Természet Világa, 1986 (117. évfolyam, 1-12. szám)
1986-02-01 / 2. szám
ség neve: berlini effektus. Scherhag megfigyelése szerint 1952. február 22—23-án, két nap alatt 30 km fölött 40 °C- kal emelkedett a hőmérséklet a sztratoszférában. A berlini effektus okai mindmáig nem tisztázottak. Mindenesetre szerepe a sztratoszferikus cirkuláció tavaszi átváltódásában jelentős. A felmelegedések sorában (a tél végén) az utolsó viszi át rendszerint a téli nyugati cirkulációt a nyári keleti áramlásba a mérsékelt öv sztratoszférájában. Bizonyos extraterresztrikus hatások érvényesülésére enged következtetni a megfigyelés, miszerint az 1958. jan. 24-én Közép-Európa fölött észlelt berlini effektus idején mérték a svájci Arosában az eddig észlelt legmagasabb ózonkoncentrációt 30 km fölött az Alpok térségében, s ez összeesett a szoláris rádiósugárzás erős növekedésével és az ionoszféra jelentős sűrűségnövekedésével. Extraterresztrikus hatások Ismeretes, hogy a Föld geoszfériáival együtt a Világegyetem felé nyitott rendszer. Az innen érkező extraterresztrikus hatások közül legjelentősebbek a naphatások. Az utóbbiak egyik csoportja, a Nap közvetlen és szórt sugárzása szolgáltatja az időjárás mozgató energiáját. Ennek az energiának napbeli mértéke, a nap állandó ingadozása a műholdmérések szerint nem haladja meg az 1%-ot. Ezért a naphatások a másik csoportban keresendők. A naphatások másik csoportja a napaktivitás időszakában megnyilvánuló háborgások, napfelületi rendellenességek (napfoltok, napfelületi szemcsézettség, napfáklyák, továbbá a kromoszferikus napkitörések, a napkorona alakváltozásai stb.) együttese. A naptevékenység következménye a napsugárzás UV-tartományának, a Napból jövő korpuszkuláris sugárzásnak, továbbá a napszélnek erősödése, a Földbolygó mágneses terének, a földmágnességnek háborgásai, az ionoszférának a rádióvételben tapasztalt viharai, a sarki fény nyugtalan lobogása. Ezek a globális jelenségek arra utalnak, hogy a naptevékenység következményei a felső légkörben bizonyítottan is megjelennek. Azok a folyamatok, amelyek a dinamikus meteorológia klasszikus erőterein (gravitáció eltérítő erő, súrlódási erő) kívül a nagyfokú ionkoncentráció következtében a Föld elektromágneses terének befolyása alatt mennek végbe, egyes kutatók véleménye szerint a meteorológiának a geofizika felé eső külön tartományába, az aeronómiába tartoznak. A dinamikus meteorológia újabb eredményei szerint a Napból a Földre érkező energiaáram és ennek ingadozásai kicsinyek a földi légkör AC-jának energiakicserélődéséhez képest. Szélviszonyok a légkör külső határán Az űrkutatás kezdete előtt sokat vitatott kérdés volt a légkör külső határa. Kezdetben azt gondolták, hogy ez a határ ott van, ahol a légkör hőmérséklete az abszolút 0 fokot (—273 °C) eléri. Később kimutatták a légkör rétegzettségét. A zárt gondolás sztratoszféra-felszállások 22 km magasságban még levegő jelenlétét jelentik, a meteorok nyomai még 80 km-en is kimutatták a levegő jelenlétét. Az ionoszférában 400 km tájékán még nyoma van a levegőnek. Itt 1000 °C körüli a levegő hőmérséklete, ami annyit jelent, hogy itt kb. 1000 °C-nak megfelelő hőmozgás sebességével száguldoznak a levegőrészecskék. Mindenesetre itt már több km-t kell befutniuk, hogy találkozzanak egymással. A Föld vonzóereje még biztosan fogva tartja ezeket a gyors ionokat. A legmagasabb indirekt mérések, amelyek a sarki fény legmagasabb sugarait 1000 km magasságban határozták meg, itt még kétségtelenné tették levegő jelenlétét. A Nemzetközi Geofizikai Évben (1957) felbocsátott meteorológiai rakéták és műholdak megdöntötték a magassági rekordokat: maguk alatt hagyták