem-phys.net/7/2151/2007/>.</ref> | |||
PSC typu I.B obsahují částice, jež jsou menší (0,08 – 0,3 μm), než u typu IA, takzvané "podchlazené kapky terciárního roztoku" (supercooled ternary solution droplets) – STS droplets. Ty vznikají srážením HNO<sub>3</sub> a H<sub>2</sub>O na přítomný aerosol složený z H<sub>2</sub>SO<sub>4</sub> a H<sub>2</sub>O. Tyto částice nedosahují dostatečných hmotností na to, aby klesaly do troposféry a způsobovaly tak nevratnou denitrifikaci, nicméně také odstraňují plynnou HNO<sub>3</sub> a způsobují tak dočasnou denitrifikaci.<ref name="LOWE">LOWE, D.; MACKENZIE, A. R.; SCHLAGER, H.: ''Liquid particle composition and heterogeneous reactions in a mountain wave Polar Stratospheric Cloud''. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2006, vol. 6 [cit. 2008-11-19]. Dostupný z URL: <http://www.atmos-chem-phys.net/6/3611/2006/acp-6-3611-2006.html>.</ref> | |||
PSC typu I.B se za určitých okolností může změnit na typ I.A. Děje se tak v malém teplotním intervalu okolo 3 – 5 °C nad bodem tání ledu. Rychlost, se kterou tato změna složení mraku probíhá, závisí na tom, do jaké míry kondenzují jednotlivé komponenty. To je určeno velikostí částic a parciálním tlakem jednotlivých složek v plynné fázi, takže, zatímco u molekul vody trvá kondenzace několik sekund, u HNO<sub>3</sub> může trvat od několika minut pro malé částice (≈0,1 μm) až po několik hodin pro větší částice (≈2μm).<ref name="LOWE">LOWE, D.; MACKENZIE, A. R.; SCHLAGER, H.: ''Liquid particle composition and heterogeneous reactions in a mountain wave Polar Stratospheric Cloud''. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2006, vol. 6 [cit. 2008-11-19]. Dostupný z URL: <http://www.atmos-chem-phys.net/6/3611/2006/acp-6-3611-2006.html>.</ref> | |||
Polární stratosférické mraky typu II se skládají z ledových krystalků, které na sebe navazují vodní páru z okolního vzduchu, zvětšují svůj objem a hmotnost a postupně klesají do troposféry, což má za následek dehydrataci stratosféry.<ref name="LOWE">LOWE, D.; MACKENZIE, A. R.; SCHLAGER, H.: ''Liquid particle composition and heterogeneous reactions in a mountain wave Polar Stratospheric Cloud''. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2006, vol. 6 [cit. 2008-11-19]. Dostupný z URL: <http://www.atmos-chem-phys.net/6/3611/2006/acp-6-3611-2006.html>.</ref> | |||
Polární stratosférické mraky tedy ovlivňují proces destrukce ozónu dvěma hlavními způsoby. Zaprvé denitrifikují a dehydratují stratosféru, zadruhé poskytují aktivní povrch, jakožto místo kde probíhají heterogenní chemické reakce, při kterých se méně aktivní látky HCl a ClONO<sub>2</sub> přeměňují na aktivnější sloučeniny chlóru HOCl a Cl<sub>2</sub>. Tyto reakce probíhají pouze na povrchu PCS a jsou velmi rychlé.<ref name="ROWLAND">ROWLAND, F. S.: ''Stratospheric ozone depletion''. Philosophical Transactions of The Royal Society B [online]. 2006, vol. 361, no. 1469 [cit. 2008-11-20], s. 769-790. Dostupný z URL: <http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/501842p67034t582/fulltext.html>. ISSN 1471-297.</ref> | |||
== Zdroje== | |||
<references/> | |||
| Řádek 25: | Řádek 30: | ||
== | == Externí odkazy == | ||
* | *[http://en.wikipedia.org/wiki/Polar_stratospheric_cloud Polar Stratospheric Clouds na anglické Wikipedii] | ||
*[http://www.atm.ch.cam.ac.uk/tour/psc.html Ozone Hole Tour] | |||
* | *[http://www.awi.de/en/research/research_divisions/climate_science/atmospheric_circulations/research_themes/aerosol/polar_stratospheric_clouds/ Polar Stratospheric Clouds Above Spitsbergen] | ||
* | |||
[[Kategorie:Ovzduší]] | [[Kategorie:Ovzduší]] | ||
[[Kategorie:Klima]] | [[Kategorie:Klima]] | ||
Aktuální verze z 3. 5. 2010, 14:38
Polární stratosférické mraky neboli Polar Stratospheric Clouds (PSC), někdy zvané též perleťová oblaka, se objevují ve stratosféře v polárních oblastech při mimořádně chladných teplotních podmínkách pod −78 °C. Hrají důležitou roli v procesu vzniku ozónových děr, jelikož některé chemické procesy, které se podílí na destrukci ozónu, probíhají pouze na povrchu těchto mraků. Zatímco teploty vzduchu v troposféře dlouhodobě rostou, ve stratosféře (oblasti atmosféry Země ve výšce 10 až 50 kilometrů) klesají. Tento jev je způsoben zvětšováním intenzity skleníkového efektu a v důsledku usnadňuje narušování ozónové vrstvy.[1]
Polární stratosferické mraky se vyskytují ve třech hlavních fázích, které se označují jako typ I.A, typ I.B a typ II.
