高度と温度を計算する方法のチュートリアル

私たちの惑星のより低い大気、対流圏を通して、あなたがより高く行くほど、それはより冷たくなります。 太陽光は大気を通過して地球の表面に当たり、地球を暖めます。 その後、表面からの熱が大気中を上昇します。 高く行くほど、「ヒーター」から遠くなります。 対流圏界面と呼ばれる境界層の熱安定性の後、対流圏界面の上にある成層圏は下から上に暖まります。 対流圏は、地上から高度約16 km(53,000フィート)まで上昇します。 成層圏は、オゾン層のすぐ上で、高さ50 km(164,000フィート)まで上昇します。

気温と現在地の緯度を記録します。 この演習では、世界平均気温15度、緯度45度、赤道と極の中間の位置を使用します。

対流圏で選択した高度での温度を計算します。 対流圏の気温は、高度1 kmあたり平均6.5°C(1,000フィートあたり3.5°F)低下します。 5 km上がると、気温は15-(5 x 6.5)=-17.5℃になります。 この大まかな方程式は、対流圏界面までかなり正確なままです。

対流圏界面で選択した高度での温度を推定します。 対流圏界面は、高緯度で下から上までほぼ一定の温度を維持します。 実際、対流圏界面は、この熱安定性によって部分的に定義されます。 気温は、緯度75度で約-32度、緯度60度で-38度、緯度45度で-48度です。 赤道に近づくと、対流圏界面は冷え続けます。 緯度30度では、気温は15 kmの高度で-60度まで下がり、その後上昇し始めます。 赤道では、気温は上昇する前に約17kmの高さで-68℃に達します。 対流圏界面全体の平均気温は-57℃で安定しています。 対流圏界面は、赤道上で最も冷たく、極上で最も暖かくなります。これは、暖かい空気が上昇して膨張すると、熱エネルギーを吸収して大気を冷却するためです。 空気が膨張すればするほど、周囲は冷たくなり、暖かい空気は冷たい空気よりも膨張します。

成層圏で選択した高度での温度を計算します。 気温は、平均して、この大気層を通して均一に上昇します。 前のステップで述べたように、緯​​度は実際的な考慮事項です。 もちろん、実際の気象条件は、それほどカットされて乾燥されることはありません。 NASAは、高度25 kmでの世界平均気温が-57℃である場合に、予想される成層圏温度(T(摂氏))を計算する式を提供しています。 式はT = -131 +(0.003 *高度(メートル))です。

必要なもの

  • 電卓
  • 地図
  • 温度計
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