|
|
|
De homosfeer is de laag van een atmosfeer waarin de bulkgassen homogeen worden gemengd als gevolg van turbulente menging of wervelende diffusie. De bulksamenstelling van de lucht is grotendeels uniform, zodat de concentraties van moleculen in de hele homosfeer hetzelfde zijn.
De bovenkant van de homosfeer wordt de homopauze genoemd, ook wel de turbopauze genoemd. Boven de homopauze bevindt zich de heterosfeer, waar diffusie sneller is dan menging, en zware gassen sneller in dichtheid afnemen met de hoogte dan lichtere gassen |
| |
Enkele van de processen die deze uniformiteit aandrijven, zijn onder meer verwarmingsconvectie en luchtstroompatronen. In de troposfeer vervangt stijgende warme lucht de hogere, koelere lucht die gassen verticaal mengt. Windpatronen duwen lucht over het oppervlak en mengen deze horizontaal. Op grotere hoogten bestaan er andere atmosferische circulatieregimes, zoals de Brewer-Dobson-circulatie in de aardse stratosfeer,
die de lucht mengt. In de mesosfeer van de aarde worden atmosferische golven onstabiel en verdwijnen ze, waardoor een turbulente vermenging
van dit gebied ontstaat. |
| |
| De homosfeer van de aarde |
| |
Rechts: Een grafiek die de zeven grootste samenstellende gassen van de atmosfeer van de aarde toont. Relatieve concentraties behouden dezelfde verhoudingen van 0 tot ongeveer
90 km, weergegeven door relatief horizontale lijnen. De kruisende curven van de meest rechtse negen tienden van de grafiek laten zien hoe deze verhoudingen aanzienlijk variëren op grotere hoogten. |
| |
| De homosfeer van de aarde begint op het aardoppervlak en strekt zich uit tot de turbopauze op ongeveer 90 km. Het omvat de hele troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en het onderste deel van de thermosfeer. Chemisch gezien bestaat de homosfeer uit 78% stikstof, 21% zuurstof en sporen van andere moleculen, zoals argon en koolstofdioxide. Het bevat meer dan 99% van de massa van de atmosfeer van de aarde. De dichtheid van de lucht neemt af met de hoogte in de homosfeer. Per definitie en met name omvat het ook een 10 km dikke band van elementair mesosfeernatrium. |
| |
| Variaties in concentratie |
| Een grootschalige uitzondering op effectieve menging is de ozonlaag, gecentreerd op een hoogte van ongeveer 20 tot 30 km (12,5 tot 19 mijl), waar de concentratie O3 veel hoger |
|
|
|
| |
is dan in de rest van de atmosfeer. Dit komt door het binnenkomende ultraviolette licht, dat O2 in O3 verandert. Deze gecreëerde ozon blokkeert
zelf het meeste ultraviolette licht om door te dringen tot de lagere lagen van de atmosfeer en daar vergelijkbare niveaus van ozon te creëren. Met een halfwaardetijd van ongeveer een dag bij kamertemperatuur wordt ozon afgebroken voordat het zich volledig kan vermengen met de lagere niveaus van de atmosfeer. Het ozongat is een relatief stabiele structuur die wordt veroorzaakt door een combinatie van vervuiling en antarctische windpatronen in de stratosfeer. |
| |
De waterdampconcentratie (vochtigheid) varieert aanzienlijk, vooral in de troposfeer, en is een belangrijk onderdeel van het weer. De verdamping
van water wordt veroorzaakt door de warmte van binnenkomende zonnestraling, en temperatuurschommelingen kunnen ervoor zorgen dat met water verzadigde lucht water verdrijft in de vorm van regen, sneeuw of mist. De warmte die door deze processen door water wordt gewonnen en verloren, verhoogt de turbulentie in de lagere atmosfeer, vooral op meso- en microschaal. De Brewer-Dobson-circulatie is een theorie van grootschalige ozoncirculatie. |
| |
| Concentraties van andere sporengassen zijn hoger in de buurt van natuurlijke en kunstmatige bronnen. Dit omvat vervuiling door menselijke activiteiten (vooral landbouw, industrie en transport), aardgasvelden, radon geproduceerd door radioactief verval in bepaalde mineralen, vulkanisch gas en emissies door limnische uitbarstingen. Zuurstof wordt uitgestoten en koolstofdioxide wordt geabsorbeerd door planten en micro-organismen die fotosynthese uitvoeren, maar het CO2-niveau wordt het sterkst beïnvloed door bosbranden en menselijke activiteiten |
| |
|
|
|
|
|
|
