Càng lên cao nhiệt độ càng giảm

     

Tầng đối lưu là phần thấp độc nhất của khí quyển của một trong những hành tinh. Phần lớn các hiện tượng mà con người gắn với thời tiết hàng ngày diễn ra ở tầng đối lưu<1>. Đặc trưng của tầng này thể hiện ở các dòng đối lưu của không khí nóng từ bề mặt bốc lên cao và lạnh lẽo đi. Hiện tượng kỳ lạ đối lưu giữ đã mang về tên call cho tầng này.

Bạn đang xem: Càng lên cao nhiệt độ càng giảm


*

Lớp màu domain authority cam là tầng đối lưu, phần trắng đưa xanh là tầng bình lưu cùng tầng trung lưu và phần đen bên trên là nhẵn của vũ trụ.

Tầng đối lưu bước đầu từ bề mặt Trái Đất không ngừng mở rộng ra mang đến cao độ 20km (12 dặm) ở các vùng nhiệt đới, giảm tới khoảng chừng 11km ở những vĩ độ trung bình, ít hơn 7km (4 dặm) ở các vùng cực về mùa hè còn trong ngày đông là không rõ ràng. Lớp khí quyển này chiếm khoảng chừng 80% tổng trọng lượng của tổng thể khí quyển, ngay sát như toàn bộ hơi nước cùng xon khí (aerosol). Trong quanh vùng tầng đối lưu thì không khí liên tục luân chuyển và tầng này là tầng có mật độ không khí lớn nhất của khí quyển Trái Đất. Nitơ với oxy là các chất khí công ty yếu xuất hiện trong tầng này. Tầng đối lưu giữ nằm ngay phía dưới tầng bình lưu. Phần thấp tốt nhất của tầng đối lưu, chỗ ma sát với bề mặt Trái Đất tác động tới luồng ko khí, là lớp nhóc con giới hành tinh. Lớp này thường thì chỉ dày trường đoản cú vài trăm mét cho tới 2km (1,2 dặm), phụ thuộc vào vào địa mạo và thời gian của ngày. Nhãi con giới thân tầng đối lưu với tầng bình lưu, được gọi là khoảng chừng lặng đối lưu, là nghịch chuyển nhiệt độ<1>.

Tầng đối giữ được phân thành 6 khu vực luồng giao vận theo đới, gọi là các quyển trả lưu. Những quyển hoàn lưu này phụ trách cho hoàn giữ khí quyển và tạo nên các hướng gió thịnh hành.


Nguyên nhân các biến đổi nhiệt độ vào tầng đối lưu là vì nhiệt độ được xác định bởi phản xạ nhiệt từ bỏ mặt khu đất ngược quay trở lại không khí. Mặc dù tia nắng khía cạnh Trời xúc tiếp với phần không gian ở trên cao trước, cơ mà không khí khá trong suốt tức là nó hấp thụ khôn cùng ít tích điện của tia nắng. Đa phần năng lượng Mặt Trời rơi xuống phương diện đất, tại đây, nó bị hấp thụ mạnh bạo bởi phương diện đất, và làm mặt đất nóng dần lên (nóng hơn không khí bên trên cao). Mặt đất nóng tải nhiệt trực tiếp cho lớp ko khí sát mặt đất; không khí gần mặt đất tăng cao lên và nở ra, nhẹ nhàng hơn phần không khí lạnh ở trên cùng bay lên rất cao nhờ lực đẩy Ácsimét. Lúc không khí nóng cất cánh lên cao, nó co và giãn đoạn nhiệt tức là thể tích tăng và ánh sáng giảm (giống như cách buổi giao lưu của một số tủ lạnh, lắp thêm điều hòa). Càng lên cao, không khí càng nguội dần. Lúc ra xa khỏi mặt phẳng Trái Đất thì sức nóng đối giữ có những hiệu ứng nhỏ hơn với không không khí lạnh hơn. Ở các cao độ lớn hơn thế thì không khí loãng hơn với giữ nhiệt kém hơn, khiến cho nhiệt bị tản đi hết. Cứ mỗi một khi độ cao tăng thêm 1.000 mét thì ánh sáng lại giảm trung bình khoảng tầm 6,5°C.

