성층권 특성, 함수, 온도

그 성층권 그것은 대류권과 중간권 사이에있는 지구의 대기층 중 하나입니다. 성층권의 하한선의 고도는 다양하지만, 지구의 중위도의 경우 10km로 간주 할 수 있습니다. 그 상한선은 지구 표면의 50 km 고도입니다..

지구의 대기권은 행성을 둘러싼 기체 봉투입니다. 화학적 조성과 온도 변화에 따라 대류권, 성층권, 중간권, 열권 및 대류권의 다섯 층으로 나누어진다..

대류권은 지구 표면에서 높이 10km까지 뻗어있다. 다음 층인 성층권은 지표면에서 10km에서 50km 위로 이동합니다..

중간 범위는 높이가 50 km에서 80 km까지입니다. 80km에서 500km에 이르는 열대권과 마지막으로 500km에서 10,000km에 이르는 우주권은 행성 간 공간의 한계가됩니다.

색인

• 1 성층권의 특성
  • 1.1 위치
  • 1.2 구조
  • 1.3 화학 성분
• 2 온도
• 3 오존 형성
• 4 함수
• 5 오존층 파괴
  • 5.1 CFC 화합물
  • 5.2 질소 산화물
  • 5.3 오존층의 얇고 얇은 구멍
  • 5.4 CFC 사용 제한에 관한 국제 협약
• 6 성층권에서 비행기가 왜 날아 가지 않는가??
  • 6.1 대류권에서 비행하는 항공기
  • 6.2 부스 가압이 필요한 이유?
  • 6.3 성층권의 비행, 초음속 항공기
  • 6.4 현재까지 개발 된 초음속 항공기의 단점
• 7 참고

성층권의 특성

위치

성층권은 대류권과 중간권 사이에 위치한다. 이 층의 하한선은 적도 선에 대한 위도 또는 거리에 따라 달라진다.

행성의 기둥에서, 성층권은 지표면에서 6 ~ 10km 사이에서 시작됩니다. 적도에서는 고도가 16 ~ 20km 사이에서 시작됩니다. 상한은 지구 표면에서 50km 상회합니다..

구조

성층권은 온도에 의해 정의되는 자체 구조를 가지고 있습니다 : 저온 층은 바닥에 있고, 고온 층은 상단에 있습니다.

또한, 성층권은 오존층 또는 오존층이라고 불리는 고밀도의 오존이있는 층을 가지고 있는데, 지구 표면에서 30 ~ 60km 사이에있다.

화학 성분

성층권에서 가장 중요한 화합물은 오존입니다. 지구 대기에 존재하는 전체 오존의 85-90 %가 성층권에있다..

오존은 산소를 겪는 광 화학 반응 (빛이 개재하는 화학 반응)을 통해 성층권에서 형성된다. 성층권의 많은 가스가 대류권에서 유입된다..

성층권은 오존 (O₃), 질소 (N₂), 산소 (O₂), 질소 산화물, 질산 (HNO)₃), 황산 (H₂그래서₄), 규산염 및 할로겐화 화합물, 예컨대 클로로 플루오로 카본을 포함한다. 이 물질 중 일부는 화산 분출에서 비롯된 것입니다. 수증기의 농도 (H₂또는 성층권에서), 그것은 매우 낮다..

성층권에서, 수직적 인 가스의 혼합은 난기류가 없기 때문에 수직적으로 매우 느리고 실제로는 거의 없다. 이러한 이유로,이 층에 들어가는 화학적 화합물 및 기타 물질은 오랫동안 그 안에 남아 있습니다.

온도

성층권의 온도는 대류권의 온도와 역의 거동을 나타낸다. 이 층에서 온도는 고도에 따라 증가합니다..

이 온도의 증가는 오존이 개입하는 열을 방출하는 화학 반응의 발생에 기인한다 (O₃). 성층권에는 상당한 양의 오존이 있는데, 태양으로부터의 고 에너지 자외선을 흡수합니다..

