Atmosphärentemperatur - Atmospheric temperature

Vergleich des Graphen der US-Standardatmosphäre von 1962 der geometrischen Höhe gegen Luftdichte , Druck , Schallgeschwindigkeit und Temperatur mit ungefähren Höhen verschiedener Objekte.

Die Atmosphärentemperatur ist ein Maß für die Temperatur auf verschiedenen Ebenen der Erdatmosphäre . Sie wird von vielen Faktoren beeinflusst, einschließlich der einfallenden Sonneneinstrahlung , der Luftfeuchtigkeit und der Höhe . Bei der Diskussion der Oberflächenlufttemperatur hängt der jährliche Temperaturbereich der Atmosphäre an jedem geografischen Ort stark von der Art des Bioms ab , gemessen an der Klimaklassifikation nach Köppen

Temperatur versus Höhe

Diese Bilder zeigen Temperaturtrends in zwei dicken Schichten der Atmosphäre, die zwischen Januar 1979 und Dezember 2005 von einer Reihe von satellitengestützten Instrumenten gemessen wurden. Die Messungen wurden von Microwave Sounding Units und Advanced Microwave Sounding Units durchgeführt, die auf einer Reihe von National Oceanic and Wettersatelliten der Atmospheric Administration (NOAA). Die Instrumente zeichnen die von Sauerstoffmolekülen in der Atmosphäre emittierte Mikrowellenenergie auf. Quelle: [1]
Das Bild zeigt die vertikale Struktur der Atmosphäre nach Temperaturunterschieden.
Hauptartikel: Stornorate

Temperatur variiert stark in unterschiedlichen Höhen in Bezug auf die Erde ist Oberfläche und diese Schwankung in der Temperatur charakterisiert die vier Schichten , die in der Atmosphäre vorhanden ist . Diese Schichten umfassen: die Troposphäre , Stratosphäre , Mesosphäre und Thermosphäre .

Die Troposphäre ist die unterste der vier Schichten und erstreckt sich von der Erdoberfläche bis etwa 11 km (7 Meilen) in die Atmosphäre, wo sich die Tropopause (die Grenze zwischen der Troposphären-Stratosphäre) befindet. Die Breite der Troposphäre kann je nach Breitengrad variieren, zum Beispiel ist die Troposphäre in den Tropen dicker (ca. 16 km oder 10 Meilen), weil die Tropen im Allgemeinen wärmer sind, und an den Polen dünner (ca. 8 km oder 5 Meilen), weil die Pole sind kälter. Die Temperaturen in der Atmosphäre nehmen mit der Höhe um durchschnittlich 6,5 °C/km ab. Da die Troposphäre ihre wärmsten Temperaturen näher an der Erdoberfläche erfährt, gibt es eine große vertikale Bewegung von Wärme und Wasserdampf, die Turbulenzen verursacht. Diese Turbulenzen sind in Verbindung mit dem Vorhandensein von Wasserdampf der Grund dafür, dass das Wetter in der Troposphäre auftritt.

Auf die Tropopause folgt die Stratosphäre. Diese Schicht erstreckt sich von der Tropopause bis zur Stratopause, die sich in einer Höhe von etwa 50 km (31 mi) befindet. Die Temperaturen bleiben mit der Höhe von der Tropopause bis zu einer Höhe von 20 km (12,5 Meilen) konstant, danach beginnen sie mit der Höhe zu steigen. Dieses Geschehen wird als Inversion bezeichnet und aufgrund dieser Inversion wird die Stratosphäre nicht als turbulent bezeichnet. Die Stratosphäre erhält ihre Wärme von der Sonne und der Ozonschicht, die ultraviolette Strahlung absorbiert.

Die nächste Schicht heißt Mesosphäre, die sich von der Stratopause bis zur Mesopause in einer Höhe von 85 km (53 Meilen) erstreckt. Die Temperaturen in der Mesospere nehmen mit der Höhe ab und sind tatsächlich die kältesten in der Erdatmosphäre. Dieser Temperaturabfall ist auf die abnehmende Strahlung der Sonne zurückzuführen, nachdem der größte Teil bereits von der Thermosphäre absorbiert wurde.

Die vierte Schicht der Atmosphäre ist als Thermosphäre bekannt und erstreckt sich von der Mesopause bis zur „Spitze“ der Kollisionsatmosphäre. Einige der wärmsten Temperaturen sind in der Thermosphäre zu finden , da sie auf der Ebene des Van-Allen-Strahlungsgürtels starke ionisierende Strahlung empfängt .

