Σε όλη τη χαμηλότερη ατμόσφαιρα του πλανήτη μας, την τροπόσφαιρα, όσο πιο ψηλά πηγαίνετε, τόσο πιο κρύα γίνεται. Το φως του ήλιου περνά μέσα από την ατμόσφαιρα και χτυπά την επιφάνεια της Γης, θερμαίνοντάς την. Η θερμότητα από την επιφάνεια ανεβαίνει στη συνέχεια στην ατμόσφαιρα. Όσο πιο ψηλά πηγαίνετε, τόσο πιο μακριά από τη "θερμάστρα" θα έχετε. Μετά τη θερμική σταθερότητα στο οριακό στρώμα που ονομάζεται tropopause, η στρατόσφαιρα, η οποία βρίσκεται πάνω από την tropopause, θερμαίνεται από κάτω προς τα πάνω. Η τροπόσφαιρα ανεβαίνει από το επίπεδο του εδάφους σε περίπου 16 χλμ. (53.000 πόδια) σε υψόμετρο. Η στρατόσφαιρα ανεβαίνει στα 50 χιλιόμετρα (164.000 πόδια), ακριβώς πάνω από το στρώμα του όζοντος.
Καταγράψτε τη θερμοκρασία και το γεωγραφικό πλάτος της τοποθεσίας σας. Για τους σκοπούς αυτής της άσκησης, χρησιμοποιήστε την παγκόσμια μέση θερμοκρασία 15 βαθμών C και μια θέση σε 45 μοίρες γεωγραφικό πλάτος, στη μέση μεταξύ του ισημερινού και του πόλου.
Υπολογίστε τη θερμοκρασία στο υψόμετρο της επιλογής σας στην τροπόσφαιρα. Οι θερμοκρασίες στην τροπόσφαιρα πέφτουν κατά μέσο όρο 6,5 βαθμούς C ανά χιλιόμετρο (3,5 βαθμοί F ανά 1.000 πόδια) ύψους. Πέντε χιλιόμετρα πάνω, η θερμοκρασία θα ήταν 15 - (5 x 6,5) = -17,5 βαθμούς C. Αυτή η τραχιά εξίσωση παραμένει αρκετά ακριβής μέχρι την τροπόπαυση.
Υπολογίστε τη θερμοκρασία στο υψόμετρο της επιλογής σας στην τροπική παύση. Η τροπόπαυση διατηρεί περισσότερο ή λιγότερο σταθερή θερμοκρασία από κάτω προς τα πάνω σε υψηλότερα γεωγραφικά πλάτη. Στην πραγματικότητα, η τροπόπαυση καθορίζεται εν μέρει από αυτήν τη θερμική σταθερότητα. Οι θερμοκρασίες μετρούν περίπου -32 βαθμούς C σε 75 μοίρες γεωγραφικό πλάτος, -38 βαθμούς C σε 60 μοίρες πλάτος και -48 βαθμούς C σε 45 μοίρες γεωγραφικό πλάτος. Κοντά στον ισημερινό, η τροπόπαυση συνεχίζει να κρυώνει. Σε πλάτος 30 βαθμών, η θερμοκρασία πέφτει στους -60 βαθμούς C σε υψόμετρο 15 km πριν αρχίσει να αυξάνεται. Στον ισημερινό, η θερμοκρασία φτάνει τους -68 βαθμούς C περίπου 17 χιλιόμετρα πριν από την άνοδο. Η μέση θερμοκρασία ολόκληρης της tropopause είναι σταθερή -57 βαθμούς C. Η τροπόπαυση είναι πιο κρύα πάνω από τον ισημερινό και πιο ζεστή πάνω από τους πόλους, καθώς καθώς ο θερμός αέρας ανεβαίνει και διαστέλλεται, απορροφά θερμική ενέργεια και δροσίζει την ατμόσφαιρα. Όσο περισσότερο διογκώνεται ο αέρας, τόσο περισσότερο ψύχει το περιβάλλον - και ο θερμός αέρας διογκώνεται περισσότερο από τον κρύο αέρα.
Υπολογίστε τη θερμοκρασία στο ύψος της επιλογής σας στη στρατόσφαιρα. Η θερμοκρασία αυξάνεται ομοιόμορφα μέσω αυτού του ατμοσφαιρικού στρώματος, κατά μέσο όρο. Όπως σημειώθηκε στο προηγούμενο βήμα, το πλάτος σας είναι πρακτικό. Οι πραγματικές καιρικές συνθήκες, φυσικά, ποτέ δεν κόβονται και στεγνώνουν. Η NASA παρέχει έναν τύπο που υπολογίζει την αναμενόμενη στρατοσφαιρική θερμοκρασία (T σε βαθμούς C), δεδομένης της παγκόσμιας μέσης θερμοκρασίας -57 βαθμών C σε υψόμετρο 25 km. Ο τύπος είναι T = -131 + (0,003 * υψόμετρο σε μέτρα).
Πράγματα που θα χρειαστείτε
- Αριθμομηχανή
- Χάρτης
- Θερμόμετρο