Typ I.A obsahuje částice složené z vody a kyseliny dusičné v pevné fázi - NAT (nitric acid trihydrate), popřípadě NAD (nitric acid dihydrate). Částice NAT mohou existovat v pevném skupenství i při teplotách o 5 – 7 °C přesahujících bod tání. Tento jev není ještě zcela vysvětlen, je však pravděpodobné, že zamrznutí kapek je způsobeno srážkami s vysoce energetickým kosmickým zářením (the cosmic ray induced freezing).[2]
Tyto částice mohou vázat další HNO3 a narůstají do rozměrů až 20 μm. Jak jejich hmotnost roste, klesají postupně až do troposféry. Jelikož tímto procesem dochází k odstraňování dusíku ze stratosféry, je nazýván nevratná denitrifikace a v důsledku značně přispívá k destrukci ozónu.[3]
PSC typu I.B obsahují částice, jež jsou menší (0,08 – 0,3 μm), než u typu IA, takzvané "podchlazené kapky terciárního roztoku" (supercooled ternary solution droplets) – STS droplets. Ty vznikají srážením HNO3 a H2O na přítomný aerosol složený z H2SO4 a H2O. Tyto částice nedosahují dostatečných hmotností na to, aby klesaly do troposféry a způsobovaly tak nevratnou denitrifikaci, nicméně také odstraňují plynnou HNO3 a způsobují tak dočasnou denitrifikaci.[4]
PSC typu I.B se za určitých okolností může změnit na typ I.A. Děje se tak v malém teplotním intervalu okolo 3 – 5 °C nad bodem tání ledu. Rychlost, se kterou tato změna složení mraku probíhá, závisí na tom, do jaké míry kondenzují jednotlivé komponenty. To je určeno velikostí částic a parciálním tlakem jednotlivých složek v plynné fázi, takže, zatímco u molekul vody trvá kondenzace několik sekund, u HNO3 může trvat od několika minut pro malé částice (≈0,1 μm) až po několik hodin pro větší částice (≈2μm).[4]
Polární stratosférické mraky typu II se skládají z ledových krystalků, které na sebe navazují vodní páru z okolního vzduchu, zvětšují svůj objem a hmotnost a postupně klesají do troposféry, což má za následek dehydrataci stratosféry.[4]
Polární stratosférické mraky tedy ovlivňují proces destrukce ozónu dvěma hlavními způsoby. Zaprvé denitrifikují a dehydratují stratosféru, zadruhé poskytují aktivní povrch, jakožto místo kde probíhají heterogenní chemické reakce, při kterých se méně aktivní látky HCl a ClONO2 přeměňují na aktivnější sloučeniny chlóru HOCl a Cl2. Tyto reakce probíhají pouze na povrchu PCS a jsou velmi rychlé.[1]
Zdroje[editovat | editovat zdroj]
- ↑ 1,0 1,1 ROWLAND, F. S.: Stratospheric ozone depletion. Philosophical Transactions of The Royal Society B [online]. 2006, vol. 361, no. 1469 [cit. 2008-11-20], s. 769-790. Dostupný z URL: <http://www.journals.royalsoc.ac.uk/content/501842p67034t582/fulltext.html>. ISSN 1471-297.
- ↑ YU, F.: Formation of large NAT particles and denitrification in polar stratosphere: possible role of cosmic rays and effect of solar activity. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2004, vol. 4 [cit. 2008-11-22]. Dostupný z URL: <http://www.atmos-chem-phys.org/4/2273/2004/acp-4-2273-2004.html>.
- ↑ ALFRED, J.; FROMM, M.; BEVILACQUA, R.; NEDOLUHA, G.: Observations and analysis of polar stratospheric clouds detected by POAM III and SAGE III during the SOLVE II/VINTERSOL campaign in the 2002/2003. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2007, vol. 7 [cit. 2008-11-22]. Dostupný z URL: <www.atmos-chem-phys.net/7/2151/2007/>.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 LOWE, D.; MACKENZIE, A. R.; SCHLAGER, H.: Liquid particle composition and heterogeneous reactions in a mountain wave Polar Stratospheric Cloud. Atmospheric Chemistry and Physics [online]. 2006, vol. 6 [cit. 2008-11-19]. Dostupný z URL: <http://www.atmos-chem-phys.net/6/3611/2006/acp-6-3611-2006.html>.
Související články[editovat | editovat zdroj]