In der unteren Atmosphäre unseres Planeten, der Troposphäre, wird es umso kälter, je höher man kommt. Sonnenlicht durchdringt die Atmosphäre und trifft auf die Erdoberfläche, wodurch es erwärmt wird. Die Wärme von der Oberfläche steigt dann durch die Atmosphäre auf. Je höher man kommt, desto weiter kommt man von der "Heizung" weg. Nach der thermischen Stabilität in der Grenzschicht, die Tropopause genannt wird, erwärmt sich die Stratosphäre, die über der Tropopause liegt, von unten nach oben. Die Troposphäre steigt vom Boden bis zu einer Höhe von etwa 16 km (53.000 Fuß) an. Die Stratosphäre steigt auf 50 km (164.000 Fuß) hoch, knapp über der Ozonschicht.
Zeichnen Sie die Temperatur und den Breitengrad Ihres Standorts auf. Verwenden Sie für diese Übung die globale Durchschnittstemperatur von 15 Grad C und eine Position bei 45 Grad Breite, auf halbem Weg zwischen Äquator und Pol.
Berechnen Sie die Temperatur in der Troposphäre in der Höhe Ihrer Wahl. Die Temperaturen in der Troposphäre sinken durchschnittlich um 6,5 Grad C pro Kilometer (3,5 Grad F pro 1.000 Fuß) Höhe. In fünf Kilometern Höhe würde die Temperatur 15 - (5 x 6,5) = -17,5 Grad C betragen. Diese grobe Gleichung bleibt bis zur Tropopause einigermaßen genau.
Schätzen Sie die Temperatur in der Höhe Ihrer Wahl in der Tropopause ab. Die Tropopause hält in höheren Breitengraden eine mehr oder weniger konstante Temperatur von unten nach oben aufrecht. Tatsächlich wird die Tropopause teilweise durch diese thermische Stabilität definiert. Die Temperaturen betragen etwa -32 Grad C bei 75 Grad Breite, -38 Grad C bei 60 Grad Breite und -48 Grad C bei 45 Grad Breite. Näher am Äquator kühlt die Tropopause weiter ab. Auf dem 30. Breitengrad sinkt die Temperatur in 15 km Höhe auf -60 Grad C, bevor sie ansteigt. Am Äquator erreicht die Temperatur in etwa 17 km Höhe -68 Grad C, bevor sie ansteigt. Die durchschnittliche Temperatur der gesamten Tropopause beträgt konstant -57 Grad C. Die Tropopause ist über dem Äquator am kältesten und über den Polen am wärmsten, denn wenn warme Luft aufsteigt und sich ausdehnt, saugt sie Wärmeenergie auf und kühlt die Atmosphäre. Je mehr sich die Luft ausdehnt, desto stärker kühlt sie die Umgebung ab – und warme Luft dehnt sich stärker aus als kalte.
Berechnen Sie die Temperatur auf der Höhe Ihrer Wahl in der Stratosphäre. Durch diese atmosphärische Schicht steigt die Temperatur im Durchschnitt gleichmäßig an. Wie im vorherigen Schritt erwähnt, ist Ihr Spielraum praktische Erwägungen. Echte Wetterbedingungen sind natürlich nie so geschnitten und getrocknet. Die NASA liefert eine Formel, die die erwartete Stratosphärentemperatur (T in Grad C) bei einer globalen Durchschnittstemperatur von -57 Grad C in 25 km Höhe berechnet. Die Formel lautet T = -131 + (0,003 * Höhe in Metern).
Dinge, die du brauchen wirst
- Taschenrechner
- Karte
- Thermometer