V celé nižší atmosféře naší planety, troposféře, čím vyšší jdete, tím je chladnější. Sluneční světlo prochází atmosférou a dopadá na povrch Země a zahřívá ji. Teplo z povrchu poté stoupá atmosférou. Čím výše půjdete, tím dále od „ohřívače“ se dostanete. Po tepelné stabilitě v mezní vrstvě zvané tropopause se stratosféra, která je nad tropopauzou, prohřívá zdola nahoru. Troposféra stoupá z úrovně země na nadmořskou výšku asi 16 km (53 000 stop). Stratosféra se vyšplhá na 50 km vysokou, těsně nad ozonovou vrstvou.
Zaznamenejte teplotu a zeměpisnou šířku vaší polohy. Pro účely tohoto cvičení použijte globální průměrnou teplotu 15 stupňů C a polohu 45 stupňů zeměpisné šířky, na půli cesty mezi rovníkem a pólem.
Vypočítejte teplotu v nadmořské výšce podle vašeho výběru v troposféře. Teploty v troposféře klesají v průměru o 6,5 ° C na kilometr (3,5 ° F na 1000 stop) nadmořské výšky. O pět kilometrů výše by teplota byla 15 - (5 x 6,5) = -17,5 stupňů C. Tato hrubá rovnice zůstává přiměřeně přesná až do tropopauzy.
Odhadněte teplotu v tropopauze podle vaší nadmořské výšky. Tropopauza udržuje víceméně stabilní teplotu zdola nahoru ve vyšších zeměpisných šířkách. Tropopauza je ve skutečnosti částečně definována touto tepelnou stabilitou. Teploty měří zhruba -32 stupňů C na 75 stupňů zeměpisné šířky, -38 stupňů C na 60 stupňů zeměpisné šířky a -48 stupňů C na 45 stupňů zeměpisné šířky. Bližší k rovníku tropopauza nadále chladne. Při 30 stupních zeměpisné šířky teplota klesne na -60 stupňů C ve výšce 15 km, než začne stoupat. Na rovníku teplota dosáhne -68 stupňů C asi 17 km vysoké, než stoupne. Průměrná teplota celé tropopauzy je ustálená -57 stupňů C. Tropopauza je nejchladnější nad rovníkem a nejteplejší nad póly, protože jak stoupá a expanduje teplý vzduch, nasává tepelnou energii a ochlazuje atmosféru. Čím více se vzduch rozpíná, tím více ochlazuje okolí - a teplý vzduch se rozpíná více než studený vzduch.
Vypočítejte teplotu v nadmořské výšce podle vašeho výběru ve stratosféře. Teplota v této atmosférické vrstvě v průměru stoupá rovnoměrně. Jak bylo uvedeno v předchozím kroku, je vaše zeměpisná šířka praktickým zřetelem. Skutečné povětrnostní podmínky samozřejmě nikdy nejsou tak krájené a vysušené. NASA dodává vzorec, který vypočítá očekávanou stratosférickou teplotu (T ve stupních C) vzhledem k průměrné globální teplotě -57 stupňů C ve výšce 25 km. Vzorec je T = -131 + (0,003 * nadmořská výška v metrech).
Věci, které budete potřebovat
- Kalkulačka
- Mapa
- Teploměr