שְׁאֵלָה:
כיצד אוכל להסביר מדוע הרמה הטיבטית קרה יותר מהשפלה בקווי רוחב דומים?
gerrit
2014-04-16 00:52:31 UTC
view on stackexchange narkive permalink

הסבר הדיוט שכיח ל מדוע הוא מתקרר לגבהים גבוהים יותר (בהתחשב רק בטרופוספירה כאן) מסתכם באופן איכותי ב השמש מחממת את פני כדור הארץ ומשטח כדור הארץ מחמם את האטמוספירה . אני זוכר שבכל פעם ששמעתי או קראתי את ההסבר הזה בילדותי, חשבתי: אז למה הרמה הטיבטית עדיין קרה יותר מהשפלה באותו קו רוחב? הרי אנרגיית השמש המגיעה לפני השטח בטיבט אינה פחותה. ברור שיש בזה עוד.

בהתחשב בהערה של מרצה לפיזיקה קוונטית ש אתה באמת מבין משהו רק אחרי שלימדת את הנושא פעמיים אני מנסח את שאלתי ככאלה: כיצד מסבירים, במונחי הדיוטות, מדוע הרמה הטיבטית קרה יותר משפלה בקווי רוחב דומים?

שְׁלוֹשָׁה תשובות:
#1
+16
DrewP84
2014-04-16 06:05:07 UTC
view on stackexchange narkive permalink

התשובה היא מכיוון שכדור הארץ אינו מערכת סטטית.

בשל חוק הגז האידיאלי, האוויר מתקרר כשהוא עולה. זה נקרא קצב הפדיחה האדיאבטית היבש. עם זאת, אתה סקרן מדוע כל מיקום על פני כדור הארץ אינו באותה טמפרטורה באותו קו רוחב. אנו יודעים שזה לא נכון. אבל למה זה לא נכון? מזג אוויר.

כדור הארץ, כמו בתופעת הטבע הטבעית ביותר, מנסה להשיג שיווי משקל סטטי. ההבדלים בקרינה הנכנסת והיוצאת מותירים את כדור הארץ עם מאגרי אנרגיה נטו שיש לאזן. מזג אוויר הוא המנגנון שכדור הארץ משתמש בו כדי לנסות להשיג איזון.

אוקיי, אז אנו יודעים שמזג האוויר משבש את שיווי המשקל הסטטי על פני כדור הארץ. אבל איך זה עובד? רוּחַ. או יותר טוב, ייעוץ. הקדמה היא פשוט הובלת פרמטר אטמוספרי (כגון לחות, טמפרטורה או סיבוב) ממיקום אחד למשנהו. אז הרוח יכולה 'להעביר' טמפרטורה, לחות וסיבוב.

אתה לא בהכרח זקוק לסערה כדי לקדם אף אחד מהפרמטרים האלה. למעשה, הם תמיד בתנועה. אוויר קר תמיד מתרחק מהקטבים.

ובכל זאת, זה לא ממש עונה לזה, נכון? ובכן, דמיין שאתה נמצא במרחק של מאות או אלפי קילומטרים מטיבט. אתה כבר לא באזור הררי אלא במקום מישורי בגובה פני הים. קצב הפדיחה הסביבתי הוא 6.5 מעלות צלזיוס / 1000 מ 'מעל מיקום זה (מכיוון שלא עסקינן בחבילה אווירית). גובה טיבט הוא 4500 מ '- 8850 מ'. זה יהיה סביב 32.5 מעלות צלזיוס של קירור ב 5000m. האוויר המתקדם לטיבט ממקומות אחרים הוא קריר יותר בממוצע של 32.5-50 מעלות צלזיוס מאשר בגובה פני הים.

אז זה לא כל כך שטיבט מקבל פחות קרינה מנקודות אחרות באותו קו רוחב ( זה לא ). יותר מכך, האוויר ב מיקומים אחרים בגובה טיבט קריר בהרבה מהאוויר בגובה פני הים. זכרו, אנו מודדים את טמפרטורת האוויר!

