באופן כללי, אנו יודעים שהטמפרטורה יורדת עם הגובה. וריאציה זו ידועה בשם גרדיאנט הטמפרטורה האנכי , והיא מתרחשת מכיוון שמקור החום המוקרן לאטמוספירה נמצא בגובה הקרקע. לכן, ככל שמתרחקים יותר מהמקור, כך האוויר יהיה קר יותר.
שיפוע זה יכול להשתנות על ידי מספר תהליכים: ירידה או עלייה פתאומית בטמפרטורת הקרקע, או רוחות חזקות. כדי להבין זאת טוב יותר, בפרק זה נבחן את מבנה האטמוספירה ומדוע הטמפרטורה משתנה ככל שאנו עולים.
מבנה האווירה
האטמוספירה מורכבת מ-5 שכבות : טרופוספירה , סטרטוספירה , מזוספירה , תרמוספירה ואקסוספירה.
- טרופוספירה: זה המקום בו אנו נמצאים, וגובהו בערך 12km. כאן נוצרים עננים, צמחים ובעלי חיים חיים, אנו מוצאים את האוקיאנוס והמדבריות וכו '.
- סטרטוספירה: ממוקם בין 12 ו -50 ק"מ גובה, שם נראה את המטוסים העל-קוליים.
- מזוספירה: ממוקם בין 50 ו -80 ק"מ גובה. זה המקום בו גלי רדיו 'מפליגים', ושם מגיעים קרניים קוסמיות.
- תרמוספירה: בין 80 ו -690 ק"מ גובה הזוהר הצפוני יופיע, בנוסף לחלליות במסלול כדור הארץ.
- Exosphere: ולבסוף, מ 690 ק"מ גובה נמצא את ספוטניק הראשון.
שיפוע תרמי אנכי
כפי שציינו, הטמפרטורה יורדת בדרך כלל עם הגובה. בטרופוספירה, ערכה משוער של שש מעלות לקילומטר . משמעות הדבר היא שאם, למשל, הטמפרטורה בגובה פני הים היא 15 מעלות, בגובה של כחמישה קילומטרים, היא תגיע לערך של -15 מעלות (ירידה של 30 מעלות).
קרני השמש אינן מגיעות לכל חלקי כדור הארץ באופן שווה, וגם אינן משתנות בהתאם לעונות השנה. לכן, באזורים ממוזגים, מפל הטמפרטורה גדול בהרבה מאשר באזורים טרופיים, 1°C לכל 155 מטר גובה , בשל רמות נמוכות יותר של אור שמש והאטמוספרה הדלילה יותר. אפילו בתוך אותם אזורים, מתרחשים שינויים כתוצאה מכיוון השטח והמרחק מקו המשווה והקטבים.
באזור הבין-טרופי, הטמפרטורה יורדת בכמעלה צלזיוס אחת לכל 180 מטר גובה, מכיוון שהאטמוספירה עבה יותר וקרובה מאוד לקו המשווה. שילוב זה עם סיבוב כדור הארץ יוצר אקלים חם.
אבל באזורים מסוימים באטמוספירה, קורה ההפך: הטמפרטורה עולה עם הגובה. במקרה זה, מפל הטמפרטורה האנכי נחשב שלילי . לדוגמה, אם הטמפרטורה עולה ב-21 מעלות צלזיוס עבור הפרש גובה של ק"מ אחד, מפל הטמפרטורה האנכי נחשב ל-2- מעלות צלזיוס לק"מ. זה יכול לקרות אפילו בשכבות מסוימות של הטרופוספירה, וליצור מה שנקרא היפוך טמפרטורה.
היפוך טמפרטורה מתרחש גם בחלק העליון של הסטרטוספירה. להפך, במזוספירה הטמפרטורה יורדת בממוצע בעלייה, כלומר: השיפוע התרמי האנכי חיובי.
בתרמוספירה הטמפרטורה עולה עם הגובה, ולכן השיפוע התרמי האנכי הופך שוב לשלילי באזור זה של האטמוספירה.
מהי היפוך תרמי?
תופעה זו מתרחשת כאשר הקרקע מתקררת במהירות באמצעות קרינה, אשר בתורה מקררת את האוויר במגע איתה. האוויר הקריר והצפוף יותר שמעליו מתקרר עוד יותר. זה גורם לירידה חדה בקצב שבו שתי שכבות האוויר מתערבבות.
זה קורה בדרך כלל, במיוחד בחורף, וכתוצאה מכך נערמים ערפל וכפור מתמשכים. בעוד שהיפוך הטמפרטורה בדרך כלל מתפרק לאחר מספר שעות, בתנאים קשים זה יכול להימשך מספר ימים עד שהאוויר במגע עם הקרקע מתחמם ומחזיר את זרימת האוויר בטרופוספירה.
דוגמה ברורה מאוד להיפוך זה ניתן לראות בלימה , עקב זרם הומבולדט. זרם האוקיינוס הזה מקרר את החוף, והשכבות העליונות החמות יותר גורמות לשמיים להיות מעוננים מאוד, וכתוצאה מכך נוצר אקלים קריר ויבש יותר באזור מהצפוי בהתחשב בקו הרוחב שלו.
למרות זאת, אם אין שינויים במסות האוויר, כלומר, אם אין חוסר יציבות באטמוספירה או חזיתות פעילות, הטמפרטורה תעלה עם הגובה , במקומות מסוימים יותר מאשר באחרים.
האם ידעת מהו שיפוע תרמי אנכי וממה הוא מורכב? האם זה היה שימושי עבורך?