Funktionsweise des Wetters
On August 24, 2021 by adminDie Sonne emittiert eine große Menge an Energie, die in Form von kurzwelliger Strahlung durch den Weltraum wandert. Nur ein winziger Teil dieser Energie erreicht tatsächlich die Oberfläche. Der größte Teil der Atmosphäre wird jedoch nicht direkt durch Sonnenstrahlung erwärmt, sondern durch die terrestrische Strahlung, die der Planet selbst emittiert.
Haben Sie jemals ein Video von jemandem gesehen, der an einem heißen Tag ein Ei auf dem Bürgersteig brät? Es ist die Wärme, die vom Bürgersteig abgegeben wird, die das Braten macht, nicht die Sonne, obwohl der Bürgersteig von Anfang an von der Sonne erhitzt wurde. Die Erdoberfläche absorbiert Sonnenstrahlung und emittiert terrestrische Strahlung.
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Warum absorbiert die Luft diese selbstgebrühte Strahlung auf dem Boden anstelle der frischen Sonnenenergie? Nun, eine sonnengeladene Erde emittiert langwellige Strahlung. Während Wasserdampf- und Kohlendioxidmoleküle lediglich den Durchgang ankommender kurzer Wellen ermöglichen, absorbieren sie die langen Wellen der Erde und erwärmen die Atmosphäre von Grund auf. Aus diesem Grund wird ein Bergsteiger beim Aufstieg immer kälteren Bedingungen ausgesetzt sein, obwohl er sich effektiv der Sonne nähert.
Wissenschaftler unterteilen die Atmosphäre in vier Schichten basierend auf der Temperatur.
- Troposphäre: Mit Ausnahme von Satelliten und einigen Flugzeugen befindet sich unsere gesamte Welt in dieser unteren Schicht. Selbst die höchsten Berge kratzen nicht an ihrer oberen Grenze, der sogenannten Tropopause, bei etwa 7 Meilen (11 km) über dem Meeresspiegel (die Dicke der Troposphäre variiert mit Breitengrad und Jahreszeit). An diesem Punkt stoppt der stetige Temperaturabfall, der mit zunehmender Höhe auftritt. Die Troposphäre enthält unser gesamtes Wetter und 80 Prozent der Luftmasse des Planeten. Denken Sie daran, je niedriger die Höhe, desto höher der Luftdruck. Obwohl diese Schicht nicht so dick ist wie höher gelegene Schichten, sind die Moleküle dichter gepackt.
- Stratosphäre: Diese Schicht erstreckt sich weitere 23 Meilen (37 km) in den Himmel und endet 30 Meilen (48 km) über der Planetenoberfläche in der Stratopause. Wenn Sie durch die Atmosphäre aufstiegen, würde der stetige Temperaturabfall, den Sie in der gesamten Troposphäre erlebten, in der Tropopause anhalten und für die ersten 12 Meilen (20 km) der Stratosphäre konstant bleiben. Zu diesem Zeitpunkt würde die Temperatur dank des Ozons, das die ultraviolette Strahlung der Sonne absorbiert, wieder ansteigen. Die Temperatur würde weiter steigen, bis Sie die Stratopause erreicht haben.
- Mesosphäre: Oberhalb der Stratopause beginnt die dritte Schicht der Atmosphäre allmählich kälter zu werden, wenn Sie sich der Mesopause nähern, die sich mehr als 50 Meilen (80 km) über der Erdoberfläche befindet. Die kältesten Temperaturen der Atmosphäre treten hier auf und sinken auf -130 Grad Fahrenheit (-90 Grad Celsius) .
- Thermosphäre: Die letzte Schicht der Erdatmosphäre erstreckt sich von der Mesopause bis zum äußersten Rand des Weltraums. Die Luftmoleküle in dieser Schicht niedriger Dichte sind buchstäblich dünn gesät. Da die Moleküle weniger Masse haben, absorbieren sie die Sonnenstrahlung viel schneller. Temperaturen in der Thermosphäre können höher als 3.100 Grad Fahrenheit (1.700 Grad Celsius) erreichen. Aufgrund der geringen Dichte würde es sich jedoch nicht so heiß anfühlen. Stellen Sie sich ein 3.100-Grad-Stickstoffmolekül als stinkenden Hund vor. Wenn Sie von einem Dutzend von ihnen umgeben wären, die über ein Fußballfeld verteilt sind, würden Sie den Gestank kaum bemerken. Aber pack dich mit ihnen in eine Besenkammer, und du würdest bald nach Luft schnappen.
Lassen Sie uns nun untersuchen, wie die Kräfte hinter Lufttemperatur und Luftdruck das Wetter beeinflussen.
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