Troposféra

Rozbalit box

Obsah boxu

Troposféra (z řeckého tropos – otáčet, míchat) je nejnižší, nejhustší a nejvlhčí vrstva atmosféry Země. Sahá od zemského povrchu až po tropopauzu, která ji odděluje od stratosféry. Troposféra obsahuje přibližně 75–80 % celkové hmotnosti atmosféry a téměř veškerou vodní páru a aerosoly. Je to oblast, ve které se odehrává prakticky veškeré počasí a kde žije většina organismů.

Její tloušťka není konstantní; v oblasti rovníku dosahuje výšky až 18–20 km, zatímco v polárních oblastech je to v zimě jen 7–9 km. Tento rozdíl je způsoben především intenzivnějším prohříváním povrchu a silnější konvekcí v tropických oblastech.

🌡️ Charakteristika

Klíčovou vlastností troposféry je pokles teploty s rostoucí nadmořskou výškou. Tento jev je známý jako vertikální teplotní gradient a je hlavním motorem atmosférické cirkulace a počasí.

📉 Teplotní gradient

Teplota v troposféře klesá v průměru o 0,65 °C na každých 100 metrů výšky. Tento průměrný vertikální teplotní gradient je důsledkem toho, že troposféra je primárně zahřívána od zemského povrchu, který pohlcuje sluneční záření. Ohřátý vzduch u povrchu stoupá, rozpíná se (expanze) v prostředí s nižším tlakem a tím se adiabaticky ochlazuje.

Lokálně se mohou vyskytovat odchylky od tohoto průměru. Například při teplotní inverzi teplota s výškou naopak roste, což vede k uvěznění znečištění u zemského povrchu a vzniku smogu.

💨 Tlak a hustota

Atmosférický tlak a hustota vzduchu v troposféře s výškou exponenciálně klesají. U hladiny moře je průměrný tlak přibližně 1013,25 hPa. Vzhledem k tomu, že většina molekul vzduchu je gravitací držena blízko povrchu, přibližně 50 % hmotnosti atmosféry se nachází pod výškou 5,5 km. Na vrcholu Mount Everestu (cca 8,8 km) je atmosférický tlak zhruba třetinový oproti tlaku u hladiny moře, což výrazně ztěžuje dýchání.

🧪 Složení

Složení suchého vzduchu v troposféře je relativně konstantní a homogenní díky neustálému vertikálnímu i horizontálnímu promíchávání.

Dusík (N₂) – přibližně 78,08 %
Kyslík (O₂) – přibližně 20,95 %
Argon (Ar) – přibližně 0,93 %
Oxid uhličitý (CO₂) – přibližně 0,04 % (koncentrace roste v důsledku lidské činnosti)
Stopová množství dalších plynů jako neon, helium, metan, krypton a vodík.

Klíčovou a velmi proměnlivou složkou je vodní pára (H₂O), jejíž koncentrace se pohybuje od téměř 0 % v chladných a suchých oblastech až po 4 % v horkých a vlhkých tropických oblastech. Právě vodní pára je zásadní pro vznik oblaků a srážek.

☁️ Počasí a jevy

Troposféra je dějištěm téměř všech meteorologických jevů, které souhrnně nazýváme počasí. Neustálé proudění a promíchávání vzduchu dalo této vrstvě její jméno.

Mezi typické jevy patří:

Oblaky a srážky: Vznikají kondenzací vodní páry na kondenzačních jádrech. V závislosti na teplotě a atmosférických podmínkách se formují různé typy oblaků (např. cumulus, stratus, cirrus) a vzniká déšť, sníh, kroupy nebo mlha.
Vítr: Horizontální proudění vzduchu způsobené rozdíly v atmosférickém tlaku. Globální větrné systémy, jako jsou pasáty, jsou poháněny nerovnoměrným ohřevem Země.
Tlakové níže (cyklóny) a výše (anticyklóny): Rozsáhlé systémy, které určují charakter počasí na velkých územích.
Bouřky: Vznikají při silné vertikální instabilitě atmosféry, často v oblacích typu cumulonimbus. Jsou doprovázeny blesky, hromobitím, silným deštěm a někdy i tornády.
Atmosférické fronty: Rozhraní mezi vzduchovými hmotami o různých teplotách a vlhkosti, jejichž přechod způsobuje výrazné změny počasí.