Mặc mặc dù việc ánh sáng giảm theo chiều cao là xu hướng chung vào tầng đối lưu, thực tế nhiều lúc có nước ngoài lệ, gọi là hiện tượng kỳ lạ nghịch nhiệt. Ví dụ sinh hoạt châu phái nam Cực, ánh nắng mặt trời tăng lúc lên cao. Một lấy ví dụ khác, hàng năm, xung quanh Hà Nội, Việt Nam, về đầu mùa đông có đều đợt nghịch nhiệt độ về ban đêm, thường xẩy ra vài bữa sau khi gió mùa rét đông bắc tràn về với kéo dài cho đến khi gió phổ biến chuyển sang hướng đông nam và tái diễn khi bao gồm đợt gió mùa rét mới. Trong điều kiện nghịch nhiệt, khí thải từ hoạt động công nghiệp và nntt bị đọng đọng tại tầng thấp, ko tỏa đi được, vày chúng lạnh và nặng hơn các lớp khí bên trên.

Đỉnh tầng đối lưu lưu lại giới hạn của tầng đối lưu cùng nó được nối liền bằng tầng bình lưu. ánh sáng ở bên trên đỉnh tầng đối lưu lại lại tăng lên chậm tính đến cao độ khoảng tầm 50km. Nói chung, các máy bay phản lực cất cánh ở sát phần trên thuộc của tầng đối lưu. Hiệu ứng bên kính cũng ra mắt trong lớp trên thuộc tầng đối lưu.

Áp suất và kết cấu nhiệt độSửa đổi

Thành phầnSửa đổi

Thành phần hóa học của tầng đối giữ về cơ bản là đồng nhất, với ngoại lệ đáng chú ý nhất là tương đối nước. Nguồn khá nước ở tại bề mặt thông qua quy trình bốc hơi nước và thoát tương đối nước. Bên cạnh đó, do ánh sáng không khí trong tầng đối lưu giảm xuống theo độ cao và áp suất tương đối bão hòa tụt dốc mạnh theo nhiệt độ nên lượng khá nước có thể tồn tại trong không khí cũng giảm tốc theo độ cao. Chính vì vậy tỷ lệ tương đối nước thường thì là lớn nhất ở gần mặt phẳng và giảm theo độ cao.


Áp suấtSửa đổi

Áp suất khí quyển là tối đa tại mực nước biển khơi và sút theo độ cao. Điều này là do khí quyển cực kỳ gần cùng với trạng thái cân đối thủy tĩnh, vì vậy áp suất là tương tự với trọng lượng của không khí bên trên điểm sẽ xét. Biến hóa về áp suất theo độ cao chính vì như vậy có thể giám sát và đo lường theo mật độ bằng phương trình thủy tĩnh:<2>

dpdz=ρgn=mpgRTdisplaystyle frac dpdz=- ho g_n=-frac mpgRT

trong đó:

gn là tốc độ trọng ngôi trường (9,80665m/s2)ρ là mật độz là cao độp là áp suấtR là hằng số khí (8,314472(15) J K1 mol1)T là nhiệt độ, tính theo kelvinm là phân tử gam (trung bình)

Do ánh sáng về nguyên tắc cũng phụ thuộc vào độ cao, nên người ta cũng cần một phương trình nữa để xác minh áp suất theo độ cao, như đề cập trong phần tiếp nối dưới đây.

Nhiệt độSửa đổi
Bài đưa ra tiết: xác suất giảm nhiệt

Nhiệt độ trong tầng đối lưu lại nói thông thường giảm khi độ dài tăng lên. Cường độ suy hạ nhiệt độ dT/dzdisplaystyle -dT/dz, được điện thoại tư vấn là phần trăm giảm nhiệt. Nguyên nhân của sự suy giảm này là như sau:

Khi khối khí bốc lên, nó giãn nở, bởi áp suất thấp rộng tại những cao độ bự hơn. Bởi vì khối khí giãn nở, nó nghiền vào không khí bao bọc nó, thực hiện công cơ học; dẫu vậy nói tầm thường nó ko thu được nhiệt độ trong đàm phán từ môi trường thiên nhiên của nó, vì nó có tính dẫn nhiệt kém (quá trình như thế được gọi là quy trình đoạn nhiệt). Vì khối khí sinh công nhưng mà không chiếm được nhiệt vì thế nó mất năng lượng và chính vì thế nhiệt độ của nó giảm xuống. Trơ tráo tự ngược lại cũng là đúng cho các khối khí chìm xuống<1>.