ימין. שיפוע הטמפרטורה * האופקי * אינו יציב. אבל חלקת חול בשמש בטיבט כנראה עוד תתחמם, אני מניח.
משטח יתקשה לאגור כמות משמעותית של חום בגובה זה. יש יותר מדי מקורות לאובדן חום סביב נקודה כלשהי שניסתה להתחמם. בכל כיוון מעל פני השטח, יהיה אוויר קר ויבש המכה חום מפני השטח האמור. בכל כיוון לצדדים או מתחת לפני משטח מבודד, יהיה לכם אדמה קרה גם מכה כל חום. כל סוג של רוח רק יאיץ עוד יותר את ניקוז החום.
[טמפרטורת הקרקע הטיבטית בגובה 4450 מטר ליד נגק] (http://i.imgur.com/9NrSXTZ.png)
גרף טמפרטורת הקרקע הזה מעניין, מאיפה זה, מה ההקשר?
רק רציתי להמחיש טמפרטורות קרקע ב 4500 מ 'בטיבט לאורך שנה טיפוסית. האדמה קופאת מתחת למחצית השנה, אך מתחממת עם ימים ארוכים יותר. אז אתה צודק שזה עדיין נהיה 'חם' יחסית. [לימוד אדמה ולחות הטיבטי PDF] (http://www.researchgate.net/profile/Kun_Yang4/publication/235948922_The_Tibetan_Plateau_observatory_of_plateau_scale_soil_moisture_and_soil_temperature_%28Tibet-Obs%29_for_quantifying_uncertainties_in_coarse_resolution_satellite_and_model_products/file/e0b49514a79f0b00fa.pdf?origin=publication_detail)
#2
+11
casey
2014-04-16 22:26:37 UTC
view on stackexchange narkive permalink

אתה צודק שהכניסה הסולארית במישור הטיבטי תהיה זהה למיקום בגובה פני הים באותו קו רוחב. אתה צודק גם בכך שהשמש מחממת את פני כדור הארץ וכי בתורה מחממת את האטמוספירה. עכשיו להמשך הפרטים.

  • אלבדו

    אלבדו הוא מדד של "לובן" ונותן לנו מושג כיצד קרינת השמש מתקשרת עם כדור הארץ. . אתה בטח יודע שדברים בצבע כהה נוטים להתחמם ממש כשנשארים בשמש, בעוד שחפצים בצבע בהיר אינם חמים כל כך. הסיבה לכך היא שכאשר פוטון מהשמש פוגע בכדור הארץ, הוא נקלט או מפוזר. מבלי להיכנס לדינמיקה של הקרינה, פשוט אשאיר את זה שצבעים כהים נוטים להיספג וצבעים בהירים נוטים להתפזר. כעת אנו מתרגמים זאת לאלבדו - "לבן" בעל ערך גבוה פירושו שקלט שמש מוחזר לאטמוספירה; ערך נמוך פירושו קלט שמש. יער או אוקיינוס ​​יהיה בעל אלבדו נמוך. אריזת השלג והקרח יהיו בעלי אלבדו גבוהים.

    עם זאת, האלבדו בטיבט בממוצע הוא רק מעט גבוה מהממוצע (~ 0.35 כפי שצוטט בתגובות למטה) ולכן השפעה זו מוגבלת עם ירידה קלה בלבד. בקרינת שמש נספגת מהממוצע.

  • ספיגה

    קלט השמש שנספג בטיבט ילהיב את המולקולות בקרקע והן יגיבו על ידי התחממות (ופליטת קרינת גלים ארוכים) . הקרינה הנפלטת כלפי מעלה לא עושה דבר לטמפרטורת האוויר, רק גזי החממה טובים לספוג את אורכי הגל הללו, אוויר יבש רגיל לא. ראוי לציין שבגבהים אלה יהיו גם פחות אדי מים, שהם ככל הנראה גז החממה הטוב ביותר. אם קרינה לא הולכת לחמם את האוויר, זה משאיר הולכה והסעה.

  • הולכה

    כדור הארץ מחמם את האטמוספירה באמצעות הולכה עם הרמה הנמוכה ביותר של מולקולות באטמוספירה. כדי שההולכה תתרחש, מולקולות צריכות לגעת. בלחצים התחתונים בגובה רב, יש פחות מולקולות של אוויר וההולכה תהיה פחות יעילה מאשר בגבהים נמוכים יותר.

  • אווירה

    האוויר העולה למישור הטיבטי ינשף פנימה, כבר בגובה רב, או שהוא יועף במדרון מגבהים נמוכים יותר. בשני המקרים, אוויר זה נוטה להיות קר ויבש. זרימת המדרון נוטה להתקרר בסביבות 6C / ק"מ עד שהיא מתייבשת (גשם, עננים) ואז להתקרר ב -10 C / ק"מ. עבור האוויר שכבר נמצא בגובה, הגובה הממוצע של טיבט הוא סביב 580 hPa והטמפרטורה הסטנדרטית בלחץ זה היא -14 צלזיוס. מבין שתי ההשפעות הללו, הנעת אוויר קרירה של אוויר שכבר בגובה זה שולטת בזרימה האדיאבטית במעלה המדרון. אוויר זה בגובה נוטה לנוע מהר יותר מאשר לפני השטח ויהיה לכם זרימה מתמדת של אוויר חדש שנכנס וקור נושף על פני שטח טיבט.

