В нижних слоях атмосферы нашей планеты, в тропосфере, чем выше вы поднимаетесь, тем холоднее становится. Солнечный свет проходит через атмосферу и падает на поверхность Земли, нагревая ее. Затем тепло от поверхности поднимается через атмосферу. Чем выше поднимешься, тем дальше от «обогревателя» попадешь. После термической стабильности в пограничном слое, называемом тропопаузой, стратосфера, находящаяся выше тропопаузы, нагревается снизу вверх. Тропосфера поднимается с уровня земли примерно на 16 км (53 000 футов) в высоту. Стратосфера поднимается на высоту 50 км (164000 футов), чуть выше озонового слоя.
Запишите температуру и широту вашего местоположения. Для этого упражнения используйте среднюю глобальную температуру 15 градусов Цельсия и положение на 45 градусах широты, на полпути между экватором и полюсом.
Рассчитайте температуру на выбранной вами высоте в тропосфере. Температура в тропосфере падает в среднем на 6,5 градусов Цельсия на километр (3,5 градуса по Фаренгейту на 1000 футов) высоты. На высоте пяти километров температура будет 15 - (5 x 6,5) = -17,5 ° C. Это грубое уравнение остается достаточно точным вплоть до тропопаузы.
Оцените температуру на выбранной вами высоте в тропопаузе. Тропопауза поддерживает более или менее стабильную температуру снизу вверх на более высоких широтах. Фактически, тропопауза частично определяется этой термической стабильностью. Температура составляет примерно -32 градуса по Цельсию на 75 градусах широты, -38 градусов по Цельсию на 60 градусах широты и -48 градусов по Цельсию на 45 градусах широты. Ближе к экватору тропопауза продолжает остывать. На 30 градусах широты температура опускается до -60 градусов Цельсия на высоте 15 км перед тем, как начать подниматься. На экваторе температура достигает -68 градусов Цельсия на высоте около 17 км перед повышением. Средняя температура всей тропопаузы стабильна -57 градусов по Цельсию. Тропопауза самая холодная над экватором и самая теплая над полюсами, потому что по мере того, как теплый воздух поднимается и расширяется, он поглощает тепловую энергию и охлаждает атмосферу. Чем больше расширяется воздух, тем больше он охлаждает окружающую среду, а теплый воздух расширяется больше, чем холодный.
Рассчитайте температуру на выбранной вами высоте в стратосфере. В среднем в этом слое атмосферы температура повышается равномерно. Как отмечалось в предыдущем шаге, ваша свобода действий является практическим соображением. Реальные погодные условия, конечно, никогда не бывают такими шаблонными. НАСА предоставляет формулу, которая рассчитывает ожидаемую температуру стратосферы (T в градусах Цельсия) с учетом средней глобальной температуры -57 градусов Цельсия на высоте 25 км. Формула: T = -131 + (0,003 * высота в метрах).
Вещи, которые вам понадобятся
- Калькулятор
- карта
- Термометр