science >> Wetenschap >  >> Chemie

Tutorial voor het berekenen van hoogte en temperatuur

Overal in de lagere atmosfeer van onze planeet, de troposfeer, hoe hoger je komt, hoe kouder het wordt. Zonlicht passeert de atmosfeer en raakt het oppervlak van de aarde en verwarmt het. De warmte van het oppervlak stijgt vervolgens door de atmosfeer. Hoe hoger je komt, hoe verder van de "verwarmer" die je krijgt. Na thermische stabiliteit in de grenslaag, de tropopauze, warmt de stratosfeer, die zich boven de tropopauze bevindt, op van onder naar boven. De troposfeer stijgt van het maaiveld tot ongeveer 16 km (53.000 voet) in hoogte. De stratosfeer klimt tot 50 km (164.000 voet) hoog, net boven de ozonlaag.

Registreer de temperatuur en de geografische positie van uw locatie. Gebruik voor deze oefening de mondiale gemiddelde temperatuur van 15 graden Celsius en een positie op 45 graden breedtegraad, halverwege tussen de evenaar en de paal.

Bereken de temperatuur op de hoogte van uw keuze in de troposfeer . Temperaturen in de troposfeer nemen gemiddeld 6,5 graden C per kilometer (3,5 graden F per 1.000 voet) af. Vijf kilometer hoger, zou de temperatuur 15 - (5 x 6,5) = -17,5 graden C zijn. Deze ruwe vergelijking blijft redelijk accuraat tot aan de tropopauze.

Schat de temperatuur op de hoogte van uw keuze in de tropopauze. De tropopauze handhaaft een min of meer constante temperatuur van onder naar boven op hogere breedtegraden. In feite wordt de tropopauze gedeeltelijk bepaald door deze thermische stabiliteit. De temperaturen meten ruwweg -32 graden Celsius op 75 graden breedtegraad, -38 graden Celsius op 60 graden breedtegraad en -48 graden Celsius op 45 graden breedtegraad. Dichter bij de evenaar blijft de tropopauze afkoelen. Op 30 graden breedtegraad daalt de temperatuur naar -60 graden Celsius op 15 km hoogte voordat hij begint te stijgen. Op de evenaar, de temperatuur hits -68 graden C rond de 17 km hoog voor het stijgen. De gemiddelde temperatuur van de gehele tropopauze is een constante -57 graden Celsius. De tropopauze is het koudst over de evenaar en het warmst over de polen omdat als warme lucht stijgt en expandeert, het warmte-energie opzuigt en de atmosfeer afkoelt. Hoe meer de lucht uitzet, hoe meer de omgeving wordt gekoeld - en warme lucht zet meer uit dan koude lucht.

Bereken de temperatuur op de gewenste hoogte in de stratosfeer. De temperatuur stijgt gemiddeld gelijkmatig door deze atmosferische laag. Zoals opgemerkt in de vorige stap, is uw breedtegraad praktische overweging. Echte weersomstandigheden zijn natuurlijk nooit zo geknipt en gedroogd. NASA levert een formule die de verwachte stratosferische temperatuur (T in graden C) berekent op basis van de gemiddelde temperatuur van -57 graden Celsius op 25 km hoogte. De formule is T = -131 + (0,003 * hoogte in meters).