Den lodrette termiske gradient i atmosfæren

Generelt ved vi, at temperaturen falder med højden. Denne variation er kendt under navnet lodret termisk gradient, og det er fordi varmekilden, der udstråler atmosfæren, kommer fra jorden. Jo længere du bevæger dig fra kilden, jo koldere bliver luften.

Denne gradient kan ændres ved flere processer: pludselig fald eller stigning i jordtemperatur eller stærk vind. For at forstå det bedre, i denne special vil vi se, hvad der er strukturen i atmosfæren og hvorfor ændrer temperaturen sig, når vi går op.

Atmosfærens struktur

Atmosfæren er sammensat af 5 lag: troposfæren, stratosfæren, mesosfæren, termosfæren og eksosfære.

• Troposfæren: det er hvor vi er og har en højde på ca. 12km. Det er her skyer dannes, planter og dyr lever, vi finder havet og ørkener osv.
• Stratosfæren: placeret mellem 12 og 50 km højde, der vil vi se de supersoniske fly.
• Mesosfære: placeret mellem 50 og 80 km højde. Det er her radiobølger 'sejler', og hvor kosmiske stråler ankommer.
• Termosfære: blandt 80 og 690 km højde nordlyset vises ud over rumfartøjer i jordens bane.
• Exosphere: og til sidst fra 690 km højde finder vi Sputnik I.

Lodret termisk gradient

Som vi siger, falder temperaturen normalt med højden. I troposfæren har den en omtrentlig værdi på seks grader pr. kilometer. Dette betyder, at hvis f.eks. Temperaturen ved havets overflade er 15 grader i en højde på cirka fem kilometer, når den værdien på -15 grader (et fald på 30 grader).

Solens stråler når ikke alle dele af kloden på samme måde, og de når heller ikke årstiderne. I tempererede zoner er den termiske gradient således meget større end i den tropiske zone, 1ºC for hver 155 m højdepå grund af den mindre isolering, den modtager, og den mindre tykkelse af atmosfæren. Også i de samme områder forekommer forskellige variationer som et resultat af reliefens retning og afstanden fra ækvator såvel som fra polerne.

I den intertropiske zone falder temperaturen en grad for hver 180 meters højde omtrent, da atmosfæren er tykkere og er meget tæt på ækvator. Til dette, tilføjet til planetens egen rotationsbevægelse, genereres et varmt klima.

Men i nogle områder af atmosfæren sker det modsatte, det vil sige, at temperaturen stiger med højden. I dette tilfælde siges den lodrette termiske gradient at være negativ. For eksempel: Hvis temperaturen stiger med 21 grader i en hældning på 1 km, siges det, at den lodrette termiske gradient er lig med -2ºC pr. Km. Selv i nogle lag af troposfæren kan det ske og producere det, der kaldes en temperaturinversion.

Temperaturinversioner forekommer også i den øverste del af stratosfæren. Tværtimod falder temperaturen i mesosfæren i gennemsnit, når den stiger, dvs. den lodrette termiske gradient er positiv.

I termosfæren stiger temperaturen med højden, og derfor bliver den lodrette termiske gradient negativ igen i dette område af atmosfæren.

Hvad er termisk inversion?

Dette er et fænomen, der opstår, når jorden hurtigt afkøles af stråling, som igen afkøler luften, der er i kontakt med den. Og til gengæld bliver den koldere, tungere luft i det øverste lag endnu koldere. På denne måde den hastighed, hvormed de to lag luftblanding falder kraftigt.

Det forekommer normalt især om vinteren, hvilket fører til vedvarende tåge og frost. Selvom inversionen har tendens til at gå i stykker efter et par timer, under ugunstige forhold kan det forblive i flere dage indtil luften, der er i kontakt med jorden, varmer op og genopretter cirkulationen i troposfæren.

Et meget klart eksempel på investering kan ses i Lima, på grund af Humboldt-strømmen. Denne havstrøm afkøler kysten, og de varmere øvre lag gør himlen meget overskyet, og området har et køligere og tørre klima, end det skulle have taget hensyn til dets breddegrad.

Stadig, hvis der ikke er ændringer i luftmasserne, det vil sige, hvis der ikke er ustabilitet i atmosfæren, eller der ikke er aktive fronter, temperaturen stiger i forhold til højdennogle steder mere end andre.

Vidste du, hvad den lodrette termiske gradient var, og hvad den bestod af? Har det været nyttigt for dig?