С точки зрения переноса можно рассматривать граничное условие для стратосферы, как располагающееся на уровне, где вертикальное движение для безоблачного неба имеет направление вверх и несколько модифицируется конвективными вторжениями над этим уровнем. Однако специфическую роль играет водяной пар, который может конденсироваться и выпадать в виде осадков. В то время как термодинамические эффекты, обусловленные конденсацией, ограничиваются высотой 10 км, с химической и радиационной точек зрения проникновение водяного пара в слой тропической тропопаузы играет ключевую роль. С классической точки зрения, основанной на механизме вымораживания воды, содержание пара снижается до уровня насыщения над льдом на уровне минимума температуры, то есть, в тропической тропопаузе. Затем, при условии, что образовавшийся лед каким-то образом удален, обезвоженный воздух поступает в более теплую стратосферу, где остается ненасыщенным (за исключением случая холодной зимней нижней стратосферы в полярных областях). В этом отношении тропическая тропопауза имеет особое значение как точка холода. Такой точки зрения в настоящее время придерживаются многие и верят, что она ответственна за tropical tape-recorder. Однако важные аспекты механизма, определяющего поступление водяного пара в стратосферу до сих пор остаются дискуссионными. В частности, недавние наблюдения увеличения концентрации водяного пара в стратосфере противоречат классической концепции дегидратации с учетом того, что температура в тропической тропопаузе в последние десятилетия понизилась.
Химия воздействует на климат посредством влияния на радиационноактивные компоненты атмосферы. В их число входят хорошо перемешанные парниковые газы, такие как N2O, CH4, галогены, а также короткоживущие парниковые газы O3 и H2O. В случае долгоживущих парниковых газов изменения температуры и циркуляции атмосферы могут привести к изменению их времени жизни и, следовательно, их глобального согревательного потенциала. Однако наиболее сильное взаимодействие химии с климатом осуществляется через озон и воду, поскольку их пространственные распределения сильно неоднородны и поэтому чувствительны к изменениям циркуляции и климата. Пространственная неоднородность является следствием малых времен жизни названных компонент по сравнению с долгоживущими и, следовательно, хорошо перемешивающимися компонентами. Эта неоднородность особенно заметна в области верхней тропосферы/нижней стратосферы, играющей из-за низких температур в ней важную роль в парниковом эффекте.
Возможно, покажется спорным утверждение, что вода в этой области должна рассматриваться как химическая компонента, несмотря на то, что в тропосфере она находится под жестким термодинамическим контролем. Но вот аналогичный пример с озоном. В отличие от хорошо перемешанных парниковых газов озон производится в атмосфере, а не поступает в нее. Распределение озона отвечает за существование стратосферы и совместно с другими факторами определяет минимальные температуры в тропопаузе. Озон к тому же является классическим примером влияния переноса в стратосфере. Во внетропических широтах содержание озона растет в течение зимнего сезона и достигает максимума весной. Накопление озона происходит в результате переноса воздуха в направлении полюса и опускания вниз вследствие циркуляции Брюэра-Добсона и прекращается, как только ветер приобретает западное направление, и стратосферная волновая активность исчезает. После этого озон распадается фотохимически, пока не наступит период накопления в следующем году. Весенний максимум в Северном полушарии выражен сильнее, чем в Южном, потому что активность планетарных волн (а, следовательно, интенсивность циркуляции Брюэра-Добсона) выше в Северном полушарии. Максимум концентрации озона движется в направлении полюса, однако в Южном полушарии этому препятствует барьер, в виде сильного антарктического вихря. Конечно, низкие значения общего содержания озона, наблюдаемые в весенней Антарктике, обязаны также и антарктической озонной дыре (разд. 11), однако минимум озона над Южным полюсом весной наблюдался еще до появления озонной дыры.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.