Stratosféře je druhá vrstva zemské atmosféry , mezi troposféře (níže) a mesosphere (viz výše).
Stratosféra se nachází mezi šesti až šestnácti kilometry nadmořské výšky pro spodní hranici ( tropopauza ) a padesáti kilometry nadmořské výšky pro její horní hranici ( stratopauza ) ve srovnání s povrchem Země a podle zeměpisné šířky na světě (mezi dvanácti a padesáti) průměrné kilometry nadmořské výšky).
Teplota ve stratosféře se přirozeně mění podle nadmořské výšky (a podle sezónního cyklu a dne / noci), protože je ohřívána absorpcí ultrafialových paprsků vycházejících ze Slunce :
Uvnitř tohoto sloupce a vzduchu se teplota zvyšuje jako jeden stoupá do výšky (viz inverzní vrstva článku ). V nejvyšším bodě stratosféry je teplota kolem 270 K ( -3 ° C ), což je blízko bodu mrazu vody. Tato část vrstvy se nazývá stratopauza , kde teplota začíná opět klesat, jak stoupáte .
Toto vertikální rozvrstvení znamená, že stratosféra je dynamicky stabilní: s výjimkou místního prostředí po proniknutí atmosféry padajícím meteorem nebo průletem rakety není s touto částí mořské atmosféry spojena pravidelná konvekce nebo turbulence.
Pro spodní stratosféru je charakteristická relativní rovnováha mezi teplem přenášeným z ozonové vrstvy vedením a teplem přenášeným z troposféry ( konvekcí ).
To znamená, že stratosféra začíná v nižší nadmořské výšce poblíž pólů , protože teplota je tam vždy nižší. Přístup do stratosféry pomocí meteorologických balónů je proto u pólů jednodušší, bezpečnější a rychlejší, ale v těchto oblastech má specifické vlastnosti.
Jedno pozorování založené na infračervených měřeních prováděných určitými satelity spočívá v tom, že stratosféra má sklon k ochlazování již několik desetiletí.
Tento jev má dvě známá vysvětlení:
Sopečné zdroje (velmi vysoké oblaky bohaté na částice), jako je Pinatubo, mohou občas také ovlivňovat teplotu stratosféry a jedenáctileté sluneční cykly (které mají ve všech případech větší vliv v rovníkové zóně). Podíl těchto jevů v stratosférické teplotní výkyvy je stále lepší a přímo sledovat a lépe chápat z družicových měření se staly od konce stále důležitější XX th století studovat do stratosféry ukazuje jasně celkovou tendenci k ochlazení horních vrstev zatímco spodní vrstvy se zahřívaly
Stratosféra je oblast, kde probíhají intenzivní radiační, dynamické a chemické procesy. Horizontální směšování plynných složek tam probíhá mnohem rychleji než ve svislé ose atmosféry. Částice jsou rychle transportovány v horizontální rovině větry nazývanými proudové paprsky . Stratosféru však charakterizuje velmi odlišný systém větru než v troposféře. Kromě toho v zimách na severní polokouli v boreální zóně někdy dochází k náhlému stratosférickému oteplování způsobenému absorpcí Rossbyho vln ve stratosféře.
Pravidelná oscilace: kvazi-dvouletá oscilace (OQB) byla objevena geofyziky v roce 1961 (z pozorování provedených od roku 1953 stratosférickými meteorologickými balóny). Tato pravidelná periodická oscilace se týká pouze tropických zeměpisných šířek. Je to popsáno východními větry, které jsou s velkou pravidelností nahrazovány západními větry a naopak. Předpokládá se, že je indukována konvekčními vlnami gravitace generovanými v troposféře. Je to jedna z hlavních charakteristik cirkulace hmotností vzduchu a vodní páry ve stratosféře. Je to na počátku sekundární cirkulace, která určuje globální stratosférický transport ozonu (jehož rychlost na rovníku se pohybuje přibližně o 10% mezi vrcholy dvou východo-západních fází) a vodní páry . OQB přispívá ke směšování horních vrstev stratosféry a také ovlivňuje rychlost poškozování ozonové vrstvy v polárních oblastech.
Cyklus trvá asi dvacet osm měsíců (ve dvou půlcyklech čtrnácti měsíců) a začíná silným a pravidelným západním větrem, který obíhá rovník, ale po něco málo přes rok (asi čtrnáct měsíců) tyto západní větry slabnou a znepokojují nižší nadmořská výška. Poté jsou nahrazeny východními větry, které sestupují z horních vrstev stratosféry, zatímco získávají větší sílu, a o 14 měsíců později tyto východní větry postupně slabnou (a to je začátek nového cyklu), aby byly znovu nahrazeny stále silnějšími západními větry atd.
