La tropopausa è un sottile strato dell’atmosfera terrestre che separa la bassa troposfera e la stratosfera superiore. Ai poli, si trova a circa 36,000 piedi (1,100 metri) sul livello del mare e aumenta a 58,000 piedi (1,700 m) intorno all’equatore. La tropopausa è notevole come il soffitto sotto il quale si verifica la maggior parte del tempo terrestre.
Cinque strati principali costituiscono l’atmosfera terrestre, e dal più basso al più alto sono la troposfera, la stratosfera, la mesosfera, la termosfera e l’esosfera. Tra ogni livello c’è un confine, chiamato usando il prefisso del livello inferiore e il suffisso -pause. Questi strati e confini sono definiti principalmente da proprietà relative a temperatura, pressione e densità, nonché da un fenomeno noto come tasso di variazione della temperatura.
Il gradiente termico è la velocità con cui la temperatura diminuisce all’aumentare dell’altitudine. Nella troposfera, la temperatura diminuisce in media di 3°F ogni 1,000 piedi di altitudine (6.5°C per 1,000 m). La tropopausa segna il livello oltre il quale questa tendenza cambia. Una volta nella stratosfera, il gradiente si inverte e la temperatura inizia ad aumentare con l’altitudine.
I viaggi aerei sono influenzati dalla tropopausa, poiché la propulsione a getto è più efficiente a temperature più fredde. Il lapse rate della troposfera fornisce una base affidabile per calcolare il consumo di carburante e i piloti mirano a volare appena sotto il confine della tropopausa per massimizzare le prestazioni. La maggior parte del vapore acqueo è trattenuta più vicino alla Terra, quindi ci sono poche nuvole vicino alla tropopausa e generalmente poca turbolenza rispetto a quelle più basse nella troposfera. Questo è il motivo per cui è quasi sempre soleggiato quando gli aerei di linea commerciali raggiungono l’altitudine di crociera.
Da terra, la tropopausa può talvolta essere osservata visivamente da nuvole temporalesche che si appiattiscono a forma di incudine. Ciò si verifica quando l’aria calda della tempesta si spinge verso l’alto fino a raggiungere la sommità della troposfera, dove non è più meno densa dell’aria circostante. Quindi si diffonde verso l’esterno piuttosto verso l’alto.
Sebbene la tropopausa funzioni come un soffitto abbastanza consistente per la troposfera, non è inespugnabile. Le tempeste tropicali che si fanno strada sulla terraferma, ad esempio, a volte possono sfondare nella stratosfera. Quando ciò accade, il vapore acqueo trasportato dalle nuvole temporalesche può congelare ed essere trasportato per migliaia di chilometri attraverso la stratosfera dalle correnti d’aria. Alcuni scienziati teorizzano che questo fenomeno sia un fattore naturale che contribuisce all’effetto serra perché il vapore acqueo che in alto serve a intrappolare il calore vicino alla Terra.