في جميع أنحاء الغلاف الجوي السفلي لكوكبنا ، طبقة التروبوسفير ، كلما صعدت أعلى ، كلما أصبحت أكثر برودة يمر ضوء الشمس عبر الغلاف الجوي ويضرب سطح الأرض ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارتها. ثم ترتفع حرارة السطح عبر الغلاف الجوي. كلما صعدت إلى مستوى أعلى ، زادت المسافة التي تحصل عليها من "المدفأة". بعد الاستقرار الحراري في الطبقة الحدودية التي تسمى التروبوبوز ، ترتفع درجة حرارة طبقة الستراتوسفير ، التي تقع فوق التروبوبوز ، من الأسفل إلى الأعلى. ترتفع طبقة التروبوسفير من مستوى سطح الأرض إلى ارتفاع يبلغ حوالي 16 كم (53000 قدم). يرتفع الستراتوسفير إلى ارتفاع 50 كم (164000 قدم) ، فوق طبقة الأوزون مباشرة.
سجل درجة الحرارة وخط العرض لموقعك. لغرض هذا التمرين ، استخدم متوسط درجة الحرارة العالمية 15 درجة مئوية والموضع عند خط عرض 45 درجة ، في منتصف المسافة بين خط الاستواء والقطب.
احسب درجة الحرارة على ارتفاع من اختيارك في طبقة التروبوسفير. تنخفض درجات الحرارة في طبقة التروبوسفير بمتوسط 6.5 درجة مئوية لكل كيلومتر (3.5 درجة فهرنهايت لكل 1000 قدم) من الارتفاع. على ارتفاع خمسة كيلومترات ، ستكون درجة الحرارة 15 - (5 × 6.5) = -17.5 درجة مئوية. تظل هذه المعادلة التقريبية دقيقة بشكل معقول حتى التروبوبوز.
تقدير درجة الحرارة على ارتفاع من اختيارك في التروبوبوز. يحافظ التروبوبوز على درجة حرارة ثابتة إلى حد ما من الأسفل إلى الأعلى عند خطوط العرض العليا. في الواقع ، يتم تعريف التروبوبوز جزئيًا بواسطة هذا الاستقرار الحراري. تقيس درجات الحرارة تقريبًا -32 درجة مئوية عند خط عرض 75 درجة ، و -38 درجة مئوية عند خط عرض 60 درجة و -48 درجة مئوية عند خط عرض 45 درجة. بالقرب من خط الاستواء ، يستمر التروبوبوز في البرودة. عند خط عرض 30 درجة ، تنخفض درجة الحرارة إلى -60 درجة مئوية على ارتفاع 15 كم قبل أن تبدأ في الارتفاع. عند خط الاستواء ، تصل درجة الحرارة إلى -68 درجة مئوية بارتفاع 17 كم قبل أن ترتفع. متوسط درجة حرارة التروبوبوز بأكمله ثابت -57 درجة مئوية. يكون التروبوبوز أبرد فوق خط الاستواء والأكثر دفئًا فوق القطبين لأنه مع صعود الهواء الدافئ وتمدده ، يمتص الطاقة الحرارية ويبرد الغلاف الجوي. كلما زاد تمدد الهواء ، زادت درجة برودة المناطق المحيطة - ويتمدد الهواء الدافئ أكثر من الهواء البارد.
احسب درجة الحرارة على ارتفاع من اختيارك في الستراتوسفير. ترتفع درجة الحرارة بالتساوي عبر هذه الطبقة الجوية ، في المتوسط. كما لوحظ في الخطوة السابقة ، فإن خط العرض الخاص بك هو اعتبار عملي. إن الظروف الجوية الحقيقية ، بالطبع ، لا يتم قطعها وتجفيفها أبدًا. توفر وكالة ناسا صيغة تحسب درجة حرارة الستراتوسفير المتوقعة (T بالدرجات C) بالنظر إلى متوسط درجة الحرارة العالمية عند -57 درجة مئوية على ارتفاع 25 كم. الصيغة هي T = -131 + (0.003 * الارتفاع بالأمتار).
الأشياء ستحتاج
- آلة حاسبة
- خريطة
- ميزان الحرارة