a teljes földi légkört. Kiderült, hogy a légkör külső határáról nincs értelme beszélni, mert valójában a bolygóközi tér nem üres, a bolygók a napatmoszféra igen ritka gáznemű anyagában keringenek, s ebbe éles határ nélkül, fokozatos átmenettel megy át a Föld légköre. Kb. 800 km-en kezdődik az a réteg, amelyben egyes gyors mozgású hidrogénionok le tudják győzni a Föld viszszatartó erőtereit és megszöknek a bolygóközi térbe. Ez a réteg az exoszféra. A Föld erőterei be is tudnak fogni az exoszférába a bolygóközi térből anyag részecskéket. Emiatt a folytonos anyagkicserélődés miatt a légkör külső határát nem is lehet kijelölni. A bioszféra védelme a felső légrétegekben Az atmoszféra azon rétegeit, amelyekben felfelé a hőmérséklet emelkedik, inverziós vagy stabilizáló rétegeknek nevezzük. Ezek a rétegek mindenféle függőleges légmozgást mozgásukban akadályoznak, végül megállásra kényszerítenek. Ilyen stabilizáló réteg a földi atmoszférában az ózonréteget tartalmazó felső sztratoszféra. Régebben azt hitték, hogy a tropopauza védőrétegként veszi körül az élővilágot. A kísérleti atomrobbantások éveiben — amikor sok gondot okozott a radioaktív hulladék elhelyezése — arra is gondoltak, hogy a sztratoszférában helyezik el az egészségre káros atomhamut. Később kiderült, hogy a tropopauza nem zárja el a sztratoszférát, mert a jet erős, turbulens szele áttöri a tropopauzát és levegőcserét létesít a troposzféra és a sztratoszféra között. A radioaktív mérőhálózat mérései ki is mutatták az alsó légréteg radioaktivitásának növekedését. Ennek azután az atomcsendegyezmény vetett véget, szerencsére akkor, amikor még a veszélyes szintet nem érte el. Az UV-sugárzást elnyelő ózonréteg zárt védőburokként takarja az alatta levő rétegeket, beleértve a bioszférát is. Ez a hatás elsősorban úgy nyilvánul meg, hogy az ózonréteg adszorpciós effektusa visszatartja az életre káros UV-sugarakat, másodsorban megakadályozza a légköri gázösszetevők megszökését a bolygóközi térbe. Az utóbbi védőhatás a geológiai múltban is érvényesült, amikor a Föld szekunder légköre visszamaradt, és az oxigéntartalmú légkör kialakult. Az erre vonatkozó feltevések szerint a légkör vízgőztartalmából a meglevő UV-sugárzás hatására disszociáció útján kivált az oxigén és vékony rétegben a felszínen helyezkedett el. Felső határán az UV-sugárzás megkezdte az ózongyártást. A keletkezett ózon elnyelte az őt létrehozó UV-sugarakat. Az így kialakuló ózonernyő alatt megindulhatott a tengervíz védelme alatt fejlődő primitív élet elterjedése a szárazföldön. Az életet védő ózonmennyiség aggasztóan kevés: tengerszinti nyomásra hozva mindössze 3 mm vastag, ill. vékony rétegben burkolná a Földet. A Meteorológiai Világszervezet megnyugtató állásfoglalást adott közre a közelmúltban az ózonernyő sérülékenységéről. Eszerint, ha a relatíve vékony ernyőn rés támadna, azt a behatoló UV-sugárzás azonnal betömné, mielőtt a bioszféra károsodott volna. Mindenesetre az iparban az ózonernyő védelmében korlátozták a spray-ek alapanyagának alkalmazását, amely az ózonkeletkezés fotokémiai folyamatait a sztratoszférába jutva befolyásolná. Ennél nagyobb veszélyt jelentenek az ózonernyőre a szuperszonikus gépek. Ezek a fotokémiai folyamatokat ugyancsak módosító vízgőzt és nitrogénoxidot juttatnak a levegőbe. A felsőbb légrétegekben tett utazásunkat azzal az úti tapasztalattal zárhatjuk, hogy Földünk légköre teljes terjedelmében, összes rétegeivel együtt fizikai egységet képez, s ez az egységes rendszer kölcsönhatásban van a Nap bolygóközi terének ritka anyagával, másrészről a földi légkör megvédi a Föld bioszféráját a káros kozmikus hatásoktól. / *