استراتوسفر

بنا بر نظری، تابلوی جیغ، مشهورترین اثر ادوارد مونک هنرمند نروژی از پدیده ابر استراتوسفری قطبی الهام گرفته‌است. ابر استراتوسفری قطبی ۹ سال پیش از این‌که «مونک» اولین تابلوی «جیغ» را در سال ۱۸۹۳ بکشد، در نروژ رخ داد. خاکسترهای حاصل از این پدیده طبیعی تا سال‌ها پس از فعال شدن آن آتشفشان در هوا پراکنده بود. «مونک» در خاطرات سال ۱۸۹۰ خود دربارهٔ مشاهده این صحنه نوشت: «آسمان ناگهان به رنگ سرخ‌آبی درآمد. من ایستادم، به نرده‌ها تکیه دادم و تا وقتی که خسته شدم همین‌طور به ابرهای شعله‌ور که به رنگ خون درآمده بودند و شهر را فرا گرفته بودند، نگاه کردم. دوستانم رفتند، اما من آنجا ایستادم و از ترس می‌لرزیدم. من این جیغ ابدی و عظیم طبیعت را احساس می‌کردم.»

استراتوسفر از ارتفاع ۱۶ کیلومتری (۱۰ مایلی) بر فراز استوا و از ارتفاع ۱۰ کیلومتری (۶ مایلی) بر فراز قطب آغاز می‌گردد. بخار آب بسیار کمی در استراتوسفر وجود دارد و دلیلش این است که تقریباً همهٔ ابرها به استثنای ابرهای استراتوسفری قطبی در تروپوسفر قرار دارند. این ابرها در ارتفاع ۲۵–۱۵ کیلومتری (۱۵٫۵–۹٫۳ مایلی) یافت می‌شوند. هوا در این لایه تقریباً هزار برابر نازکتر از هوا در سطح دریا است (تراکم مولکول‌ها در سطح دریا تقریباً هزار برابر تراکم مولکول‌ها در استراتوسفر است).

سی‌اف‌سی‌ها ممکن است تا مدت زمان طولانی در هواکره باقی بمانند و گرمایش زمین را تحت تأثیر قرار دهند. بنا به گزارش آژانس حفاظت محیط زیست ایالات متحده آمریکا، ازون تا سال ۲۰۵۰ به سطح معمولی و طبیعی خود باز خواهد گشت. در حالی که این گزارش خوبی است، اما بر میزان گرمایش زمین خواهد افزود. ازون به این خاطر که یک گاز گلخانه‌ای است، می‌تواند در به‌دام انداختن گرما در استراتوسفر کمک‌کند و درجهٔ گرمای زمین را تحت تأثیر قرار دهد. کاهش ازون به سرمایش زمین کمک می‌کند و آب‌وهوا را به میزان قابل‌توجهی تغییر می‌دهد.

مزوسفر لایهٔ بعدی زمین است که میان استراتوسفر و ترموسفر قرار دارد. این لایه از ارتفاع ۵۰ کیلومتری (۳۱ مایلی) آغاز شده و تا ارتفاع ۸۵ کیلومتری (۵۳ مایلی) ادامه می‌یابد. با افزایش ارتفاع در مزوسفر، دما کاهش می‌یابد. سردترین بخش جو زمین با دمای ۹۰- درجهٔ سانتی‌گراد در بالای این لایه قرار دارد. فشار هوا در بخش‌های بالایی مزوسفر یک میلیونیم فشار هوا در سطح دریا است.

استراتوسفر لاس وگاس ·

در اوایل سال ۱۹۷۰، پژوهشگران شروع به بررسی اثر مواد شیمیایی مختلف بر روی لایهٔ اُزون کردند؛ به ویژه سی‌اف‌سی‌ها که دارای کلر هستند. اگر کلر از استخرهای شنا، گیاهان صنعتی، نمک دریا و آتشفشان‌ها به استراتوسفر برسد، به آسانی با باران موجود در تروپوسفر ترکیب می‌شود. اما کلرهایی که در سی‌اف‌سی‌ها وجود دارند، به علت پایداری بسیار این ترکیبات، در آب باران حل نمی‌شوند و با گذشت زمان به سوی استراتوسفر حرکت می‌کنند و هیچ فرایند طبیعی نمی‌تواند مانع از این امر بشود. این ترکیبات معمولاً از هوا سنگین‌تر هستند، اما در فرایندی که حدود ۲ تا ۵ سال به طول می‌انجامد، به سمت بالا حرکت می‌کنند.

در اوایل سال ۱۹۳۰، ترکیباتی به نام کلروفلوئوروکربن‌ها (سی‌اف‌سی‌ها) در ایالات متحده آمریکا اختراع‌شدند و در صنعت و خانه مورد استفاده قرار گرفتند. این ترکیبات به استراتوسفر راه یافتند و عناصر کلر و برم موجود در آن‌ها طی واکنش‌های شیمیایی موجب تخریب تدریجی لایهٔ اُزون شدند. به ویژه، لایهٔ اُزون بر فراز قطب جنوب به شدت کاهش یافته‌است.

این لایه در جلوگیری از اثرات مرگ‌بارِ تابش‌های شدید فرابنفش با وجود اوزون موجود در آن بسیار مؤثر است. از طرف دیگر گاز اوزون به همراه کربن دی‌اکسید در پراکندگی عمودی دما تأثیر به‌سزایی دارد. استراتوپاز (پوشن‌ایست) مرز میان این لایه و لایه بالاییِ آن یعنی مزوسفر، از ارتفاع حدود ۵۱ کیلومتری آغازیده و ناحیهٔ انتقالی میان استراتوسفر و مزوسفر را می‌سازد.

لایهٔ ازون سالانه کوچک‌تر از پیش می‌شود؛ به‌طوری که آمار ناسا در ۱۳ سپتامبر ۲۰۰۷ نشان‌داد که حفرهٔ اُزون به اوج خود رسیده‌است و می‌تواند ۹٫۷ میلیون مایل مربع (یعنی به قاره‌ای به اندازهٔ آمریکای شمالی) را پوشش‌دهد. سوراخ لایهٔ اُزون در قطب جنوب به حد اعلای خود رسیده‌است. دلیل این پدیده نیز ورود کلرهای موجود در مواد شیمیایی ساخته‌شده توسط انسان‌ها به استراتوسفر است. محدودیت‌های سخت‌گیرانه برای تولید سی‌اف‌سی‌ها باعث شده‌است که سازمان جهانی هواشناسی به این نتیجه برسد که حفرهٔ ازون تا سال ۲۰۴۵ بهبود خواهد یافت. اما ناسا می‌گوید که دو سوم لایهٔ اُزون تا سال ۲۰۶۵ نه تنها بر فراز قطب جنوب، بلکه در همه جای زمین نابود خواهدشد.

هالوکربنها نیز از دیگر مواد تخریب‌کنندهٔ ازون استراتوسفری هستند و با انتشار کلر و برم لایهٔ اُزون را تخریب می‌کنند. هم‌چنین، برخی از مواد تخریب‌کنندهٔ لایهٔ اُزون در وسایل نقلیهٔ هوایی، یخچال و فریزر، حلال‌ها، افشانه‌ها و کپسول‌های آتش‌نشانی وجود دارند.