성층권은 가스를 혼합하는 난류가없는 안정적인 층입니다. 공기는 춥고 고밀도이며 가장 낮은 부분은 뜨겁고 가벼운 곳입니다..

오존 형성

성층권 분자 산소 (O₂)는 태양으로부터의 자외선 (UV) 복사의 효과에 의해 해리된다.

O₂  +  자외선 → O + O

산소 원자 (O)는 매우 반응성이 있으며 산소 분자와 반응합니다 (O₂)로 오존 (O₃) :

O + O_{2 →}  O₃  +  열

이 과정에서 열은 방출된다 (발열 반응). 이 화학 반응은 성층권의 열원이며 상층의 고온을 발생시킨다..

기능들

성층권은 지구에 존재하는 모든 생명체의 보호 기능을 수행합니다. 오존층은 고 에너지 자외선 (UV) 복사가 지구 표면에 도달하는 것을 방지합니다..

오존은 자외선을 흡수하여 원자 산소 (O)와 분자 산소 (O₂), 다음과 같은 화학 반응에 의해 표시됩니다 :

O₃  + 자외선 → O + O₂

성층권에서 오존의 형성과 파괴 과정은 일정한 농도를 유지하는 균형을 이룹니다.

이런 식으로, 오존층은 유전 적 돌연변이, 피부암, 작물 및 식물 파괴의 원인 인 자외선에 대한 보호막으로 작용합니다.

오존층 파괴

CFC 화합물

1970 년대 이래 연구원들은 오존층에 대한 CFCs의 유해한 영향에 대해 큰 우려를 표명 해 왔습니다..

1930 년 상업적 프리온이라고 불리는 클로로 플루오로 카본 화합물의 사용이 소개되었습니다. 그 중에서도 CFCl₃ (프레온 11), CF₂Cl₂ (프레온 12), C₂F₃Cl₃ (프레온 113) 및 C₂F₄Cl₂ (프레온 114). 이 화합물은 쉽게 압축 가능하고 비교적 비 반응성이며 불연성입니다..

그들은 에어컨 및 냉장고의 냉매로 사용되기 시작하여 암모니아 (NH₃) 및 이산화황 (SO)₂) 액체 (매우 유독 함).

그 후, CFC는 일회용 플라스틱 제품의 제조, 통조림 에어로졸 형태의 상업적 제품 용 추진제 및 전자 장치 카드 세척 용제로서 대량으로 사용되어왔다.

산업용 및 냉매 용으로 사용되는 것들이 대기로 배출되기 때문에 CFC의 광범위하고 대규모 사용은 심각한 환경 문제를 일으켰다..

대기에서이 화합물들은 천천히 성층권으로 확산한다. 이 층에서는 자외선으로 인해 분해됩니다.

CFCl_{3 →} CFCl₂  +  Cl

CF₂Cl_{2  →} CF₂Cl + Cl

염소 원자는 오존과 매우 쉽게 반응하여이를 파괴합니다.

Cl + O₃  → ClO + O₂

단일 염소 원자는 10 만개 이상의 오존 분자를 파괴 할 수있다..

질소 산화물

NOx 및 NOx 질소 산화물₂ 그들은 오존을 파괴함으로써 반응한다. 성층권에서 이러한 질소 산화물의 존재는 초음속 항공기 엔진에 의해 방출 된 가스, 지구상의 인간 활동으로부터의 배출 및 화산 활동으로 인한 것이다.

오존층의 얇은 구멍과 구멍

1980 년대에 오존층의 구멍이 남극 지역 위에 형성되었다는 것이 발견되었습니다. 이 지역에서 오존의 양은 반으로 줄어들었다..

북극과 성층권에서 오존층이 얇아 졌음을 발견했다. 즉, 오존의 양이 현저히 감소했기 때문에 폭이 줄어든 것을 발견했다.

