Hraničná vrstva atmosféry

Autor: Michal Gažovič | 20.12.2011 o 13:20 | Karma článku: 3,24 | Prečítané:  958x

Počas nášho života na určitom mieste, si zvykáme na charakteristiky počasia, alebo klímy, pozorujeme a poznávame miestne vetry, vnímame kontrast medzi denným slnkom a nočným vánkom, vnímame rozdiely medzi dňom a nocou a vnímame veľké kontrasty, ak cestujeme na iné miesta. Tieto pozorovania z blízkosti povrchu však nie sú typické pre pozorovania vo zvyšku atmosféry. Jednou z príčin tohto rozdielu je dominantný vplyv zemského povrchu na najnižšie vrstvy atmosféry.

Povrch zeme je hranicou pre oblasť atmosféry. Transportné procesy na tejto hranici modifikujú najnižších 100 až 3000 m atmosféry, vrstvu ktorú voláme hraničná vrstva. Zvyšok vzduchu v troposfére sa voľne nazýva voľná atmosféra. Charakter atmosféry, ako je vnímaný väčšinou jednotlivcov, je tak založený na viacmenej špecifických charakteristikách, nachádzajúcich sa v relatívne úzkej časti vzduchu.

Troposféra siaha od povrchu zeme v priemere do výšky 11 km, no často len najnižších pár kilometrov je priamo ovplyvnených pod nimi ležiacim povrchom. Týchto pár kilometrov predstavuje hraničnú vrstvu atmosféry, ktorá je definovaná ako časť troposféry, ktorá je priamo ovplyvnená prítomnosťou zemského povrchu a reaguje na vplyvy povrchu v čase okolo jednej hodiny, alebo aj menej. Tieto vplyvy povrchu zahŕňajú napríklad vyparovanie vody z povrchu (evaporácia), alebo z rastlín (transpirácia), prenos tepla, emisie znečisťujúcich látok a zmeny prúdenia spôsobené terénom. Hrúbka hrančnej vrstvy je značne premenlivá v čase a priestore v rozmedzí od niekoľko sto metrov do niekoľko kilometrov.

Zmena teplôt počas dňa (maximum) a noci (minimum) je príkladom pozorovateľným len v hraničnej vrstve atmosféry, no táto zmena nie je evidentná vo väčších výškach (alebo s veľmi malými rozdielmi). Treba mať na zreteli, že tento denný chod teploty nie je spôsobený priamym vplyvom slnečného žiarenia na hraničnú vrstvu. Malá časť žiarenia je zachytená v hraničnej vrstve, väčšina je prenesená do povrchu, v ktorom typická absorbčná schopnosť rádovo okolo 90 % ústi do absorbcie veľkej časti slnečnej energie. Je to povrch, ktorý sa otepľuje a ochladzuje ako odpoveď na žiarenie, čo následne vyvoláva zmeny v hraničnej vrstve cez transportné procesy. Turbulencia je jedným z dôležitých transportných procesov, a často sa používa na definíciu hraničnej vrstvy.

Nepriamo sa môže celá troposféra zmeniť ako odpoveď na charakteristiky povrchu, no táto zmena je relatívne pomalá mimo hraničnej vrstvy (preto definícia vyššie zahŕňa aj čas okolo jednej hodiny).

Definovanie hraničnej vrstvy procesmi v mierke času okolo jednej hodiny a turbulentným transportom v priestorovej mierke do 3 km, sú procesmi mikro mierky a odbor, ktorý sa nimi zaoberá, je mikrometeorológia.

Dôležitosť hraničnej vrstvy

- Ľudia trávia väčšinu svojho života a pestujú plodiny v hraničnej vrstve, peľ je prenášaný cirkuláciami v hraničnej vrstve.

- Primárným zdrojom energie pre celú atmosféru je slnečné žiarenie, ktoré je vo väčšej miere absorbované na povrchu zeme a prenášané do zvyšku atmosféry procesmi v hraničnej vrstve. Okolo 90 % žiarenia absorbovaného oceánmi spôsobuje vyparovanie vody, rovnajúce sa vypareniu okolo 1 m vody za rok z celej plochy oceánov. Latentné teplo uchovávané vo vodnej pare predstavuje 80 % „paliva“, ktoré poháňa atmosferické pohyby.

- Virtuálne všetká voda dostávajúca sa do troposféry je najskôr transportovaná cez hraničnú vrstvu turbulentnými a advektívnymi procesmi.

- Okolo 50 % kinetickej energie atmosféry je spotrebovaných v hraničnej vrstve.

- Veterné turbíny odčerpávajú energiu z vetrov v hraničnej vrstve

-Turbulentný transport a advekcia v hraničnej vrstve hýbu vodu a kyslík od a k nepohyblivým organizmom, ako sú rastliny.

Zoznam toho, prečo je hraničná vrstva dôležitá je dlhý, no hlavné je to, že procesy v hraničnej vrstve priamo ovplyvňujú náš život.

Literatúra:

Stull, Rolland, B. 1988, An introduction to boundary layer meteorology, Atmospheric science library, Kluwer Academic Publishers, ISBN 90-277-2769-4

Páčil sa Vám tento článok? Pridajte si blogera medzi obľúbených a my Vám pošleme email keď napíše ďalší článok
Pridaj k obľúbeným

Hlavné správy

KOMENTÁRE

Jar predsedu Fica. Objavil protislovenskú prostitúciu (Schutzov týždeň)

Putinovi hrajú všetky karty. Trump, Fillon a teraz dohoda OPEC o zmrazenej ťažbe. Ešteže toho Kariakina zrušil Carlsen.

EKONOMIKA

Švédsko chce ako prvá krajina zrušiť hotovosť. Čo to prinesie?

Digitálna mena prináša podľa ekonómov niekoľko výhod.


Už ste čítali?