التدرج الحراري العمودي في الغلاف الجوي

بشكل عام ، نعلم أن درجة الحرارة تتناقص مع الارتفاع. هذا الاختلاف معروف باسم التدرج الحراري العمودي، وذلك لأن مصدر الحرارة الذي يشع الغلاف الجوي يأتي من الأرض. وبالتالي ، كلما ابتعدنا عن المصدر ، سيكون الهواء أكثر برودة.

يمكن تغيير هذا التدرج من خلال عدة عمليات: انخفاض أو ارتفاع مفاجئ في درجة حرارة التربة أو الرياح القوية. لفهمه بشكل أفضل ، سنرى في هذا الخاص ما هو هيكل الغلاف الجوي و لماذا تتغير درجة الحرارة كلما صعدنا.

هيكل الغلاف الجوي

يتكون الغلاف الجوي من 5 طبقات: التروبوسفير، الستراتوسفير، الميزوسفير، الغلاف الحراري و اكسوسفير.

• تروبوسفير: إنه مكان وجودنا ، ويبلغ ارتفاعه حوالي 12km. هذا هو المكان الذي تتشكل فيه الغيوم ، وتعيش النباتات والحيوانات ، ونجد المحيط والصحاري ، إلخ.
• الستراتوسفير: تقع بين 12 و 50 كم من الارتفاع، هناك سنرى الطائرات الأسرع من الصوت.
• Mesosphere: يقع بين 50 و 80 كم من الارتفاع. هذا هو المكان الذي تبحر فيه موجات الراديو ، وحيث تصل الأشعة الكونية.
• الحرارة: بين 80 و 690 كم من الارتفاع ستظهر الأضواء الشمالية ، بالإضافة إلى المركبات الفضائية في مدار الأرض.
• إكزوسفير: وأخيرًا ، من 690 كم سنجد سبوتنيك الأول.

التدرج الحراري العمودي

كما قلنا ، تنخفض درجة الحرارة عادةً مع الارتفاع. في طبقة التروبوسفير لها قيمة تقريبية ست درجات لكل كيلومتر. هذا يعني أنه ، على سبيل المثال ، إذا كانت درجة الحرارة عند مستوى سطح البحر 15 درجة ، على ارتفاع خمسة كيلومترات تقريبًا ، فستصل إلى قيمة -15 درجة (انخفاض بمقدار 30 درجة).

لا تصل أشعة الشمس إلى جميع أنحاء الكرة الأرضية بالطريقة نفسها ، ولا تصل إلى الفصول. وبالتالي ، في المناطق المعتدلة ، يكون التدرج الحراري أكبر بكثير مما هو عليه في المنطقة الاستوائية ، 1 درجة مئوية لكل 155 متر ارتفاع، بسبب قلة التشمس الذي يتلقاه وانخفاض سماكة الغلاف الجوي. أيضًا في هذه المناطق نفسها ، تحدث اختلافات مختلفة نتيجة لاتجاه التضاريس والمسافة من خط الاستواء ، وكذلك من القطبين.

في المنطقة المدارية ، تنخفض درجة الحرارة درجة واحدة لكل 180 مترًا من الارتفاع تقريبًا ، لأن الغلاف الجوي أكثر سمكًا وقريبًا جدًا من خط الاستواء. إلى هذا ، بالإضافة إلى حركة دوران الكوكب الخاصة ، يتم إنشاء مناخ دافئ.

لكن في بعض مناطق الغلاف الجوي يحدث العكس ، أي أن درجة الحرارة تزداد مع الارتفاع. في هذه الحالة ، يُقال إن التدرج الحراري العمودي سلبي. على سبيل المثال: إذا زادت درجة الحرارة بمقدار 21 درجة لمنحدر قدره كيلومتر واحد ، يقال إن التدرج الحراري العمودي يساوي -1 درجة مئوية لكل كيلومتر. حتى في بعض طبقات طبقة التروبوسفير يمكن أن يحدث هذا ، مما ينتج عنه ما يسمى بانقلاب درجة الحرارة.

تحدث انعكاسات درجة الحرارة أيضًا في الجزء العلوي من الستراتوسفير. على العكس من ذلك ، تنخفض درجة الحرارة في طبقة الميزوسفير في المتوسط ​​عندما ترتفع ، أي أن التدرج الحراري الرأسي يكون موجبًا.

في الغلاف الحراري ، تزداد درجة الحرارة مع الارتفاع ، وبالتالي يصبح التدرج الحراري العمودي سالبًا مرة أخرى في هذه المنطقة من الغلاف الجوي.

ما هو الانعكاس الحراري؟

تحدث هذه الظاهرة عندما يتم تبريد الأرض بسرعة عن طريق الإشعاع ، والذي بدوره يبرد الهواء الملامس لها. وفي المقابل ، يصبح الهواء الأبرد والأثقل في الطبقة العليا أكثر برودة. في هذا الطريق، السرعة التي تتناقص بها طبقتا الهواء بشكل حاد.

عادة ما يحدث بشكل خاص في الشتاء ، مما يؤدي إلى استمرار الضباب والصقيع. على الرغم من أن الانعكاس الحراري يميل إلى الانكسار بعد بضع ساعات ، في ظروف غير مواتية يمكن أن يبقى لعدة أيام حتى يسخن الهواء الملامس للأرض ويعيد الدورة الدموية في طبقة التروبوسفير.

يمكن رؤية مثال واضح للغاية للاستثمار في كلس، بسبب تيار همبولت. يبرد هذا التيار المحيطي الساحل ، والطبقات العليا الأكثر دفئًا تجعل السماء غائمة للغاية وتتمتع المنطقة بمناخ أكثر برودة وجفافًا مما ينبغي أن يكون عليه بالنظر إلى خط العرض.

ومع ذلك ، إذا لم تكن هناك تغييرات في الكتل الهوائية ، أي إذا لم يكن هناك عدم استقرار في الغلاف الجوي أو لم تكن هناك جبهات نشطة ، ستزداد درجة الحرارة بالنسبة للارتفاع، في بعض الأماكن أكثر من غيرها.

هل تعلم ما هو التدرج الحراري العمودي وما يتكون منه؟ هل كانت مفيدة لك؟