Do đàm phán nhiệt dQ có liên quan tới biến đổi entropy dS theo phương trình dQ = T dS, cần phương trình của nhiệt độ như một hàm số của độ cao cho khí quyển được trộn kỹ là

dSdz=0displaystyle frac dSdz=0

trong đó S là entropy. Xác suất mà ánh nắng mặt trời giảm theo độ cao giữa những điều kiện như thế được gọi là tỷ lệ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt.


Đối với không khí khô, là gần giống như khí lý tưởng đề xuất phương trình đoạn nhiệt mang lại khí lý tưởng<3>

p(z)T(z)γγ1=hangsodisplaystyle p(z)T(z)^-frac gamma gamma -1=hangso

trong kia γdisplaystyle gamma là suất sức nóng dung (γdisplaystyle gamma =1,4 mang lại không khí) rất có thể áp dụng được. Kết phù hợp với phương trình cho áp suất, chỉ dẫn Tỷ lệ hạ nhiệt độ đoạn nhiệt khô<4>

dTdz=mgRγ1γ=9,8C/kmdisplaystyle frac dTdz=-frac mgRfrac gamma -1gamma =-9,8^circ mathrm C /mathrm km

Nếu không khí đựng hơi nước thì sự làm lạnh ko khí có thể gây ra ngưng tụ nước cùng trạng thái của chính nó không còn giống như của khí ưng ý nữa. Còn nếu không khí là bão hòa áp suất khá thì phần trăm mà từ đó nhiệt độ bớt theo độ cao được điện thoại tư vấn là Tỷ lệ hạ nhiệt độ đoạn nhiệt bão hòa. Bao quát hơn, tỷ lệ thật sự mà nhiệt độ giảm theo độ dài được hotline là Tỷ lệ hạ nhiệt độ môi trường.

Trên thực tế, trong tầng đối lưu lại tỷ lệ giảm nhiệt độ môi trường trung bình là khoảng 6,5°C cho từng km (1.000 m tốt 3,567°F trên từng 1.000ft) ngày càng tăng thêm về độ cao<1>.

Tỷ lệ hạ nhiệt độ môi trường thiên nhiên (dT/dzdisplaystyle dT/dz thực tế) thường thì không bằng tỷ lệ hạ nhiệt độ đoạn sức nóng (hay tương ứng là dS/dz0displaystyle dS/dz eq 0). Nếu không khí phía bên trên là nóng hơn so với dự báo vày tỷ lệ giảm nhiệt độ đoạn nhiệt (dS/dz>0displaystyle dS/dz>0) thì khi khối khí bốc lên cùng giãn nở, nó sẽ đạt tới độ cao new với ánh sáng thấp hơn so với môi trường quanh nó. Trong trường phù hợp này, khối khí là đặc hơn đối với xung quanh vì thế nó có xu thế bị chìm xuống tới độ cao ban đầu và không khí là bất biến để chống lại bài toán bị đẩy lên. Ngược lại, còn nếu như không khí phía bên trên là lạnh rộng so với dự báo vày tỷ lệ hạ nhiệt độ đoạn nhiệt độ (dS/dz) thì lúc khối khí bốc lên đến mức độ cao mới nó sẽ sở hữu được nhiệt độ cao hơn nữa và tỷ lệ thấp rộng so với bao bọc và nó sẽ tiếp tục được vận tốc lên phía trên<1><2>.

Xem thêm: Cách Tắt Chế Độ Tự Chạy Trong Powerpoint 2010 Đơn Giản Bất Ngờ

Nhiệt độ bớt tại các vĩ độ trung bình từ trung bình khoảng tầm 15°C ở mực nước biển khơi tới khoảng -55°C ngơi nghỉ cao độ bắt đầu khoảng yên đối lưu. Tại các vùng cực, tầng đối giữ là mỏng mảnh hơn và ánh sáng chỉ giảm tới khoảng tầm -45°C trong những lúc tại xích đạo thì nhiệt độ tại đỉnh tầng đối lưu có thể đạt tới -75°C.

