Почему при высоте 10 км температура остается на уровне -50С, несмотря на то что теплый воздух поднимается вверх?

Polyarnaya

56

При высоте 10 км температура остается на уровне -50°C из-за изменения свойств атмосферы с повышением высоты и воздействия различных физических процессов.

1. Установление вертикального баланса: При перемещении воздуха вверх в результате нагревания, происходит перенос тепла от поверхности Земли. Теплый воздух поднимается и создает вертикальные конвективные потоки. Однако, с увеличением высоты, конвекция становится менее эффективной из-за снижения давления и плотности воздуха. Это означает, что теплый воздух поднимается все медленнее и медленнее.

2. Адиабатическое охлаждение: Когда теплый воздух поднимается, он расширяется из-за снижения атмосферного давления. Адиабатическое охлаждение происходит в результате этого расширения. Одним из ключевых аспектов адиабатического охлаждения является изменение атмосферного давления с высотой. По мере подъема вверх, давление падает, и это приводит к уменьшению температуры воздуха.

3. Импульсное охлаждение: При перемещении воздуха вверх, происходит дополнительное охлаждение из-за взаимодействия с более холодными газами. На каждую 100 метровую высоту температура снижается примерно на 1°C.

Эти процессы приводят к стабилизации температуры на высоте около 10 км, где она остается на уровне примерно -50°C. На этой высоте, вертикальное движение воздуха уменьшается, и охлаждение из-за адиабатического и импульсного эффектов перевешивает нагрев от поглощения солнечного излучения.

Это явление известно как стратосферная инверсия температуры и является важной характеристикой возникающих в стратосфере метеорологических условий.