Γιατί είναι πιο κρύο σε μεγαλύτερα υψόμετρα;

Θέα από σύννεφα που κυλούν πάνω από μια κορυφή βουνού στο Deomali, Odisha, 17 Αυγούστου 2020. | Φωτογραφία: Mohan Vamsi Somireddi

ΕΝΑ: Οι μετρήσεις αποκαλύπτουν ότι, καθώς ανεβαίνουμε στην ατμόσφαιρα, η θερμοκρασία του αέρα μειώνεται με το ύψος από το έδαφος μέχρι περίπου 15-20 km στην τροπόσφαιρα. Πέρα από αυτό, αυξάνεται στη στρατόσφαιρα σε ύψος 50 km. Και πάλι, μειώνεται στη μεσόσφαιρα μέχρι τα 80 km και τελικά αυξάνεται στην ιονόσφαιρα.

Η ηλιακή ακτινοβολία θερμαίνει την επιφάνεια της γης πολύ περισσότερο από τον αέρα μέσω του οποίου ταξιδεύει. Η θερμότητα στην επιφάνεια μεταφέρεται με συναγωγή διαστολής στην ατμόσφαιρα. Μια ατμόσφαιρα που ρυθμίζεται από συναγωγική διαστολή θα έχει σχετικά ψυχρότερες θερμοκρασίες σε υψηλότερα επίπεδα. Αυτό ισχύει σε μια υδροστατικά σταθερή ατμόσφαιρα, υπό αδιαβατικές συνθήκες (δηλ. όταν η εντροπία είναι σταθερή), κάτι που ισχύει για τις πλανητικές ή αστρικές ατμόσφαιρες.

Αλλά η πραγματική ατμόσφαιρα δεν είναι στατική. Είναι δυναμικό με συνεχή κίνηση. Οι θερμοδυναμικές διεργασίες δεν είναι αδιαβατικές καθώς εισέρχεται ακτινοβολία από το εξωτερικό της ατμόσφαιρας και η ατμόσφαιρα εκπέμπει επίσης τη θερμότητα προς το διάστημα. Ακόμα οι αποκλίσεις από την υδροστατική κατάσταση και την αδιαβατική κατάσταση είναι μικρές και η θερμοκρασία μειώνεται με το ύψος.