Odkrycie, że atmosfera ziemska składa się z różnych warstw, zostało dokonane przed pierwszymi lotami na orbitę. Dokonał tego francuski meteorolog, Teisserenc de Bort w roku 1902.
Leon Teisserenc de Bort pracował we francuskim państwowym biurze meteorologicznym, po czym założył prywatne obserwatorium meteo w miejscowości Trappes nieopodal Wersalu. Był jednym z pierwszych ludzi na świecie, którzy posługiwali się balonami napełnionymi wodorem z podczepionymi instrumentami pomiarowymi (na zdjęciu).
Po wykonaniu wielu lotów bezzałogowymi balonami już 1898 roku zauważył, że wraz z wysokością maleje temperatura powietrza, mniej więcej 0.6C na każde 100 metrów, ale tylko do pułapu około 11 km, a potem była stała, przynajmniej do wysokości do której dolatywały jego aerostaty.
Francuz oczywiście nie miał do dyspozycji wygodnego pomiaru wysokości za pomocą sygnałów GPS z satelitów, komórki do nadania współrzędnych balonu po lądowaniu, komputerów do rejestracji i obróbki oraz mnóstwa udogodnień z których korzystamy na co dzień. Wysokość szacował za pomocą pomiaru pośredniego ciśnienia oraz stosownych obliczeń. Eksperymenty wykonywał metodą kolejnych mozolnych prób.
Przez kolejne cztery lata sprawdzał swoje wyniki w kolejnych balonowych lotach, ponieważ nie miał pewności czy dokonał faktycznego odkrycia, czy też miał do czynienia z błędami pomiarowymi. Źródłem błędów w pomiarach było nagrzewanie się aparatury pod wpływem promieniowania cieplnego Słońca. Aby uniknąć wpływu Słońca, Teisserenc de Bort wykonywał swoje eksperymenty w nocy.
W końcu w 1902 roku ogłasza, że atmosfera składa się z dwóch warstw – troposfery oraz stratosfery, a przedziela je umowna granica zwana tropopauzą. Troposfera, z greckiego sfera zmian, to obszar niższy gdzie w wyniku konwekcji spowodowanej różnicami temperatur dochodzi do mieszania gazów. Stratosfera, sfera warstw miała być obszarem statycznym bez różnic temperatury, gdzie gazy układają się w warstwach od najcięższego do najlżejszego.
Dzisiaj wiemy, że w stratosferze temperatura z wysokością rośnie, co tłumaczymy większym pochłanianiem promieniowania ultrafioletowego, nie ma w niej pionowych ruchów powietrza, ale wieją dość silne wiatry poziome. Poznaliśmy też kolejne warstwy atmosfery. Wszystkie nowo odkryte warstwy nazywane są, na wzór nazewnictwa zaproponowanego przez Leona Teisserenc de Bort, sferami, a granice pomiędzy nimi pauzami.
Źródło grafiki: meteo.fr
