Hvorfor er klimaet i Low Lands Hot, men kaldt i High Lands?

Den primære grunnen til at lufttemperaturen synker i høyereliggende områder, er at lufttrykket avtar med høyde. Som en pakke av luft beveger seg opp eller ned, endrer sin temperatur, selv uten varmeveksling finner sted. Disse endringene er kalt adiabatiske prosesser, og de bidra til å forklare hvorfor temperaturen varierer så sterkt med høyden.

adiabatiske prosesser

En adiabatisk prosess er definert som temperaturendringer i et fluid på grunn av en endring i trykk uten at noen gevinst eller tap av varme fra det omgivende miljø. I virkeligheten er ikke noe system helt adiabatisk, fordi det er alltid en eller annen form for varmeutveksling med omgivelsene. Som en tilnærming er imidlertid bevegelsen av luft pakker i atmosfæren kan behandles som en adiabatisk prosess for de fleste beregninger.

Den termodynamikkens første lov

Den termodynamikkens første lov, som også kalles Law of Conservation of Energy, sier at energi kan verken oppstå eller forsvinne. Når en pakke av luft beveger seg opp eller ned, den totale energien forblir den samme. Beveger seg utover fra sentrum av en kule, er hvert lag er større enn den som før, slik at området hvor luften opptar ikke endres. Flytte oppover, øker området, eller det minsker mens på vei ned. Derfor synker trykket som høyden øker, fordi luften er mer spredt. Ekspanderer og fyller et større område krever arbeid, eller energi. Ved å bruke energien til å ekspandere, må luft gi opp energi i et annet område, slik at temperaturen, den midlere kinetisk energi av partiklene, minker.

Temperatur og Heat

Det kan være forvirrende å si at luften ikke vinne eller tape varme, men det gjør endre temperatur. Dette er ikke selvmotsigende fordi, i fysikk, varme og temperatur har svært ulike definisjoner. Temperatur er et mål for den midlere kinetisk energi eller energi av bevegelige partikler av et objekt. Varme er summen av all den kinetiske energien i det objektet. For eksempel har et bål en mye høyere temperatur enn en stor isbre, men breen faktisk inneholder mer varme fordi det er så mye større.

Den Adiabatisk lapse rate

Hvor stor temperaturendring som oppstår mens en pakke av luft beveger seg opp eller ned er styrt av adiabatisk lapse rate. For tørr eller umettet luft, noe som betyr luft som i dag holder mindre vanndamp enn det potensielt kan holde på at temperaturen er adiabatisk lapse rate ca 5,5 grader Fahrenheit per 1000 fot, eller 10 grader Celsius per 1000 meter. Den adiabatisk lapse rate fungerer i begge retninger. Tenk for eksempel, en umettet pakke av luft med en temperatur på 50 grader Fahrenheit. Hvis luften skulle bevege seg, som følge av vindstrømmer, 2.000 fot oppover, dets temperatur vil falle til 39 grader. Hvis det var å flytte ned 2000 fot, vil temperaturen øke til 61 grader.

Miljø Lapse Rate

Mens den adiabatiske forløp Frekvensen måler temperaturendring i et bevegelig pakke av luft, miljø forfalle Prosenten måler forskjellen i temperaturen på den stasjonære atmosfæren fra bakkenivå opp til 11 km eller 6,8 miles i høyde, på hvilket punkt andre prosesser begynner å ha en større innflytelse på temperaturprofilen. Denne prisen er omtrent lik 6,5 grader Celsius per 1.000 meter eller 3,5 grader Fahrenheit per 1000 fot, selv om den faktiske renteendringer basert på lokale værforhold.