Вертикалният термичен градиент в атмосферата

Като цяло знаем, че температурата намалява с височината. Този вариант е известен с името на вертикален термичен градиенти то защото топлинният източник, който излъчва атмосферата, идва от земята. По този начин, колкото повече се отдалечавате от източника, толкова по-студен ще бъде въздухът.

Този градиент може да бъде променен от няколко процеса: внезапен спад или повишаване на температурата на почвата или силен вятър. За да го разберем по-добре, в това специално ще видим каква е структурата на атмосферата и защо температурата се променя, когато се покачваме.

Структура на атмосферата

Атмосферата се състои от 5 слоя: тропосфера, The стратосфера, The мезосфера, The термосфера и екзосфера.

• Тропосфера: тя е там, където сме и има надморска височина около 12km. Тук се образуват облаци, живеят растения и животни, откриваме океана и пустините и т.н.
• Стратосфера: разположена между 12 и 50 км надморска височина, там ще видим свръхзвуковите равнини.
• Мезосфера: разположена между 50 и 80 км надморска височина. Тук „плават“ радиовълните и там пристигат космическите лъчи.
• Термосфера: сред 80 и 690 км надморска височина ще се появи северното сияние, в допълнение към космическите кораби в земната орбита.
• Екзосфера: и накрая, от 690км надморска височина ще намерим Sputnik I.

Вертикален термичен градиент

Както казахме, температурата обикновено намалява с височината. В тропосферата има приблизителна стойност от шест градуса на километър. Това означава, че ако например температурата на морското равнище е 15 градуса, на височина от приблизително пет километра, тя ще достигне стойността от -15 градуса (намаление от 30 градуса).

Слънчевите лъчи не достигат до всички части на земното кълбо по един и същ начин, както и до сезоните. По този начин, в умерените зони топлинният градиент е много по-голям, отколкото в тропическата зона, 1ºC на всеки 155 м надморска височина, поради по-малката инсолация, която получава и по-малката дебелина на атмосферата. Също така в същите тези зони възникват различни вариации в резултат на ориентацията на релефа и разстоянието от екватора, както и от полюсите.

В интертропичната зона температурата намалява с един градус на всеки 180 м надморска височина приблизително, тъй като атмосферата е по-плътна и е много близо до екватора. Към това, добавено към собственото въртеливо движение на планетата, се генерира топъл климат.

Но в някои райони на атмосферата се случва обратното, тоест температурата се увеличава с височината. В този случай се казва, че вертикалният термичен градиент е отрицателен. Например: ако температурата се повиши с 21 градуса за наклон от 1 км, се казва, че вертикалният термичен градиент е равен на -2ºC на км. Дори в някои слоеве на тропосферата това може да се случи, произвеждайки така наречената температурна инверсия.

Температурни инверсии се срещат и в горната част на стратосферата. Напротив, в мезосферата температурата намалява средно, когато се повишава, т.е. вертикалният термичен градиент е положителен.

В термосферата температурата се увеличава с височината и следователно вертикалният термичен градиент отново става отрицателен в тази област на атмосферата.

Какво е термична инверсия?

Това е явление, което се случва, когато земята бързо се охлажда от радиация, която от своя страна охлажда въздуха, който е в контакт с нея. И от своя страна, по-студеният и тежък въздух в горния слой става още по-студен. По този начин, скоростта, с която двата слоя въздушна смес рязко намаляват.

Обикновено се появява особено през зимата, което води до постоянни мъгли и измръзване. Въпреки че инверсията има тенденция да се счупи след няколко часа, при неблагоприятни условия може да остане няколко дни докато въздухът, който е в контакт със земята, се нагрява и възстановява циркулацията в тропосферата.

Много ясен пример за инвестиция може да се види в Лима, поради тока на Хумболд. Това океанско течение охлажда брега, а горните слоеве, които са по-топли, правят небето много облачно и че районът има по-хладен и сух климат, отколкото би трябвало да има, като се вземе предвид географската му ширина.

И все пак, ако няма промени във въздушните маси, тоест, ако няма нестабилност в атмосферата или няма активни фронтове, температурата ще се увеличи спрямо височината, на някои места повече от други.

Знаете ли какъв е вертикалният градиент на топлината и от какво се състои? Полезно ли ви е било?