Stratosfæren

Stratosfæren er det laget av jorda sin atmosfære som ligg mellom troposfæren og mesosfæren. Ved ekvator startar stratosfæren om lag 17 km over jordoverflata, og over polane ved om lag 8 km høgde. Grenseområdet mellom troposfæren og stratosfæren blir kalla tropopausen og er lågare over polane pga av mindre solenergi her.

Laga i atmosfæren.

Ozonlaget ligg i stratosfæren, om lag 24 km over bakken. Ozonlaget absorberer ultrafiolett stråling og denne effekten, saman med andre dynamiske og kjemiske prosessar, fører til at temperaturen i stratosfæren aukar med høgda. Toppen av stratosfæren blir kalla stratopausen, og temperaturen her er omtrent 0 °C. Over stratopausen, i mesosfæren, minkar temperaturen igjen. Denne temperaturstigninga med høgda gjer stratosfæren svært dynamisk stabil, og her er det ingen konveksjon eller turbulens. Kommersiell flytrafikk flyr som regel i dei lågaste nivåa av stratosfæren (i nær 10 km høgda) for å unngå atmosfærisk turbulens som ein gjerne har i troposfæren.

Ein interessant eigenskap ved den stratosfæriske sirkulasjonen er «den kvasibiennale oscillasjonen» (Quasi-Biennal Oscillation (QBO)) på tropiske breiddegrader. Denne sirkulasjonen blir driven av tyngdebølgjer som er konvektivt generert i troposfæren. QBO inkluderer ein sekundær sirkulasjon som også er viktig for den globale transporten av gassar som ozon og vassdamp i stratosfæren.

Vêret

Nyare forsking syner at stratosfæren kan ha sterk innverknad på vêrmønstera ein får ved bakken.

Kvar vinter vert stratosfæren over Nordpolen avkjølt fordi sollyset ikkje lenger gjev energien som trengs for å varme opp ozon. Utan denne energien vert stratosfæren raskt avkjølt og skapar ein termal ubalanse med den varmare stratosfæren lenger sør. Denne ubalansen skapar store trykkskilnader som i lag med Corioliskrafta skapar ein kraftig jetstraum, som strøymer austover i stratosfæren kring heile jorda. Dette systemet vert kalla polarnattjetten, og innanfor denne ligg ein kraftig virvel, kalla polarvirvelen.

Styrken til polarvirvelen er avhengig av kor kald den polare stratosfæren er om vinteren. Dess kaldare stratosfæren vert over Arktis, dess kraftigare vert polarvirvelen og omvendt. Styrken på den stratosfæriske polarvirvelen påverkar atmosfæren under i troposfæren. Troposfæren har òg ein kraftig virvel over Nordpolen om vinteren, skapt av troposfæriske temperatur- og trykkskilnader. Styrken til den stratosfæriske virvelen er med på å forsterke den troporsfæriske virvelen og dette påverkar direkte styrken på jetstruamen.

I tilfelle der stratosfæren er kald, vert jetstraumen kraftigare, og dess kraftigare jetstraumen er, dess meir rettlinja flyt han. Jetstraumen styrer banen til lågtrykk som kjem inn mot Europa og Nord-Amerika, og ein kraftig jetstraum er assosiert med uroleg og mildt vêr, ofte med periodar med mykje regn og vind, sidan lågtrykk på lågtrykk kjem inn frå Atlanterhavet.

Når stratosfæren blir varmare, vil jetstraumen bukte seg meir på grunn av ein svakare polarvirvel. Dette gjer at kaldluft frå nord lettare kan strøyme sørover, og ein kan lettare få høgtrykksoppbygging og meir stabilt vintervêr. Den kalde vinteren i 2010 og seinvinteren og våren i 2013 i Europa var skapt av oppvarming av stratosfæren.

Vinterstid på den nordlege halvkula oppstår av og til ei brå stratosfærisk oppvarming (sudden stratospheric warming). Dette kjem av absorpsjon av rossbybølgjer i stratosfæren og fører til ei rask oppvarming av stratosfæren, som påverkar polarvirvelen. Den stratosfæriske polarvirvelen kan då gå fullstendig i oppløysing og vindane kan strøyme i motsett retning. Dette kan ha stor effekt på vêrmønstera i troposfæren med auka sjanse for blokkerande høgtrykk som hindrar ein normal jetstraum. Desse forstyrrande mønstera kan vare opp til to månader og gje kaldt vêr lenger sør enn vanleg.