ahogy a talajszintről mászunk, a fülünk felpattan, és hidegebb lesz. A légnyomás, a sűrűség és a hőmérséklet csökken. A légkör hőmérséklete a szerkezetét szabályozó legfontosabb tulajdonság.
a légkör első néhány kilométerében, a troposzférában a levegő nem szívja fel jelentősen a napsugárzást,hanem a talajjal való érintkezés melegíti. A felszíni melegített levegő felmelegedésekor kitágul, kevésbé sűrűvé válik, mint a környező hűvösebb levegő, és felhajtóerőként és turbulens buborékként emelkedik fel. Ez a konvekció a fő folyamat, amellyel a troposzféra keveredik és melegszik.
bár a konvekció megmozdítja és összekeveri a troposzférát, minél magasabb, annál hidegebb lesz. Miért?
|
Elképzelni, hogy egy elszigetelt buborék a levegő melegíti a földet, majd orsó felfelé. Ahogy felmászik a nyomás esik, így a buborék kitágul, hogy kiegyenlítse a nyomást a körülötte lévő levegővel. A terjeszkedéshez a buboréknak erőt kell kifejtenie a környező levegőre, és el kell távolítania. Az elvégzett munka energiát igényel, az egyetlen forrás a buborék levegőjének belső molekuláris energiája vagy hőtartalma. A belső energia csökken, a hőmérséklet pedig, amely tisztán az intézkedés, esik*.
a buborék addig emelkedik, amíg hőmérséklete megegyezik a környező levegővel. Ha a légkört teljes egészében ilyen buborékokból képzeljük el, azt látjuk, hogy emelkednek és leereszkednek, amíg el nem érik a természetes egyensúlyi állapotot, ahol a hőmérséklet egyenletesen esik a növekvő magassággal**.
Ha a levegőt soha nem melegítette a napsugárzás, a hőmérséklet továbbra is csökken, ahogy mászunk. Azonban a magassága ~12 km minimum ~ -55°C-on érhető el, a tropopopause***. Ezen felül a hőmérséklet ismét növekedni kezd, mert a sztratoszférikus levegő napfényelnyelőt, ózont tartalmaz.
a tropopopause minimum a troposzféra és a sztratoszféra közötti határként működik, mivel konvekciós keveredés és hőátadás csak akkor fordulhat elő, ha a hőmérséklet a magassággal csökken. A troposzféra – konvekcióval-turbulens és jól kevert. A sztratoszféra hőmérséklet-emelkedésével a magasság stabil, rétegekre rétegezve, viszonylag rosszul keverve^^^.
nagy szélességi fokon a tropopopauzás és az alacsonyabb sztratoszféra hőmérséklete ~ -85°C-ra süllyedhet, hogy a poláris sztratoszféra felhői, amelyek hihetetlenül fényes és színes nacreous felhői egy részhalmaza.
* | a hőmérséklet a kinetikus, rotációs és vibrációs al mozgásból származó molekuláris belső energia mérése. minél energikusabb a mozgás, annál magasabb a hőmérséklet. | |
* | az esés mértéke “lapse rate” néven ismert. Középértéke 6,5°C / km. A tényleges árak a hőmérséklettől és a páratartalomtól függenek. A magas hőmérsékletű nedves levegő sebessége csak 4°c / km lehet. | |
* * | a légköri hőmérsékleti profil szélességi foktól függ. A tropopopause magassága változik ~16 km az egyenlítőn, hogy csak ~8 km a pólusok. A tengerszint hőmérsékletétől és az évszaktól is függ. Hivatalosan a tropopopause a legalacsonyabb szinten kezdődik, amikor az elévülési sebesség 2°C/km-re esik. | |
^ | a tropopopause nem teljes akadály, szivárog. Erősen konvektív troposzférikus viharok szállítják a vízgőzt a tropopopauzán keresztül. A tropopopauzában a jet stream westerlies közelében törések vannak, amelyek lehetővé teszik a sztratoszférikus és troposzférikus levegő cseréjét. | |
^^ ^ | a tropopopause feletti keverést gravitációs hullámok segítik. Sokkal magasabb a molekuláris diffúzió. |