Üldiselt teame, et temperatuur langeb koos kõrgusega. Seda variatsiooni tuntakse nimega vertikaalne termiline gradientja seda seetõttu, et atmosfääri kiirgav soojusallikas tuleb maast. Seega on allikast kaugemal õhk jahedam.
Seda gradienti saab muuta mitme protsessiga: pinnase temperatuuri järsk langus või tõus või tugev tuul. Selle paremaks mõistmiseks näeme selles eripäras, milline on atmosfääri struktuur ja miks temperatuur muutub, kui me tõuseme.
Atmosfääri struktuur
Atmosfäär koosneb viiest kihist: troposfääron stratosfääron mesosfääron termosfäär ja eksosfäär.
- Troposfäär: see on koht, kus me oleme ja mille kõrgus on umbes 12km. Siin tekivad pilved, elavad taimed ja loomad, leiame ookeani ja kõrbe jne.
- Stratosfäär: asub 12 ja 50km kõrgusest, seal näeme ülehelikiirusega lennukeid.
- Mesosfäär: asub 50 ja 80km kõrgusest. Siin "purjetavad" raadiolained ja saabuvad kosmilised kiired.
- Termosfäär: hulgas 80 ja 690km kõrgusest ilmuvad virmalised, lisaks kosmoseaparaadid Maa orbiidil.
- Eksosfäär: ja lõpuks alates 690km kõrguselt leiame Sputnik I
Vertikaalne termiline gradient
Nagu me ütlesime, langeb temperatuur tavaliselt kõrgusega. Troposfääris on selle ligikaudne väärtus kuus kraadi kilomeetri kohta. See tähendab, et kui näiteks merepinna temperatuur on 15 kraadi, siis umbes viie kilomeetri kõrgusel jõuab see väärtuseni -15 kraadi (langus 30 kraadi).
Päikesekiired ei jõua kogu maakera ühtemoodi ja aastaaegadeni. Seega on parasvöötmes termiline gradient palju suurem kui troopilises vööndis, 1ºC iga 155 meetri kõrguse kohta, kuna seda vähem insolatsiooni saab ja atmosfääri paksus on väiksem. Ka neis samades piirkondades on reljeefi orientatsiooni ja ekvaatorist ning poolustest kauguse tõttu erinevad variatsioonid.
Intertroopilises tsoonis langeb temperatuur ühe kraadi võrra iga 180 meetri kõrguse kohta umbes, kuna atmosfäär on paksem ja on ekvaatorile väga lähedal. Sellele lisandub planeedi enda pöörleva liikumise korral soe kliima.
Kuid mõnes atmosfääri piirkonnas juhtub vastupidine, see tähendab, et temperatuur tõuseb koos kõrgusega. Sellisel juhul öeldakse, et vertikaalne termiline gradient on negatiivne. Näiteks: kui temperatuur tõuseb 21 kraadi kallakul 1 kraadi võrra, öeldakse, et vertikaalne termiline gradient on võrdne -2ºC km kohta. Isegi mõnes troposfääri kihis võib see juhtuda, tekitades nn temperatuuri inversiooni.
Temperatuuri inversioone esineb ka stratosfääri ülemises osas. Vastupidi, mesosfääris langeb temperatuur keskmiselt, kui see tõuseb, see tähendab, et vertikaalne termiline gradient on positiivne.
Termosfääris tõuseb temperatuur koos kõrgusega ja seetõttu muutub vertikaalne termiline gradient selles atmosfääri piirkonnas uuesti negatiivseks.
Mis on termiline inversioon?
See on nähtus, mis tekib siis, kui maapind kiirgusest kiiresti jahtub, mis omakorda jahutab sellega kokkupuutuvat õhku. Ja omakorda muutub pealmise kihi külmem ja raskem õhk veelgi külmemaks. Sellel viisil, kahe õhukihi segunemise kiirus väheneb järsult.
Enamasti esineb seda eriti talvel, mis viib püsivate udu ja pakaseni. Kuigi inversioon kipub mõne tunni pärast purunema, ebasoodsates tingimustes võib see püsida mitu päeva kuni maaga kokkupuutuv õhk soojeneb ja taastab ringluse troposfääris.
Investeeringutest võib näha väga selget näidet Lima, Humboldti voolu tõttu. See ookeanivool jahutab rannikut ja ülemised soojemad kihid muudavad taeva väga häguseks ning piirkonnas valitseb jahedam ja kuivem kliima, kui oleks pidanud arvestama selle laiuskraadi.
Siiski, kui õhumassides ei toimu muutusi, st kui atmosfääris pole ebastabiilsust või aktiivseid rindeid pole, temperatuur tõuseb kõrguse suhtes, mõnes kohas rohkem kui teises.
Kas teadsite, mis oli vertikaalne termiline gradient ja millest see koosnes? Kas see on teile kasulik olnud?