Khoảng im đối lưuSửa đổi


Việc đo sự biến hóa nhiệt độ theo chiều cao trong tầng đối lưu cùng tầng bình lưu lại giúp nhận ra vị trí của khoảng lặng đối lưu. Tại tầng đối giữ thì ánh nắng mặt trời giảm theo chiều cao nhưng ngược lại, vào tầng bình lưu giữ thì nhiệt độ thuở đầu giữ tại mức không thay đổi rồi kế tiếp lại tạo thêm theo độ cao. Quanh vùng của khí quyển mà tỷ lệ giảm nhiệt chuyển đổi dấu từ dương (tầng đối lưu) quý phái âm (tầng bình lưu) được xác minh như là khoảng tầm lặng đối lưu<1>. Vày thế, khoảng tầm lặng đối lưu lại là lớp nghịch sức nóng và tại chỗ này chỉ có rấtít sự pha trộn giữa hai tầng của khí quyển.

Trên Sao HỏaSửa đổi

Trên Sao Hỏa, tầng đối lưu lại cao mang lại 40 km với ánh nắng mặt trời giảm dần theo độ cao. Tại ranh giới thân tầng đối lưu cùng bình lưu, nhiệt độ tương đối ổn định khoảng chừng 120 K. Lượng bụi phệ trong khí quyển Sao Hỏa vẫn đẩy cao tầng liền kề đối lưu lên vì vậy (so cùng với khí quyển Trái Đất chỉ tầm 10 mang đến 20km).

Ở tầng đối lưu, nhì thành phần chủ yếu quyết định cấu trúc khí quyển là CO2 và vết mờ do bụi khí quyển. CO2 phản xạ nhanh sức nóng ra không trung, tại điều kiện nhiệt độ của Sao Hỏa, làm nguội cấp tốc khí quyển vào ban đêm. Những hạt lớp bụi hấp thụ xuất sắc năng lượng phương diện Trời và trưng bày đều nhiệt độ lượng vào tầng đối lưu. Trong những đợt bão bụi, tác động của những vết bụi càng rõ, làm đổi khác nhiệt độ ngày đêm xứng đáng kể.

Sự chuyển đổi nhiệt độ trên tầng đối lưu, trên phạm vi toàn Sao Hỏa, tuân theo xấp xỉ ngày đêm số đông đặn, đồng điệu với địa chỉ Mặt Trời, nhiều lúc gọi là "thủy triều nhiệt".

Trên Sao MộcSửa đổi


Khí quyển Sao Mộc cũng có tầng thấp độc nhất là tầng đối lưu. Sự thay đổi nhiệt độ theo chiều trực tiếp đứng sống Sao Mộc tương tự như với khí quyển Trái Đất. ánh sáng của tầng đối lưu bớt với chiều cao cho đến khi đạt mức tối thiểu sinh hoạt vùng đỉnh của tầng đối lưu, tại khoảng lặng đối lưu.<6> trên Sao Mộc, khoảng lặng đối lưu giữ ở vào thời gian 50km bên trên những đám mây rất có thể nhìn khám phá (ở khoảng chừng mức áp suất 1 bar), tại đó áp suất và ánh sáng là khoảng tầm 0,1 bar cùng 110 K.<5><7> trên tầng đối lưu, trường đoản cú tầng bình lưu giữ trở lên, ánh nắng mặt trời lại tăng lên.<8>

Khoảng yên ổn đối giữ của Sao Mộc cất một kết cấu mây phức tạp.<9> những đám mây ngơi nghỉ trên cao, phía bên trong phạm vi áp suất 0,6 mang đến 0,9 bar, cất băng amonia.<10>Bên dưới phần lớn đám mây băng amonia, các đám mây đặc hơn đựng amoni hydro sulfidehoặc amoni sulfide (nằm vào tầng áp suất 1 cho 2 bar) và nước (3 mang lại 7 bar) được hiểu tồn tại.<11><12> không tồn tại mây mêtan do nhiệt độ quá cao để mêtan có thể ngưng tụ.<9>Những đám mây tương đối nước chế tạo ra thành tầng mây xum xê nhất với có tác động mạnh nhất mang đến động lực học tập của thai khí quyển. Đây là hệ quả củanhiệt ngưng tụcao của nước và các chất nước cao hơn so cùng với amonia và hydro sulfide (do oxy là yếu tắc hóa học thông dụng hơn nitơ hoặc lưu huỳnh).

