Cur tempestas in Montibus Frigidior est?
Multi homines differentiam insignem temperaturae animadvertunt cum a litoribus vel campis ad regiones montanas iter faciunt. Aer, initio calidus, in frigidum, immo frigidum mutatur, praesertim noctu et mane. Hoc phaenomenon non simpliciter "quia prope montes est" aut "quia multae arbores sunt," accidit, sed arcte cum modo quo atmosphaera operatur coniunctum est. In altis altitudinibus temperaturas inferiores habere solent propter combinationem physicae aeris, pressionis atmosphaericae, facultatis aeris calorem retinendi, et venti et humiditatis. Hic est explicatio completa cur tempestas frigidior sit in altis altitudinibus.
1. Quo altior locus, eo minor pressio aeris.
Prima clavis in pressione aeris iacet. Ad planitiem maris, columna aeris supra nos valde densa est, itaque pressio alta est. Attamen, cum altiores ascendimus, copia aeris supra nos decrescit, ita pressio atmosphaerica decrescit. Pressio inferior temperaturam afficit quia aer "rarus" fit (densitas eius decrescit) et temperatura eius facilius mutatur.
In planitiebus, aer densior est, quo fit ut calorem efficacius condat et transmittat. Contra, in montibus, aer tenuior facit ut calor celerius amittatur neque diu retineatur. Quam ob rem, etiam cum sol clare lucet, aer in cacuminibus montium frigidus sentitur.
2. Processus adiabaticus: aer expandit deinde refrigescit
Explicatio huius phaenomeni in meteorologia gravissima est refrigeratio adiabatica. Cum aer ad maiorem altitudinem ascendit, pressio circumstans decrescit. Propterea, aer expandit. Haec expansio energiam requirit; haec energia ex calore interno aeris ipsius sumitur, ita temperaturam aeris deminuens.
Hic processus adiabaticus appellatur quia sine directa commutatione caloris cum ambiente circumstante fit, sed potius propter mutationes pressionis quae aerem volumen mutare faciunt. Haec est causa principalis cur clivi montium et terrae altae plerumque frigidiores sint quam valles vel litora, quamvis geographice in eadem area sint.
3. Ratio decrescentis temperaturae cum altitudine (ratio lapsus)
Est vocabulum vulgo adhibitum: "lapse rate", quod est celeritas qua temperatura aeris cum altitudine crescente decrescit. Mediocriter, temperatura in troposphaera (strato atmosphaerae ubi tempestas fit) circiter 6,5°C pro singulis 1.000 metris altitudinis decrescit. Hic valor variari potest secundum humiditatem et condiciones atmosphaericas, sed est index generalis satis accuratus.
Exempli gratia, si temperatura in campis planitiebus circa 30°C est, tum in altitudine 1.500 metrorum temperatura media ad circa 20°C vel etiam infra descendere potest. Non mirum est oppida montana frigidiora esse, et regiones montium cacumina satis frigidas esse posse, praesertim noctu.
4. Aer siccior est et minorem facultatem habet ad calorem conservandum.
In magnis altitudinibus, aer saepe siccior est (quamquam aliquae regiones montanae humidae sunt propter crebras nebulas et pluvias). Aer siccus proprietatem magni momenti habet: non tantum caloris retinere solet quantum aer humidus . Contra, vapor aquae in atmosphaera quasi "tegumentum" fungi potest quod calorem capit, haud secus ac effectus tepidarii parvi.
In multis locis altae altitudine, praesertim iis qui longe a magnis fontibus vaporis aquae sunt , humiditas descendere potest, temperaturas frigidiores sentiendis — praesertim noctu. Hoc etiam explicat cur nonnullae regiones altae magnas differentias inter temperaturas diurnas et nocturnas experiantur: dies propter solem satis calidi esse possunt, sed noctes celeriter refrigerari possunt.
5. Superficies terrae et vegetatio influunt, sed non sunt causa principalis.
Saepe homines existimant terras altas frigidas esse quod "multas arbores" habeant aut "solum differat." Factores superficiales quidem momentum habent, exempli gratia:
– Vegetatio humiditatem localem augere et umbram praebere potest.
– Quaedam sola saxosa vel arenosa calorem celerius noctu emittunt.
Valles aerem frigidum "capere" possunt, ita ut quaedam areae alveorum noctu valde frigidae sint.
Attamen hi factores variationes locales tantum confirmant vel formant. Causae praecipuae manent altitudo, pressio aeris , et refrigeratio adiabatica.
6. Radiatio solis valida est, sed aer frigidus manet.
In magnis altitudinibus, soli propiores sumus distantia, sed differentia tam parva est ut nihil ad rem pertineat. Quod magis conspicuum est, atmosphaera supra nos tenuior est, ita minor radiatio solaris "filtratur." Quam ob rem, homines sentire possunt radios solis intensiores esse et periculum adustionis solaris maius esse.
Sed cur temperatura aeris tam humilis manet? Quia lux solis imprimis superficiem terrae calefacit, et terra deinde aerem supra se calefacit. Si aer tenuis est et pressio humilis, calefactio aeris minus efficax est et calor celerius perditur. Hoc saepe ad condicionem "solis clari sed aeris frigidi" ducit, quae in regionibus montanis communis est.
7. Nocte: calor celeriter effugit (refrigeratio radiativa)
Discrimen manifestissimum inter terras humiles et altas plerumque noctu sentitur. In magnis altitudinibus, post solis occasum, superficies Telluris celeriter calorem per radiationem infrarubram in atmosphaeram et spatium amittit. Quia aer tenuior et saepe siccior est, "stragulum" calorem retinens debilius est, permittens calorem celerius effugere. Quam ob rem temperaturae in montibus primis horis matutinis vehementer descendere possunt.
Caelum serenum hunc effectum amplificat. Nocte serena et sine nubibus, temperaturae in montibus acriter cadere possunt. Contra, si caelum nubilum est, nubes radiationem caloris capere possunt, ita ut nox minus frigida videatur.
8. Influentia venti, declivitatis, et circulationis localis
Topographia montana ventorum modos singulares creat. Interdiu, clivi montium soli expositi aerem supra se calefaciunt, eum ascendere facientes (aurae vallis). Nocte, clivi celeriter refrigerant, aerem densius fieri et deorsum fluere facientes (aurae montanae). Hic fluxus aeris frigida massas portare et sensationem frigiditatis in altitudinibus magnis intensificare potest.
Praeterea, cacumina saepe ventis validioribus exponuntur. Ventus emissionem caloris e corpore humano per convectionem accelerat, nos frigidiores sentientes (frigor venti), etiamsi thermometrum fortasse non admodum humile indicat.
conclusio
Caelum in altitudinibus magnis frigidius est, praesertim quia pressio aeris humilis aerem expandere et refrigerare facit dum ascendit (refrigeratio adiabatica), una cum eo quod temperaturae mediae cum altitudine decrescunt (lapsus rate). Aer tenuior, saepe siccior, et rapida caloris amissio noctu regiones montanas frigidas vel frigidas sentiunt. Vegetatio, topographia, nubes, et factores venti porro ad variationes temperaturae locales conferunt, sed sub primaria influentia manent: altitudo proprietates aeris et modum quo atmosphaera calorem reponit mutat.
Si vis, hunc articulum vel ad stilum scientificum (cum formula decursus temporis et exemplis calculi) vel ad stilum populariorem pro operibus scholasticis accommodare possum.
