Чаму ў горнай мясцовасці халаднейшае надвор'е?
Многія людзі заўважаюць прыкметную розніцу ў тэмпературы падчас падарожжа з прыбярэжных раёнаў або нізін у горныя раёны. Паветра, спачатку цёплае, змяняецца на прахалоднае, нават халоднае, асабліва ўначы і раніцай. Гэта з'ява не проста «таму што гэта блізка да гор» або «таму што там шмат дрэў», але цесна звязана з тым, як працуе атмасфера. На вялікіх вышынях тэмпература, як правіла, ніжэйшая з-за спалучэння фізікі паветра, атмасфернага ціску, здольнасці паветра ўтрымліваць цяпло, а таксама рэжымаў ветру і вільготнасці. Вось поўнае тлумачэнне таго, чаму на вялікіх вышынях надвор'е прахаладнейшае.
1. Чым вышэй месца, тым ніжэйшы ціск паветра
Першы ключавы фактар — гэта ціск паветра. На ўзроўні мора слуп паветра над намі вельмі тоўсты, таму ціск высокі. Аднак, калі мы падымаемся вышэй, колькасць паветра над намі памяншаецца, таму атмасферны ціск зніжаецца. Ніжэйшы ціск уплывае на тэмпературу, таму што паветра становіцца «разрэджаным» (яго шчыльнасць памяншаецца), і яго тэмпература змяняецца лягчэй.
У нізінах паветра больш шчыльнае, што дазваляе яму больш эфектыўна захоўваць і перадаваць цяпло. І наадварот, у горнай мясцовасці разрэджанае паветра прыводзіць да больш хуткай страты цяпла, і яно не захоўваецца доўга. Вось чаму, нават калі ярка свеціць сонца, паветра на вяршынях гор усё роўна адчуваецца халодным.
2. Адыябатычны працэс: паветра пашыраецца, а затым астуджаецца
Найважнейшым тлумачэннем гэтай з'явы ў метэаралогіі з'яўляецца адыябатычнае астуджэнне. Па меры пад'ёму паветра на большую вышыню навакольны ціск памяншаецца. У выніку паветра пашыраецца. Гэта пашырэнне патрабуе энергіі; гэтая энергія бярэцца з уласнага ўнутранага цяпла паветра, тым самым зніжаючы яго тэмпературу.
Гэты працэс называецца адыябатычным, таму што ён адбываецца без прамога цеплаабмену з навакольным асяроддзем, а хутчэй з-за змен ціску, якія прымушаюць паветра змяняць аб'ём. Гэта галоўная прычына, чаму горныя схілы і нагор'і звычайна халаднейшыя за даліны або ўзбярэжжы, нават калі яны геаграфічна знаходзяцца ў адной мясцовасці.
3. Хуткасць зніжэння тэмпературы з вышынёй (градыент тэмпературы)
Існуе распаўсюджаны тэрмін: градыент тэмпературы, які азначае хуткасць зніжэння тэмпературы паветра з павелічэннем вышыні. У сярэднім тэмпература ў трапасферы (слой атмасферы, дзе назіраецца надвор'е) падае прыкладна на 6,5°C на кожныя 1.000 метраў вышыні. Гэта значэнне можа змяняцца ў залежнасці ад вільготнасці і атмасферных умоў, але гэта даволі дакладны агульны паказчык.
Напрыклад, калі тэмпература ў нізінах каля 30°C, то на вышыні 1.500 метраў сярэдняя тэмпература можа апусціцца да 20°C ці нават ніжэй. Нядзіўна, што ў горных гарадах адчуваецца прахалодней, а ў вяршынях гор можа быць даволі холадна, асабліва ўначы.
4. Паветра больш сухое і мае меншую здольнасць назапашваць цяпло.
На вялікіх вышынях паветра часта больш сухое (хаця ў некаторых горных раёнах вільготнае з-за частых туманаў і дажджоў). Сухое паветра мае важную характарыстыку: яно, як правіла, не ўтрымлівае столькі цяпла, колькі вільготнае. І наадварот, вадзяная пара ў атмасферы можа дзейнічаць як «коўдра», якая ўтрымлівае цяпло, падобна да невялікамаштабнага парніковага эфекту.
У многіх высакагорных месцах, асабліва тых, што знаходзяцца далёка ад буйных крыніц вадзяной пары, вільготнасць можа зніжацца, з-за чаго тэмпература адчуваецца ніжэйшай, асабліва ўначы. Гэта таксама тлумачыць, чаму ў некаторых высакагорных раёнах назіраюцца вялікія адрозненні ў дзённай і начной тэмпературах: дні могуць быць даволі цёплымі з-за сонца, але ночы могуць хутка астываць.
