اگر هوای گرم‌تر بالا می‌رود، پس چرا در قله کوه‌ها هوا سردتر است؟
یورو نیوز: افزایش هوای گرم یکی از شناخته شده ترین اصول فیزیک است. اگر در خانه ای با بیش از یک طبقه زندگی می کنید، حتما احساس کرده اید که تهویه مطبوع در طبقه بالا تقریبا ضروری است، اما در طبقه همکف چندان مورد نیاز نیست.
برخلاف خانه، به نظر نمی‌رسد این قانون در ارتفاعات بالا صادق باشد، زیرا کوه‌ها اولین مکان‌هایی هستند که برف می‌بارند. در عین حال، بسیاری از آنها در تمام طول سال پوشیده از یخ هستند. اما چگونه می توان این تناقض ظاهری را توضیح داد؟
ابتدا باید گفت که دمای هوا معیاری از انرژی جنبشی اتم ها یا مولکول های سازنده 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 ویژه زمانی که در یک محیط بسته محصور می شود، و در نتیجه، یک لایه هوای گرم تری در طبقه بالا و به طور طبیعی یک لایه هوای خنک تری در زیر ایجاد می کند.
ما می‌توانیم انتظار داشته باشیم که همین اتفاق در خارج از منزل رخ دهد، زیرا نور خورشید زمین را گرم می‌کند و باعث بالا رفتن هوای نزدیک زمین می‌شود. می توانید تاثیر این تعامل را در روزهای آفتابی بدون باد مشاهده کنید. زمانی که پرندگان شکاری و خلبانان گلایدر می توانند ساعت ها بدون صرف انرژی در آسمان پرواز کنند.
اما نمی توان این پدیده را نشانه داغ بودن قله کوه ها دانست.
این به این دلیل است که بیرون از خانه چیزی برای محدود کردن هوا وجود ندارد. از طرف دیگر درست است که هوای گرم بالا می رود، اما از طرف دیگر با فاصله گرفتن از سطح زمین به طور کلی فشار هوا کاهش می یابد.
از آنجایی که نیروی گرانش بیشتر اتمسفر را نزدیک زمین نگه می دارد، هر چه بیشتر به سمت بالا برویم، این نیرو بیشتر کاهش می یابد، مولکول ها پراکنده تر می شوند و فشار کاهش می یابد. در نتیجه این عامل فشار کمتری به هوا وارد می شود و بر این اساس هوا منبسط می شود. این انبساط آن را خنک می کند.
در عین حال باید گفت که با بالا رفتن در اتمسفر، دما بی نهایت کاهش نمی یابد، زیرا اگر اینطور بود خیلی قبل از رسیدن به فضا به دمای صفر مطلق می رسیدیم.
یکی دیگر از عوامل تعیین کننده در اینجا رسیدن هوا به لایه “تروپوپوز” است، یعنی لایه مرزی میانی بین تروپوسفر و استراتوسفر.
تروپوسفر لایه پایینی جو زمین است و لایه ای است که ما در آن زندگی می کنیم. این لایه تا ارتفاع ۱۲ کیلومتری از سطح زمین ادامه دارد.
ابزارهای دماسنج که با بادکنک به این ناحیه از جو فرستاده شده اند 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 ۷۰ درجه می رسد. درجه سانتیگراد به همین دلیل است که وقتی از یک کوه بالا می رویم، در واقع مانند این است که در داخل تروپوسفر بالا رفته ایم و در نتیجه کاهش دما را احساس می کنیم.
به این ترتیب کوهی با ارتفاع ۲ هزار متر ممکن است دمای قله آن ۱۰ 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 ۱۲ کیلومتری، دما تثبیت می شود و سپس دوباره شروع به افزایش می کند. دلایل این تغییرات در جهت بسیار پیچیده است که نمی توان در اینجا به آن اشاره کرد، اما به عواملی مانند تغییر در مخلوط گازها و طول موج تابشی که آنها جذب می کنند مربوط می شود.
