ترتفع درجة الحرارة كلما ارتفعنا عن مستوى سطح البحر
مقدمة
عندما يرتفع المرء فوق مستوى سطح البحر، فإنه سيلاحظ أن درجة الحرارة تنخفض بشكل عام. هذه الظاهرة هي نتيجة لعوامل متعددة، بما في ذلك تغير ضغط الهواء والتغيرات في تركيز بخار الماء والتدفقات الهوائية.
{
|}
انخفاض ضغط الهواء
عندما يرتفع المرء فوق مستوى سطح البحر، ينخفض ضغط الهواء. يؤدي هذا الانخفاض في الضغط إلى انخفاض في درجة حرارة الهواء. والسبب في ذلك هو أن جزيئات الهواء تصبح أقل كثافة بسبب انخفاض الضغط، مما يسمح لها بالتحرك بشكل أسرع والاحتفاظ بأقل طاقة حرارية.
{
|}
يمكن ملاحظة تأثير انخفاض ضغط الهواء على درجة الحرارة بسهولة على الجبال. ففي الارتفاعات العالية، يكون ضغط الهواء أقل، مما يؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة. على سبيل المثال، على قمة جبل إيفرست، ضغط الهواء أقل من ثلث ضغط الهواء عند مستوى سطح البحر، مما ينتج عنه درجة حرارة متجمدة باستمرار.
{
|}
بالإضافة إلى الجبال، يمكن ملاحظة تأثير انخفاض ضغط الهواء على درجة الحرارة أيضًا في الطائرات. عندما تطير الطائرة، ترتفع إلى ارتفاعات عالية، مما يؤدي إلى انخفاض ضغط الهواء داخل الطائرة. وبالتالي، يتم الحفاظ على درجة حرارة داخلية منخفضة لتوفير الراحة للركاب.
التغيرات في تركيز بخار الماء
بخار الماء هو غاز موجود في الغلاف الجوي للأرض. عندما ترتفع درجة الحرارة، يمكن للهواء أن يحمل بخار ماء أكثر. ومع ذلك، عندما تنخفض درجة الحرارة، يتكثف بخار الماء إلى سائل، مما يطلق الحرارة. هذه العملية هي المعروفة باسم التكثيف.
عندما يرتفع المرء فوق مستوى سطح البحر، ينخفض تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي. هذا لأنه مع انخفاض درجة الحرارة، يتكثف المزيد من بخار الماء إلى سائل. وبالتالي، تنخفض قدرة الهواء على امتصاص الحرارة من أشعة الشمس.
يمكن ملاحظة تأثير تغير تركيز بخار الماء على درجة الحرارة بسهولة في المناطق الصحراوية. في المناطق الصحراوية، يكون تركيز بخار الماء في الغلاف الجوي منخفضًا للغاية. وبالتالي، يمكن للهواء أن يمتص المزيد من الحرارة من أشعة الشمس، مما يؤدي إلى درجات حرارة مرتفعة للغاية.
التدفقات الهوائية
{
|}
تؤثر التدفقات الهوائية أيضًا على درجة الحرارة. عندما ترتفع الهواء الدافئ، فإنه يرتفع إلى الغلاف الجوي. عندما يرتفع الهواء، يتمدد ويتبرد. هذه العملية هي المعروفة باسم التوسع الديناميكي للحرارة.
وعلى العكس من ذلك، عندما ينخفض الهواء البارد، فإنه ينزل إلى مستوى سطح البحر. عندما ينخفض الهواء، ينضغط ويسخن. هذه العملية هي المعروفة باسم الانضغاط الديناميكي للحرارة.
يمكن ملاحظة تأثير التدفقات الهوائية على درجة الحرارة بسهولة على ساحل البحر. في المناطق الساحلية، توجد نسيم البحر والنسيم البري. نسيم البحر هو هواء بارد يتحرك من المحيط إلى اليابسة. النسيم البري هو هواء دافئ يتحرك من اليابسة إلى المحيط. خلال النهار، يكون نسيم البحر أكثر شيوعًا لأن الأرض تسخن بشكل أسرع من المحيط. خلال الليل، يكون النسيم البري أكثر شيوعًا لأن الماء يحتفظ بالحرارة لفترة أطول من الأرض.
تغير درجة الحرارة مع الارتفاع
معدل انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع هو حوالي 6.5 درجة مئوية لكل 1000 متر. وهذا يعني أنه إذا ارتفع المرء بمقدار 1000 متر فوق مستوى سطح البحر، فإن درجة الحرارة ستنخفض بنحو 6.5 درجة مئوية. هذا المعدل ليس ثابتًا تمامًا، ويمكن أن يتغير حسب الظروف الجوية.
بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه، يمكن أن تؤثر عوامل أخرى على معدل انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع، مثل:
{
|}
التطبيقات العملية
لدى انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع مجموعة واسعة من التطبيقات العملية، بما في ذلك:
الخلاصة
إن انخفاض درجة الحرارة مع الارتفاع هو ظاهرة مهمة تحدث بسبب عوامل متعددة، بما في ذلك انخفاض ضغط الهواء وتغيرات تركيز بخار الماء والتدفقات الهوائية. يمكن ملاحظة هذه الظاهرة بسهولة في الجبال والمناطق الصحراوية والمناطق الساحلية. ولهذه الظاهرة مجموعة واسعة من التطبيقات العملية في مجالات مثل الأرصاد الجوية وتسلق الجبال والهندسة وعلم المناخ.