✈️ Význam pro život a člověka

Troposféra je pro život na Zemi naprosto nepostradatelná.

Dýchání: Obsahuje kyslík nezbytný pro dýchání většiny živých organismů.
Ochrana: Spolu s ostatními vrstvami chrání povrch před škodlivým kosmickým zářením a většinou meteoritů, které v ní shoří.
Skleníkový efekt: Plyny jako vodní pára a oxid uhličitý zachycují teplo vyzařované zemským povrchem, čímž udržují průměrnou teplotu na planetě na hodnotě příznivé pro život. Bez tohoto přirozeného skleníkového efektu by byla průměrná teplota na Zemi hluboko pod bodem mrazu.
Letectví: Většina dopravních letadel létá v horní části troposféry nebo těsně nad ní, v nejnižší stratosféře, aby se vyhnula turbulencím a nepříznivému počasí a využila nižšího odporu vzduchu.
Znečištění ovzduší: Troposféra je vrstva, kde se hromadí znečišťující látky z průmyslu, dopravy a zemědělství, což vede ke vzniku smogu, kyselých dešťů a přispívá ke globálnímu oteplování.

🌍 Hranice troposféry

Troposféra je definována svými hranicemi – spodní, kterou tvoří zemský povrch, a horní, zvanou tropopauza.

🌐 Tropopauza

Tropopauza je relativně tenká přechodová vrstva mezi troposférou a stratosférou. Její hlavní charakteristikou je, že se zde pokles teploty s výškou zastavuje a teplota začíná být konstantní nebo mírně stoupat. Tato teplotní inverze funguje jako "víko" nebo bariéra, která brání vertikálnímu promíchávání vzduchu mezi troposférou a stratosférou. Téměř veškeré počasí a oblaky (s výjimkou nejvyšších bouřkových oblaků typu cumulonimbus) tak zůstávají "uvězněny" pod tropopauzou.

Výška tropopauzy se mění v závislosti na zeměpisné šířce a ročním období. Je nejvýše v tropech (až 20 km) a nejníže na pólech (cca 7 km).

🏭 Planetární mezní vrstva

Nejnižší část troposféry, která je přímo ovlivňována zemským povrchem, se nazývá planetární mezní vrstva (PMV). Její tloušťka se pohybuje od několika desítek metrů v noci až po 1–2 km během slunečného dne. V této vrstvě dochází k nejintenzivnějšímu přenosu tepla, vlhkosti a hybnosti mezi povrchem a atmosférou vlivem tření, vodivosti a výparu. Je to také oblast, kde je nejvyšší koncentrace znečišťujících látek.

🔬 Pro laiky

Představte si atmosféru jako několik pater vysoký dům. Troposféra je jeho přízemí. Je to místo, kde se odehrává veškerý ruch – prší, fouká vítr, svítí slunce, prostě vše, co známe jako "počasí". V tomto "přízemí" se také nachází téměř všechen nábytek a obyvatelé domu (hmotnost atmosféry a živé organismy).

Proč je u země tepleji a na horách zima? Představte si, že podlaha v tomto domě topí (to je Sluncem ohřátá Země). Čím dále jste od podlahy (čím výše stoupáte), tím je chladněji. Tento pokles teploty se ale v určité výšce zastaví. Tomuto "stropu" přízemí říkáme tropopauza. Funguje jako poklička na hrnci, která brání páře (oblakům a počasí) uniknout do vyšších pater (do stratosféry). Proto se téměř všechny mraky a bouřky odehrávají právě v troposféře.

Šablona:Aktualizováno