성층권에서 오존의 손실은 지구상의 생명체에 심각한 영향을 미치며, 몇몇 국가에서는 CFC의 사용을 급격하게 줄이거 나 완전히 없애는 것이 필요하고 긴급하다는 데 동의했다..

CFC 사용 제한에 관한 국제 협약

1978 년 많은 국가는 에어로졸 형태의 추진제 상용 제품 등의 CFC의 사용을 금지했다. 1987 년 선진국의 대부분은 소위 몬트리올 의정서, CFC의 생산 및 총 제거의 점진적 감소를위한 목표를 2000에서 수정 된 국제 협정을 체결.

몬트리올 의정서를 위반 한 몇몇 국가들은 CFC의 감소 및 제거가 지구 환경에 생명을 보존하기 전에 경제적 이익을 가져다줌으로써 경제에 영향을 미칠 수 있기 때문에.

성층권에서 비행기가 왜 비행하지 않는지?

리프트, 항공기 무게, 저항과 추력 다음 항공기 행위 4 기본적인 힘의 비행 동안.

리프트는 비행기를 잡아 당기는 힘입니다. 공기 밀도가 높을수록 리프트가 커집니다. 다른 한편, 무게는 지구의 중력이 지구의 중심쪽으로 비행기를 당기는 힘입니다.

저항은 비행기의 전진을 늦추거나 막는 힘입니다. 이 저항력은 비행기의 궤적과 반대 방향으로 작용합니다.

푸시는 비행기를 앞으로 움직이는 힘입니다. 우리가 보았 듯이, 밀고 들어 올리는 것이 비행을 선호합니다. 무게와 저항은 비행기의 비행에 불리한 역할을한다..

그 항공기 그들은 대류권에서 날아간다.

근거리에서 상업 및 민간 항공기는 대류권의 상한선에서 약 10,000 미터 높이로 날아갑니다.

모든 비행기에서 비행기의 조종실에 압축 공기를 펌핑하는 것으로 구성된 기내의 가압이 필요합니다.

부스 가압이 필요한 이유?

항공기가 더 높은 고도로 올라감에 따라 외부 대기압은 감소하고 산소 함량도 감소합니다.

가압 된 공기가 객실에 공급되지 않으면 승객은 산소 결핍으로 인한 피로, 현기증, 두통 및 의식 상실과 같은 증상으로 저산소증 (또는 산성 질환)을 앓게됩니다.

기내에 압축 공기가 공급되거나 압축이 풀릴 때 고장이 발생하면 항공기가 즉시 하강해야하는 곳에 비상 사태가 발생하고 모든 거주자는 산소 마스크를 착용해야합니다.

성층권의 비행, 초음속 항공기

성층권의 10,000 미터 이상의 고지에서 가스 층의 밀도가 낮아서 비행에 유리한 상승도 또한 낮다.

다른 한편, 이러한 큰 높이에서 산소 함량 (O₂)가 더 작고, 이것은 항공기의 엔진을 작동시키는 디젤 연료의 연소 및 캐빈의 효과적인 가압을 위해 요구된다.

지구 표면에서 10,000 미터 이상의 높이에서, 비행기는 초음속이라고 불리는 매우 빠른 속도로 가야하며, 해수면에서 시속 1,225km가 넘습니다.

현재까지 개발 된 초음속 항공기의 단점

초음속 비행은 소위 '소닉 폭발'을 일으 킵니다.이 소음 폭발은 천둥과 비슷한 매우 시끄러운 소음입니다. 이러한 소음은 동물과 인간에게 부정적 영향을 미칩니다..

또한,이 초음속 항공기는 더 많은 연료를 사용해야하므로 저공 비행을하는 항공기보다 더 많은 대기 오염 물질을 생성합니다..

초음속 항공기는 훨씬 더 강력한 엔진과 값 비싼 특수 재료를 필요로합니다. 상업용 비행기는 경제적으로 비용이 많이 들고 구현이 수익성이 없었습니다..

참고 문헌

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