5. Паверхня зямлі і расліннасць уплываюць, але не з'яўляюцца галоўнай прычынай.
Людзі часта мяркуюць, што горная мясцовасць халодная, таму што там «шмат дрэў» або «глеба іншая». Фактары паверхні сапраўды адыгрываюць пэўную ролю, напрыклад:
– Расліннасць можа павялічваць мясцовую вільготнасць і забяспечваць цень.
– Некаторыя камяністыя або пясчаныя глебы хутчэй вылучаюць цяпло ўначы.
– Даліны могуць «затрымліваць» халоднае паветра, таму ў некаторых раёнах катлавін ноччу вельмі холадна.
Аднак гэтыя фактары толькі ўзмацняюць або фарміруюць лакальныя змены. Асноўнымі прычынамі застаюцца вышыня, ціск паветра і адыябатычнае астуджэнне.
6. Сонечнае выпраменьванне моцнае, але паветра застаецца прахалодным.
На вялікіх вышынях мы знаходзімся бліжэй да сонца па адлегласці, але розніца настолькі малая, што не мае значэння. Больш прыкметна тое, што атмасфера над намі больш разрэджаная, таму менш сонечнай радыяцыі «фільтруецца». У выніку людзі могуць адчуваць, што сонечныя прамяні больш інтэнсіўныя, і рызыка сонечных апёкаў вышэйшая.
Але чаму тэмпература паветра застаецца такой нізкай? Таму што сонечнае святло ў асноўным награвае паверхню зямлі, а зямля потым награвае паветра над ёй. Калі паветра разрэджанае, а ціск нізкі, награванне паветра менш эфектыўнае, і цяпло губляецца хутчэй. Гэта часта прыводзіць да сітуацыі «яркае сонца, але халоднае паветра», якая распаўсюджаная ў горных раёнах.
7. Ноч: цяпло хутка выходзіць (прамянёвае астуджэнне)
Найбольш відавочнае адрозненне паміж нізінамі і высакагор'ямі звычайна адчуваецца ўначы. На вялікіх вышынях, пасля заходу сонца, паверхня Зямлі хутка губляе цяпло праз інфрачырвонае выпраменьванне ў атмасферу і космас. Паколькі паветра разрэджанае і часта больш сухое, цеплаўтрымліваючая «коўдра» слабейшая, што дазваляе цяплу хутчэй выходзіць. Вось чаму тэмпература ў гарах можа рэзка зніжацца ранняй раніцай.
Яснае неба ўзмацняе гэты эфект. У ясную, бязвоблачную ноч тэмпература ў горнай мясцовасці можа рэзка знізіцца. І наадварот, калі неба хмарнае, хмары могуць затрымліваць цеплавое выпраменьванне, робячы ноч менш халоднай.
8. Уплыў ветру, нахілу і мясцовай цыркуляцыі
Горны рэльеф стварае ўнікальныя ветравыя ўзоры. Удзень горныя схілы, асветленыя сонцем, награваюць паветра над імі, прымушаючы яго падымацца (далінныя брызы). Уначы схілы хутка астываюць, у выніку чаго паветра становіцца шчыльнейшым і цячэ ўніз (горныя брызы). Гэты паток паветра можа пераносіць халодныя паветраныя масы і ўзмацняць адчуванне прахалоды на вялікіх вышынях.
Акрамя таго, пікавыя зоны часта падвяргаюцца ўздзеянню моцных вятроў. Вецер паскарае вызваленне цяпла ад цела чалавека праз канвекцыю, з-за чаго мы адчуваем прахалоду (халадок ад ветру), нават калі паказанні тэрмометра могуць быць не асабліва нізкімі.
Выснова
Надвор'е на вялікіх вышынях прахаладнейшае ў асноўным таму, што нізкі ціск паветра прымушае яго пашырацца і астуджацца па меры ўздыму (адыябатычнае астуджэнне), а таксама таму, што сярэднія тэмпературы зніжаюцца з вышынёй (градыент тэмпературы). Больш разрэджанае, часта сухое паветра і хуткая страта цяпла ўначы робяць горныя раёны прахалоднымі або халоднымі. Расліннасць, тапаграфія, воблачнасць і фактары ветру дадаткова ўплываюць на мясцовыя ваганні тэмпературы, але застаюцца пад асноўным уплывам: вышыня змяняе ўласцівасці паветра і тое, як атмасфера захоўвае цяпло.
Калі жадаеце, я магу адаптаваць гэты артыкул у больш навуковым стылі (з формулай для вызначэння частаты градыентаў і прыкладамі разліку) або ў больш папулярным стылі для школьных заданняў.
