Te-ai întrebat vreodată de ce pe munți este frig, chiar și vara? Cu cât urci mai sus, cu atât este mai rece.
Acest fenomen este cunoscut și studiat în meteorologie și fizică atmosferică. Nu este o coincidență. Există explicații clare.
În acest articol vei afla de ce temperaturile scad la altitudini mari. Vom analiza structura atmosferei, presiunea aerului și radiația solară.
Atmosfera Pământului – strat cu strat
Atmosfera nu este omogenă. Este alcătuită din mai multe straturi distincte. Fiecare strat are temperatură, compoziție și funcții diferite.
Cel mai apropiat strat de sol este troposfera. Ea se întinde până la aproximativ 10–12 km altitudine. Aici au loc majoritatea fenomenelor meteorologice.
Deasupra troposferei se află stratosfera. În acest strat, temperatura începe din nou să crească, dar din alte motive.
Noi ne vom concentra pe troposferă, deoarece aici scad temperaturile odată cu altitudinea.
Ce se întâmplă în troposferă?
În troposferă, temperatura scade în medie cu 6,5 grade Celsius la fiecare 1000 de metri. Acesta este cunoscut drept gradientul termic vertical.
De ce se întâmplă acest lucru? Pentru că aerul mai rar se încălzește mai greu. Dar explicația este mai complexă de atât.
Soarele încălzește solul, nu aerul direct
Un mit comun este că soarele încălzește aerul direct. De fapt, radiația solară încălzește întâi solul. Apoi, solul încălzește aerul.
Razele soarelui pătrund prin atmosferă și încălzesc suprafața Pământului. Solul transferă căldura către aer prin convecție și radiație infraroșie.
Astfel, temperatura este mai ridicată aproape de sol. Cu cât urci mai sus, cu atât scade această sursă de căldură.
Presiunea aerului și densitatea scad cu altitudinea
La altitudini mari, presiunea atmosferică este mai mică. Aerul devine mai rar și mai puțin dens. Acest lucru influențează temperatura.
Aerul rar are mai puține molecule care să absoarbă căldura. În plus, moleculele se ciocnesc mai rar între ele.
Mai puține coliziuni înseamnă mai puțină energie termică. De aceea, aerul este mai rece la altitudini mari.
Dilatarea și răcirea adiabatică
Un alt fenomen important este răcirea adiabatică. Când o masă de aer urcă, se dilată din cauza presiunii mai scăzute.
Această dilatare consumă energie internă. Temperatura aerului scade fără a pierde căldură în exterior. Este un proces adiabatic.
Răcirea adiabatică este motivul pentru care norii se formează în munți. Aerul cald urcă, se răcește, iar umiditatea condensează.
De ce pe vârfurile munților este zăpadă chiar și vara?
Vârfurile munților se află la altitudini mari, unde temperaturile sunt scăzute. Chiar dacă razele soarelui ajung acolo, aerul nu reține bine căldura.
În plus, zăpada reflectă lumina solară. Acest fenomen este numit albedo ridicat. Mai puțină căldură este absorbită, deci temperatura rămâne joasă.
Așa se explică de ce pe Everest sau Mont Blanc zăpada nu se topește vara. Aerul rece și reflexia solară mențin condițiile de îngheț.
De ce avioanele zboară în aer rece?
Avioanele comerciale zboară la altitudini mari, de obicei între 9.000 și 12.000 de metri. Acolo, temperatura poate ajunge la -50°C.
Dar de ce aleg să zboare în aer atât de rece? Pentru că aerul este mai rar, iar rezistența este mai mică.
Avioanele pot consuma mai puțin combustibil și pot zbura mai eficient. Motoarele sunt proiectate să funcționeze optim în acele condiții.
Deși aerul este rece, cabinele sunt presurizate și încălzite pentru confortul pasagerilor.
Excepții: inversiunea termică
Uneori, temperatura crește cu altitudinea. Acest fenomen se numește inversiune termică.
Apare adesea iarna, în zonele joase, când aerul rece rămâne prins aproape de sol. Deasupra lui, un strat de aer mai cald acționează ca o „pătură”.
Această inversiune creează ceață, smog și stagnarea poluării. Deși rar, fenomenul arată că atmosfera este complexă.
Impactul altitudinii asupra organismului uman
La altitudini mari, nu doar temperatura scade. Și oxigenul este mai puțin. Aceasta afectează organismul uman.
Corpul încearcă să se adapteze. Crește ritmul cardiac și respirația. În lipsa aclimatizării, pot apărea amețeli, greață sau dureri de cap.
Acest fenomen este cunoscut drept răul de altitudine. Este comun în rândul alpiniștilor și turiștilor care urcă rapid.
Ce rol joacă umiditatea?
Aerul umed reține mai bine căldura decât aerul uscat. La altitudini mari, aerul este mai uscat. Acest factor contribuie la scăderea temperaturii.
În plus, lipsa norilor în regiunile montane poate duce la pierderi rapide de căldură pe timp de noapte. Astfel, temperaturile pot scădea drastic.
Cum influențează schimbările climatice acest fenomen?
Schimbările climatice afectează toate straturile atmosferei. Tot mai multe studii arată că gradientul termic se modifică.
În unele zone montane, încălzirea globală reduce diferența de temperatură pe verticală. Acest lucru afectează clima locală, ghețarii și biodiversitatea.
Urmărirea acestor modificări este esențială pentru prognozele climatice viitoare.
Concluzie
Temperaturile sunt scăzute la altitudini mari din mai multe motive. Aerul este mai rar, presiunea mai mică și sursa de căldură – solul – este mai departe.
Procesul de răcire adiabatică contribuie semnificativ. La fel și umiditatea scăzută și reflexia solară. Atmosfera este un sistem complex, cu multe interacțiuni.
Înțelegerea acestui fenomen ne ajută să apreciem mai bine natura și să ne adaptăm în condiții extreme. Când urci pe munte, nu uita: frigul de sus este rezultatul unei fizici fascinante.
