اگر هوای گرم تری بالا می آید، چرا در بالای کوه ها سردتر است؟

هوای گرم بالا می رود یکی این یکی از شناخته شده ترین اصول در فیزیک است. اگر در خانه ای با بیش از یک طبقه زندگی می کنید، احتمالاً احساس کرده اید که تهویه مطبوع در طبقه بالا تقریباً ضروری است، اما در طبقه همکف چندان زیاد نیست.

برخلاف خانه، به نظر نمی رسد که این قانون در ارتفاعات زیاد اعمال شود، زیرا کوه ها اولین مکان هایی هستند که برف را می بینند. در عین حال، بسیاری از آنها در تمام طول سال پوشیده از یخ هستند. اما چگونه می توان این تناقض ظاهری را توضیح داد؟

به گزارش یورو نیوز، اولین چیزی که باید گفت این است که دمای هوا معیاری برای سنجش انرژی جنبشی اتم ها یا مولکول های آن است. هر چه دما بالاتر باشد، انرژی جنبشی بیشتر است، به این معنی که آنها سریعتر حرکت می کنند.

در نتیجه، هوای گرم تمایل به بالا رفتن دارد، به خصوص زمانی که در یک محیط بسته محبوس شود، و یک لایه هوای گرم تری در طبقه بالا و البته یک لایه هوای خنک تر در زیر ایجاد می کند.

می‌توانیم انتظار داشته باشیم که در خارج از منزل هم همین اتفاق بیفتد: نور خورشید زمین را گرم می‌کند و باعث می‌شود هوای نزدیک به زمین بالا بیاید. می توانید تاثیر این تعامل را در روزهای آفتابی بدون باد مشاهده کنید. زمانی که پرندگان شکاری و گلایدرها می توانند ساعت ها بدون تلاش زیاد در آسمان پرواز کنند.

اما نمی توان این پدیده را نشانه داغ بودن قله کوه ها دانست.

این به این دلیل است که هیچ چیز بیرون از خانه وجود ندارد که هوا را محدود کند. از سوی دیگر، اگرچه هوای گرم بالا می رود، اما فشار هوا به طور کلی با فاصله از سطح زمین کاهش می یابد.

از آنجایی که گرانش بیشتر اتمسفر را نزدیک زمین نگه می دارد، هرچه بیشتر صعود کنیم، این نیرو بیشتر کاهش می یابد، مولکول ها بیشتر پخش می شوند و فشار کاهش می یابد. این عامل فشار کمتری به هوا وارد می کند و هوا بر این اساس منبسط می شود. این انبساط آن را خنک می کند.

در عین حال باید گفت که دما با بالا رفتن به جو بی نهایت کاهش نمی یابد، زیرا اگر اینطور بود خیلی قبل از رسیدن به فضا به صفر مطلق می رسیدیم.

یکی دیگر از عوامل مهم برای این امر این است که هوا وارد لایه “تروپوپوز”، یعنی لایه مرزی میانی بین تروپوسفر و استراتوسفر می شود.

تروپوسفر لایه پایینی جو زمین و لایه ای است که ما در آن زندگی می کنیم. این لایه تا ارتفاع 12 کیلومتری از سطح زمین ادامه دارد.

ابزارهای دماسنج که با بالن به این ناحیه از جو فرستاده می شوند به ما می گویند که هر چه در این لایه بالاتر برویم دما کمتر می شود به طوری که در آخرین سطح این لایه دما به منفی 70 درجه سانتی گراد می رسد. بنابراین وقتی از کوهی بالا می رویم انگار به تروپوسفر صعود کرده ایم و در نتیجه افت دما را احساس می کنیم.

به این ترتیب برای کوهی با ارتفاع دو هزار متر، دمای قله آن می تواند 10 درجه کمتر از دمای قاعده آن باشد. به همین دلیل است که قله های کوه های مرتفع همیشه پوشیده از برف است.

در این فاصله از سطح زمین، معمولاً در ارتفاع حدود 12 کیلومتری، دما تثبیت می شود و سپس دوباره شروع به افزایش می کند. دلایل این تغییرات جهتی برای توضیح در اینجا بسیار پیچیده است، اما آنها به عواملی مانند تغییرات در مخلوط گازها و طول موج تابشی که جذب می کنند مربوط می شوند.