Google "stratosfären" och ett av de bästa sökresultaten är för ett hotell och kasino i Las Vegas. Men även om du aldrig har varit i Sin City, har du förmodligen besökt stratosfären en eller två gånger (minst). Denna gräns för jordens atmosfär är svår att undvika för alla som reser med flyg.
Stratosfären är den näst lägsta nivån i jordens atmosfär. Det är en bastion av ozongas och snabba vindar, där molnen är få - men livet består. Ibland kallas det "nära rymden", det är där företag och länder är i en kapplöpning om att skicka ny teknik som kan samla in data och intelligens, ta högupplösta bilder och till och med pilotera långväga, obemannade spaningsuppdrag.
Innehåll
När du kommer direkt till det, är vi alla varelser i troposfären. Detta atmosfäriska lager är där nästan alla väderrelaterade fenomen på jorden utspelar sig. Trots att troposfären börjar vid jordens yta är dess övre gräns mindre konsekvent. Beroende på din latitud och den aktuella säsongen kan toppen av troposfären vara placerad var som helst från 4 till 12 miles (7 till 20 kilometer) ovanför.
Ovanför troposfären har vi — i ordning — stratosfären, mesosfären, termosfären och exosfären. Låt oss gå tillbaka och prata om de två första nivåerna.
Troposfär-stratosfärgränsen, eller tropopaus, separerar två områden med inverterade temperaturtrender. Inne i troposfären minskar den globala medeltemperaturen med höjden. Ändå är det en annan historia i stratosfären, där saker och ting blir varmare när du går högre. Så småningom kommer du att träffa stratosfärens tak 31 miles (50 kilometer) upp. Bortom den punkten börjar trenden vända sig själv; saker blir ganska kyliga i mesosfären.
Ozongas skyddar denna planet från överdriven ultraviolett (UV) strålning som skickas över av solen. Ozon, som består av syreatomer, absorberar – precis som många solskyddsmedel – UV-ljus. Hela ekosystem skulle misslyckas om det inte vore för den kritiska tjänsten. Vår atmosfärs försörjning av gasen är mestadels begränsad till det berömda ozonskiktet. Och cirka 90 procent av detta lager finns i stratosfären.
På en relaterad anteckning förklarar ozonet varför stratosfärens temperaturer klättrar på högre höjder. Det absorberar inte bara solens UV-strålar utan suger också upp infraröd strålning från troposfären. Resultatet? En stratosfär som blir toastigare för milen.
De flesta moln finns i troposfären. Oavsett om det är cirrus, stratus eller cumulonimbus, behöver du vattendroppar och/eller iskristaller för att göra moln. Så den relativt våta troposfären är en fantastisk miljö för dem. Men stratosfären? Inte så mycket. I stort sett är det alldeles för torrt för att underlätta molnbildning.
Ändå är molnbristen inte nödvändigtvis en dålig sak. Stratosfären kombinerar (i stort sett) molnfri himmel med begränsad turbulens, vilket gör den attraktiv för flygbolagspiloter. Faktum är att de flesta kommersiella plan träffar sina marschhöjder i stratosfärens lägre atmosfär. När stratosfäriska moln bildas, skapas de ibland genom att is blandas med vulkaniskt stoft. Polarområdena ser också moln på stratosfärnivå under vintern.
Samma anledning till att stratosfären är attraktiv för kommersiella jetplan gör den idealisk för andra flygande föremål som väderballonger och höghöjdsspaningsballonger. Near Space Labs, till exempel, skapar teknik som kan flyga in i nära rymden för att samla in data för försäkring, bevarande, katastrofinsatser, urban spridning och mer. Dess Swifty är en autonom ballong på hög höjd som flyger in i stratosfären mellan 60 000 och 85 000 fot (18 288 och 25 908 meter). Swifty har en robot ombord som kan ta mellan 154 och 400 square miles (386 och 1 000 kvadratkilometer) bilder per flygning.
Flyg- och försvarsentreprenören Aerostar har flera olika obemannade luftskepp som kan flyga i stratosfären. Vissa av dessa höghöjdsballonger rör sig helt enkelt med strömmen, men andra, som Aerostars Thunderhead Balloon Systems, har navigeringsmöjligheter.
Termen "polär virvel" får många körsträcka nu för tiden. Vad du kanske inte inser är dock att den arktiska regionen bevittnar två olika typer av polära virvlar. Hela året runt omger den virvlande troposfäriska polarvirveln Arktis; dess kant finns vanligtvis mellan breddgraderna 40 och 50 grader norr. Att resa från väst till öst hjälper till att separera kall luft och varma sydliga strömmar.
Högre upp finns den stratosfäriska polära virveln. Liksom sin motsvarighet nedan, rör sig den här moturs. Men stratosfärens virvel är säsongsbetonad, kollapsar varje vår för att sedan reformeras på vintern.
Vindarna är som starkast när det är stor temperaturkontrast mellan Arktis och regionerna på lägre breddgrader. Arktis värms dock upp i snabb takt. Vissa forskare hävdar att klimatförändringarna försvagar den stratosfäriska polära virveln, vilket gör att de ultrakalla vindar som den normalt fångar drar söderut. (Kanske är det samma temperaturökning som skruvar upp den troposfäriska strålen också.)
Vi skulle vara försumliga om vi inte erkände södra halvklotets polära virvel. Beläget ovanför Antarktis, är detta kraftfullare än sin motsvarighet i norr.
Att samla dem är inte lätt, men forskare har varit kända för att hitta mikroorganismer som driver i stratosfären. Forskare i en studie publicerad i augusti 2018 i tidskriften Frontiers in Microbiology designade och byggde en luftfångande sond som de installerade på ett NASA-plan. Gadgeten upptäckte bakterier som susade runt ovanför den lokala tropopausen på höjder av 7 miles (12 kilometer).
UV-strålning och extrema temperaturer gör stratosfären till en tuff plats för levande varelser. För att överleva där uppe är vissa bakterier beroende av solblockerande pigment och skyddande yttre skal. Snabb DNA-reparation är ett annat livräddande trick.
På tur med stormar och vulkanutbrott använder mikrober stratosfären som en atmosfärisk motorväg. Här bär vindarna dem över kontinenterna i höga hastigheter, vilket gör att mikroberna kan skingras. Det faktum att livet kan tolerera vår stratosfär – även under begränsade perioder – kan djupgående påverka jakten på marsorganismer.
Nu är det intressant"Stratosfär" är ett ord med galliska rötter. Namnet myntades av vetenskapsmannen Léon Teisserenc de Bortin i början av 1900-talet och betyder "sfär av lager" på de Borts modersmål.
