В долната атмосфера на нашата планета, в тропосферата, колкото по-високо се изкачвате, толкова по-студено става. Слънчевата светлина преминава през атмосферата и удря повърхността на Земята, затопляйки я. Топлината от повърхността след това се издига през атмосферата. Колкото по-високо се изкачите, толкова по-далеч от „нагревателя“ ще получите. След термична стабилност в граничния слой, наречен тропопауза, стратосферата, която е над тропопаузата, се затопля отдолу нагоре. Тропосферата се издига от нивото на земята до около 16 км (53 000 фута) височина. Стратосферата се изкачва на 50 км (164 000 фута) високо, точно над озоновия слой.
Запишете температурата и географската ширина на вашето местоположение. За целите на това упражнение използвайте средната глобална температура от 15 градуса C и позиция на 45 градуса географска ширина, по средата между екватора и полюса.
Изчислете температурата на избраната от вас височина в тропосферата. Температурите в тропосферата спадат средно с 6,5 градуса С на километър (3,5 градуса F на 1000 фута) надморска височина. Пет километра нагоре, температурата ще бъде 15 - (5 х 6,5) = -17,5 градуса С. Това грубо уравнение остава разумно точно до тропопаузата.
Оценете температурата на избраната от вас височина в тропопаузата. Тропопаузата поддържа повече или по-малко стабилна температура отдолу нагоре на по-високи географски ширини. Всъщност тропопаузата отчасти се определя от тази термична стабилност. Температурите измерват приблизително -32 градуса С на 75 градуса ширина, -38 градуса С на 60 градуса ширина и -48 градуса С на 45 градуса географска ширина. По-близо до екватора, тропопаузата продължава да се охлажда. На 30 градуса ширина, температурата пада до -60 градуса С на 15 км надморска височина, преди да започне да се покачва. На екватора температурата достига -68 градуса по Целзий около 17 км високо преди да се повиши. Средната температура на цялата тропопауза е стабилна -57 градуса С. Тропопаузата е най-студена над екватора и най-топла над полюсите, защото докато топлият въздух се издига и разширява, той изсмуква топлинната енергия и охлажда атмосферата. Колкото повече въздухът се разширява, толкова повече охлажда околността - и топлият въздух се разширява повече от студения въздух.
Изчислете температурата на избраната от вас височина в стратосферата. Температурата се повишава равномерно през този атмосферен слой средно. Както беше отбелязано в предишната стъпка, вашата географска ширина е практически съображение. Реалните метеорологични условия, разбира се, никога не са толкова изрязани и изсушени. НАСА предоставя формула, която изчислява очакваната стратосферна температура (Т в градуси С), като се има предвид средната глобална температура от -57 градуса С на 25 км надморска височина. Формулата е T = -131 + (0,003 * надморска височина в метри).
Неща, от които ще се нуждаете
- Калкулатор
- Карта
- Термометър