Anomálie 2015–2016: tento velmi pravidelný cyklus byl pozorován šedesát let beze změn. Ale na konci roku 2015 NASA poprvé pozorovala anomálii asi šesti měsíců a ve velkém měřítku (celé tropické pásmo severní polokoule): na konci půl cyklu západní větry místo oslabení jak sestupovali, aby uvolnili místo pro novou korunu východních větrů, vzrostly ve vzduchu a bránily ve formování východních větrů jako obvykle, a nikdy předtím neviděné východní větry se ve stratosféře objevily níže (zóna 40 hPa ). Tato anomálie trvala přibližně 6 měsíců . včervence 2016Zdálo se, že se situace vrátila do normálu. NASA tuto anomálii studuje, aby zjistila příčiny (příčinou může být El Niño, které bylo v roce 2016 obzvláště silné a / nebo může být příčinou změny klimatu, ale toto se musí potvrdit).
Hlavní příčinou ochuzené ozonové vrstvy, je přítomnost chlorfluoruhlovodíků (také známý pod zkratkou CFC -CCl 2 F 2CCl 3 F) ve stratosféře Země. Chlorfluoruhlovodíky se skládají z chloru, fluoru a uhlíku. Protože CFC jsou stabilní, ekonomické, netoxické, nehořlavé a nekorozivní, používají se jako pohonné látky, chladiva, rozpouštědla atd. Je to však tato stabilita, která způsobuje všudypřítomnost CFC v prostředí. Tyto molekuly se nakonec dostanou do stratosféry, kde procházejí řadou řetězových reakcí, které nakonec vedou ke zničení ozonové vrstvy .
V roce 1980 vláda USA zakázala používání aerosolových CFC . Celosvětové úsilí o omezení používání CFC začalo v roce 1987 a v roce 1996 následoval mezinárodní zákaz, aby se zabránilo účinkům průmyslové výroby CFC. Toto úsilí bylo dramaticky zklamáním kvůli černým trhům v Číně a Rusku, kde hodnota nelegálně vyráběných CFC vzrostla na 500 milionů USD . Množství CFC ve stratosféře stále rostlo až do začátku roku 2000 a odhaduje se, že dosáhnou přijatelné úrovně do poloviny tohoto století.
Komerční letadla typicky létají ve výšce blízké deseti kilometrům v mírných zeměpisných šířkách, v jedné rovině se stratosférou. To umožňuje vyhnout se turbulenci konvekce přítomné v troposféře . „ Turbulence “, se kterou se setkáte během letu, je často způsobena tepelnými vzpěry pod nebo uvnitř konvekčních mraků ; je však třeba poznamenat, že největší kumulonimbové mraky se mohou dostat do spodní části stratosféry. Často také zmiňujeme přítomnost turbulencí čistého vzduchu ve vysokých nadmořských výškách nebo dokonce ve stratosféře. Tyto „turbulence“ mohou odpovídat orografickým vlnám generovaným po proudu od hor silnými větry; mohou se šířit do stratosféry za tropopauzou . Tak, kluzáky byli schopni dosáhnout stratosféry by vlny letu .
V letech 1958 až 1960 provedlo letectvo Spojených států kvůli rostoucí výšce bojových letadel projekt Excelsior, jehož cílem bylo experimentovat s vysokými výškovými skoky, zejména s vícestupňovým padákem Beaupre. Při této příležitosti zahájil pilot USAF Joseph Kittinger volný pád z gondoly umístěné uprostřed stratosféry,16. srpna 1960. Vystoupil do výšky 31 333 metrů , překonal rekord 30 942 metrů stanovený Davidem Simonem v projektu Man-High v roce 1957. Celý pokles trval 13 minut 45 s . Během klesání dosáhl Kittinger nejvyšší rychlosti 988 km / h . Napadlo vrstvy vzduchu (asi 10 km výšky), teplota dosáhne -70 ° C .
The 14. října 2012mise Red Bull Stratos umožnila Félixu Baumgartnerovi skočit volným pádem z gondoly ve výšce 39 km uprostřed stratosféry. Tento skok z něj udělal prvního muže, který překročil zvukovou bariéru bez mechanické pomoci. Ve svém pádu, který trval 4 minuty 19 s , dosáhl rakouský 43 maximální rychlosti 1342 km / h .
Baumgartnerův rekord překonal Alan Eustace, který dosáhl24. října 2014skok z nadmořské výšky 135 908 stop nebo 41 425 km . Dosáhl rychlosti volného pádu 822 mil za hodinu, neboli 1 322 km / h, a také překročil rychlost zvuku ve vzduchu.