Pourquoi le climat en Terres Basses Hot, mais froide dans les Hautes Terres?

August 3

La raison principale pour laquelle la température de l'air diminue à des altitudes plus élevées est que la pression de l'air diminue avec l'altitude. Comme une parcelle d'air se déplace vers le haut ou vers le bas, sa température change même sans échange de chaleur qui a lieu. Ces changements sont appelés processus adiabatique, et ils aident à expliquer pourquoi la température varie tellement avec l'altitude.

processus adiabatique

Un processus adiabatique est défini comme le changement de température dans un fluide dû à une variation de pression sans aucun gain ou de la perte de chaleur du milieu environnant. En réalité, aucun système est vraiment adiabatique, car il y a toujours une sorte d'échange de chaleur avec l'environnement. Comme approximation, cependant, le mouvement des colis-avion dans l'atmosphère peut être traitée comme un processus adiabatique pour la plupart des calculs.

La première loi de la thermodynamique

La première loi de la thermodynamique, qui est aussi appelé la loi de conservation de l'énergie, indique que l'énergie ne peut être ni créée ni détruite. Quand une parcelle d'air se déplace vers le haut ou vers le bas, son énergie totale reste la même. Déplacement vers l'extérieur à partir du centre d'une sphère, chaque couche est plus grande que la précédente, de sorte que la zone où l'air occupe change. Déplacement vers le haut, la zone augmente ou diminue tout en se déplaçant vers le bas. Par conséquent, la pression diminue à mesure que l'altitude augmente, parce que l'air est plus étalée. L'expansion de combler une plus grande surface nécessite un travail, ou de l'énergie. En utilisant l'énergie de se développer, l'air doit renoncer à l'énergie dans un autre domaine, donc la température, l'énergie cinétique moyenne de ses particules, diminue.

Température et chaleur

Il pourrait être source de confusion pour dire que l'air n'a pas gagner ou perdre de la chaleur, mais il changer la température. Ce ne sont pas contradictoires, car, en physique, la chaleur et la température ont des définitions très différentes. La température est une mesure de l'énergie cinétique moyenne ou l'énergie des particules en mouvement, d'un objet. La chaleur est le total de toute l'énergie cinétique dans cet objet. Par exemple, un feu de camp a une température beaucoup plus élevée que d'un immense glacier, mais le glacier contient en fait plus de chaleur, car il est tellement plus grande.

Le adiabatique Lapse Rate

L'ampleur du changement de température qui se produit pendant une parcelle d'air se déplace vers le haut ou vers le bas est régie par le gradient adiabatique. Pour l'air sec ou insaturé, ce qui signifie l'air qui détient actuellement moins de vapeur d'eau qu'il pourrait contenir à cette température, le gradient adiabatique est d'environ 5,5 degrés Fahrenheit par 1.000 pieds, ou 10 degrés Celsius par 1000 mètres. Le gradient adiabatique fonctionne dans les deux sens. Considérons, par exemple, un colis insaturé de l'air à une température de 50 degrés Fahrenheit. Si l'air était de se déplacer, en raison des courants de vent, de 2000 pieds vers le haut, sa température tomberaient à 39 degrés. Si elle devait se déplacer vers le bas 2000 pieds, sa température augmenterait à 61 degrés.

Environmental Lapse Rate

Bien que les mesures de taux de déchéance changement de température adiabatique dans une parcelle de déplacement de l'air, les mesures de taux de déchéance de l'environnement de la différence de température de l'atmosphère stationnaire au niveau du sol jusqu'à 11 kilomètres ou 6,8 miles d'altitude, à quel point d'autres processus commencent à avoir un une plus grande influence sur le profil de température. Ce taux est à peu près égal à 6,5 degrés Celsius par 1000 mètres ou 3,5 degrés Fahrenheit pour 1000 pieds, bien que les changements de taux réels basés sur les conditions météorologiques locales.