Xem thêm: Sbt Toán 6 Chương 1 Ôn Tập Và Bổ Túc Về Số Tự Nhiên Môn Toán Lớp 6

<13>

Khí quyển Trái ĐấtKhí quyển Sao HỏaKhí quyển Sao Mộc

Liên kết ngoàiSửa đổi

(bằng giờ đồng hồ Việt)

Nghịch sức nóng và độc hại ở Hà Nội

(bằng giờ đồng hồ Anh)

Ghi chúSửa đổi


^ a b c d e f Danielson, Levin, Abrams, Meteorology, McGraw Hill, 2003^ a b Landau cùng Lifshitz, Fluid Mechanics, Pergamon, 1979^ Landau và Lifshitz, Statistical Physics Part 1, Pergamon, 1980^ Kittel và Kroemer, Thermal Physics, Freeman, 1980; chương 6, vấn đề 11^ a b Sieff với đồng nghiệp (1998)^ Ingersoll (2004), trang 57^ Ingersoll (2004), trang 12^ Yelle (2004), trang 1516^ a b Atreya Wong Baines với đồng nghiệp 2005.Lỗi sfn: không tồn tại mục tiêu: CITEREFAtreya_Wong_Baines_và_đồng_nghiệp2005 (trợ giúp)^ Atreya Wong Owen và đồng nghiệp 1999.Lỗi sfn: không có mục tiêu: CITEREFAtreya_Wong_Owen_và_đồng_nghiệp1999 (trợ giúp)^ West và đồng nghiệp (2004), trang 910, 2023^ Vasavada (2005), trang 1937^ Ingersoll (2004), trang 1314
Atreya, Sushil K.; Wong, M. H.; Owen, T. C.; Mahaffy, phường R.; Niemann, H. B.; de Pater, I.; Drossart, P.; Encrenaz, T. (OctoberNovember 1999). A comparison of the atmospheres of đời xe jupiter and Saturn: Deep atmospheric composition, cloud structure, vertical mixing, và origin. Tạp chí Planetary and Space Science. 47 (1011): 12431262. Bibcode:1999P&SS...47.1243A. Doi:10.1016/S0032-0633(99)00047-1. ISSN0032-0633. PMID11543193.Atreya, Sushil K.; Wong, Ah-San; Baines, K. H.; Wong, M. H.; Owen, T. C. (2005). Jupiter"s ammonia cloudslocalized or ubiquitous? (PDF). Tạp chí Planetary & Space Science. 53 (5): 498507. Bibcode:2005P&SS...53..498A. Doi:10.1016/j.pss.2004.04.002. ISSN0032-0633.Ingersoll, A.P.; Dowling, T.E.; Gierasch, P.J.; và đồng nghiệp (2004). Dynamics of Jupiter"s Atmosphere (PDF). Trong Bagenal, F.; Dowling, T.E.; McKinnon, W.B. (biên tập). Jupiter: The Planet, Satellites và Magnetosphere. Cambridge: đơn vị xuất phiên bản Đại học Cambridge. ISBN0-521-81808-7.Seiff, A.; Kirk, D.B.; Knight, T.C.D.; và đồng nghiệp (1998). Thermal structure of Jupiter"s atmosphere near the edge of a 5-μm hot spot in the north equatorial belt. Journal of Geophysical Research. 103 (E10): 2285722889. Bibcode:1998JGR...10322857S. Doi:10.1029/98JE01766.Vasavada, A.R.; Showman, A. (2005). Jovian atmospheric dynamics: An update after Galileo and Cassini. Tạp chí Reports on Progress in Physics. 68 (8): 19351996. Bibcode:2005RPPh...68.1935V. Doi:10.1088/0034-4885/68/8/R06.Yelle, R.V.; Miller, S. (2004). Jupiter"s Thermosphere và Ionosphere (PDF). Vào Bagenal, F.; Dowling, T.E.; McKinnon, W.B. (biên tập). Jupiter: The Planet, Satellites & Magnetosphere. Cambridge: bên xuất phiên bản Đại học tập Cambridge.West, R.A.; Baines, K.H.; Friedson, A.J.; với đồng nghiệp (2004). Jovian Clouds and Haze. Trong Bagenal, F.; Dowling, T.E.; McKinnon, W.B. (biên tập). Jupiter: The Planet, Satellites and Magnetosphere (PDF) |format= phải |url= (trợ giúp). Cambridge: công ty xuất bản Đại học Cambridge.