לחבר את הכל ביחד:

האלבדו המעט גבוה יותר הוא החשוד הראשון שלנו מדוע טיבט קרה יותר מגבהים נמוכים באותו קו רוחב - יותר מאור השמש משתקף לחלל ואינו תורם לחימום הקרקע. החשוד הבא הוא חימום פחות יעיל של האטמוספירה על פני השטח. בעקבות זאת באה האווירה שכבר הרבה יותר קרה לפני השטח בגובה פני הים (בקווי רוחב דומים). קח מסה אוויר הרבה יותר קרה מגובה פני הים, חמם אותה פחות מאשר בגובה פני הים ובסופו של דבר תהיה קר יותר ממה שהיית בגובה פני הים.

כמה מחשבות; על פי פייסוטו ואורט, פיזיקה של אקלים, איור 6.10 א, אלבדו הוא מעט יותר אבל לא הרבה יותר גבוה בטיבט (סהרה 0.3, טיבט 0.35, כיפות קרח 0.8). לגבי פחות מולקולות האוויר; כן, אבל צריך פחות אנרגיה כדי לחמם פחות מולקולות. אני חושד שהנושאים העיקריים הם הרוח והיעדר אדי מים (מה שאומר שגם עמק מוגן רוח לא יתחמם הרבה).
זהו הסבר נקי וקל לביצוע. נֶחְמָד! אני חושב שזו תהיה התשובה המושלמת אם ידגיש כי עיקר הקירור נובע מכיוון אוויר קריר לעומת קירור אדיאבטי (חשוב על נפח האוויר הקריר המועבר על ידי כל אחד), אם כי קירור אדיאבטי בהחלט רלוונטי.
@gerrit נכון, [האלבדו לא חשוב שם למעלה ממה שאתה יכול לחשוב] (http://i.imgur.com/ExCslj1.png). הרמה היא גשם (או שלג) המוצל על ידי ההימלאיה לרוב. [תמונות לוויין של טיבט] (http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/84/Himalaya_composite.jpg).
@DrewP84 ערכתי עריכה כדי לבטל את ההדגשה של אפקט האלבדו ולהחליפם את הדגש על הכנסת אוויר קר.
#3
+2
farrenthorpe
2014-06-03 04:27:09 UTC
view on stackexchange narkive permalink

טמפרטורה היא מדד לאנרגיה קינטית אשר באטמוספרה נובעת ממספר המולקולות ומהירותן. יש פחות אטמוספרה בגבהים גבוהים יותר (למשל לחץ נמוך יותר, פחות מולקולות), כך שמדד הטמפרטורה יהיה נמוך יותר שם מכיוון שפחות מולקולות מסתובבות. זו הסיבה הבסיסית / בסיסית שהטמפרטורה נמוכה יותר בגבהים גבוהים יותר בטרופוספירה. יתר על כן, מכיוון שיש מספר קטן יותר של מולקולות גזי חממה הלוכדות אנרגיה, יותר חום הולך לאיבוד לחלל בגבהים גבוהים יותר.

האם יש לך הפניות לכך? נראה כי התשובות האחרות נותנות סיבה שונה להבדל הטמפרטורה.
הטמפרטורה היא [** הממוצע ** האנרגיה הקינטית של מולקולות] (http://scienceworld.wolfram.com/physics/Temperature.html). אז פחות מולקולות אינן שוות פחות טמפרטורה. למעשה עבור אותה כמות קלטת אנרגיה, התוצאה של פחות מולקולות, כאשר כל המשתנים האחרים מוחזקים זהים, יהיו טמפרטורות גבוהות יותר ... כפי שנראה בחוק הגז האידיאלי כאשר n (מספר השומות) ו- T ( הטמפרטורה) קשורים בעקיפין. אבל לחץ ונפח שניהם משתנים בצורה ניכרת גם באטמוספירה.


שאלה ותשובה זו תורגמה אוטומטית מהשפה האנגלית.התוכן המקורי זמין ב- stackexchange, ואנו מודים לו על רישיון cc by-sa 3.0 עליו הוא מופץ.
Loading...