Vertikālais termiskais gradients atmosfērā

Kopumā mēs zinām, ka temperatūra samazinās līdz ar augstumu. Šī variācija ir pazīstama ar nosaukumu vertikālais termiskais gradients, un tas ir tāpēc, ka siltuma avots, kas izstaro atmosfēru, nāk no zemes. Tādējādi, jo tālāk no avota, gaiss būs vēsāks.

Šo gradientu var mainīt ar vairākiem procesiem: pēkšņa augsnes temperatūras pazemināšanās vai paaugstināšanās vai stiprs vējš. Lai to labāk saprastu, šajā īpašajā mēs redzēsim, kāda ir atmosfēras struktūra un kāpēc temperatūra mainās, ejot uz augšu.

Atmosfēras struktūra

Atmosfēru veido 5 slāņi: troposfērauz stratosfērauz mezosfērauz termosfēra un eksosfēra.

• Troposfēra: tā ir vieta, kur mēs atrodamies, un tās augstums ir aptuveni 12km. Šeit veidojas mākoņi, dzīvo augi un dzīvnieki, atrodam okeānu un tuksnešus utt.
• Stratosfēra: atrodas starp 12 un 50km augstumā, tur mēs redzēsim virsskaņas lidmašīnas.
• Mezosfēra: atrodas starp 50 un 80km augstumā. Šeit "buras" radioviļņi un nonāk kosmiskie stari.
• Termosfēra: starp 80 un 690km augstumā papildus kosmosa kuģim Zemes orbītā parādīsies ziemeļblāzma.
• Exosphere: un visbeidzot no 690km augstumā atradīsim Sputnik I.

Vertikālais termiskais gradients

Kā mēs teicām, temperatūra parasti samazinās līdz ar augstumu. Troposfērā tā aptuvenā vērtība ir seši grādi uz kilometru. Tas nozīmē, ka, ja, piemēram, temperatūra jūras līmenī ir 15 grādi, aptuveni piecu kilometru augstumā, tā sasniegs vērtību -15 grādi (samazinājums par 30 grādiem).

Saules stari vienādi nesasniedz visas zemeslodes daļas un arī gadalaikos. Tādējādi mērenās zonās termiskais gradients ir daudz lielāks nekā tropiskajā zonā, 1ºC uz katriem 155 m augstuma, jo mazāku insolāciju tā saņem un mazāks atmosfēras biezums. Arī šajos pašos apgabalos reljefa orientācijas un attāluma dēļ no ekvatora, kā arī no poliem rodas dažādas variācijas.

Intertropu zonā temperatūra pazeminās par vienu grādu uz katru 180m augstumu aptuveni, jo atmosfēra ir biezāka un atrodas ļoti tuvu ekvatoram. Tam pievienojot pašas planētas rotācijas kustību, rodas silts klimats.

Bet dažos atmosfēras reģionos notiek pretējais, tas ir, ka temperatūra palielinās līdz ar augstumu. Šajā gadījumā tiek uzskatīts, ka vertikālais termiskais gradients ir negatīvs. Piemēram: ja 21 km slīpumā temperatūra paaugstinās par 1 grādu, tiek teikts, ka vertikālais termiskais gradients ir vienāds ar -2ºC uz km. Tas var notikt pat dažos troposfēras slāņos, izraisot tā saukto temperatūras inversiju.

Temperatūras inversijas notiek arī stratosfēras augšdaļā. Gluži pretēji, mezosfērā temperatūra paaugstinās vidēji, tas ir, vertikālais termiskais gradients ir pozitīvs.

Termosfērā temperatūra palielinās līdz ar augstumu, un tāpēc vertikālais termiskais gradients atkal kļūst negatīvs šajā atmosfēras reģionā.

Kas ir termiskā inversija?

Šī ir parādība, kas notiek, kad zeme ātri atdziest ar starojumu, kas savukārt atdzesē ar to saskarē esošo gaisu. Savukārt aukstāks, smagāks gaiss augšējā slānī kļūst vēl aukstāks. Pa šo ceļu, ātrums, ar kādu abi gaisa sajaukšanās slāņi strauji samazinās.

Parasti tas notiek īpaši ziemā, izraisot noturīgas miglas un sals. Kaut arī inversija mēdz izlauzties pēc dažām stundām, nelabvēlīgos apstākļos tas var palikt vairākas dienas līdz gaiss, kas ir saskarē ar zemi, uzsilst un atjauno cirkulāciju troposfērā.

Gadā var redzēt ļoti skaidru ieguldījumu piemēru Lima, Humbolta strāvas dēļ. Šī okeāna straume atdziest piekrasti, un augšējie slāņi, kas ir siltāki, padara debesis ļoti mākoņainas, un apgabalā valda vēsāks un sausāks klimats, nekā tam vajadzētu būt, ņemot vērā tā platumu.

Tomēr, ja gaisa masās nav izmaiņu, tas ir, ja atmosfērā nav nestabilitātes vai nav aktīvas frontes, temperatūra paaugstināsies attiecībā pret augstumu, dažās vietās vairāk nekā citās.

Vai zinājāt, kas ir vertikālais termiskais gradients un no kā tas sastāv? Vai tas jums ir bijis noderīgs?