Temperaturbereich

Die Temperaturschwankung, die vom Tageshöchststand bis zur kühlen Nacht auftritt, wird als Tagestemperaturschwankung bezeichnet . Temperaturbereiche können auch auf Zeiträume von einem Monat oder einem Jahr basieren.

Die Größe der bodennahen atmosphärischen Temperaturbereiche hängt von mehreren Faktoren ab, wie zum Beispiel:

  • Die Durchschnittstemperatur
  • Die durchschnittliche Luftfeuchtigkeit
  • Das Regime der Winde (Intensität, Dauer, Variation, Temperatur usw.)
  • Die Nähe zu großen Körpern von Wasser , wie das Meer
Durchschnittliche Höchst-, Tiefst- und Spannen der monatlichen Lufttemperaturen in Campinas , Brasilien , zwischen Januar 2001 und Juli 2006 July
Durchschnittliche Höchst-, Tiefst- und Spannen der monatlichen Lufttemperaturen in Aracaju , Bundesstaat Sergipe , Brasilien , zwischen Januar 2001 und Juli 2006 July

Die Abbildung unten links zeigt ein Beispiel für Monatstemperaturen an einem solchen Stellen aufgezeichnet, die Stadt Campinas , Bundesstaat Sao Paulo , Brasilien , die liegt etwa 60 km nördlich der Steinbock Linie ( Breite von 22 Grad). Die durchschnittliche Jahrestemperatur beträgt 22,4 Grad Celsius und reicht von einem durchschnittlichen Minimum von 12,2 Grad bis zu einem Maximum von 29,9 Grad. Der durchschnittliche Temperaturbereich beträgt 11,4 Grad. Die Variabilität im Jahresverlauf ist gering (Standardabweichung von 2,31 für den maximalen Monatsdurchschnitt und 4,11 für den minimalen). In der Grafik ist ein weiteres typisches Phänomen der Temperaturspannen leicht zu erkennen, nämlich die Zunahme im Winter (niedrigere durchschnittliche Lufttemperatur).

In Campinas zum Beispiel kann die tägliche Temperaturspanne im Juli (der kühlste Monat des Jahres) zwischen typischerweise 10 und 24 Grad Celsius (Spanne 14) schwanken, während sie im Januar zwischen 20 und 30 Grad Celsius (Spanne) schwanken kann von 10).

Die Auswirkungen von Breitengrad, tropischem Klima, konstantem sanftem Wind und Lagen am Meer zeigen kleinere durchschnittliche Temperaturbereiche, kleinere Temperaturschwankungen und eine höhere Durchschnittstemperatur (zweite Grafik, aufgenommen für den gleichen Zeitraum wie Campinas, in Aracaju , der Hauptstadt der Bundesstaat Sergipe , ebenfalls in Brasilien, auf einem Breitengrad von 10 Grad, näher am Äquator ). Die durchschnittliche Jahreshöchsttemperatur beträgt 28,7 Grad Celsius und die durchschnittliche Mindesttemperatur beträgt 21,9. Der durchschnittliche Temperaturbereich beträgt nur 5,7 Grad. Die Temperaturschwankung über das Jahr hinweg ist in Aracaju sehr gedämpft (Standardabweichung von 1,93 für die Höchsttemperatur und 2,72 für die Mindesttemperatur).

Bedeutung

Ein Standort, der eine durchschnittliche Temperatur von 19 Grad Celsius, 60% durchschnittliche Luftfeuchtigkeit und einen Temperaturbereich von etwa 10 Grad Celsius um die Durchschnittstemperatur (jährliche Temperaturschwankung) kombiniert, gilt als ideal in Bezug auf den Komfort für die menschliche Spezies. Die meisten Orte mit diesen Eigenschaften befinden sich im Übergang zwischen gemäßigtem und tropischem Klima, etwa um die Tropen , insbesondere auf der südlichen Hemisphäre (dem Wendekreis des Steinbocks ).

Angehobene Mindesttemperatur

Siehe auch: Oberflächentemperaturinversion

Es wurde beobachtet, dass das Temperaturminimum in ruhigen, klaren Nächten nicht am Boden, sondern einige Dutzend Zentimeter über dem Boden auftritt. Die Schicht mit der niedrigsten Temperatur wird Ramdas-Schicht genannt, nach LA Ramdas , der dieses Phänomen erstmals 1932 auf der Grundlage von Beobachtungen bei verschiedenen Bildschirmhöhen an sechs meteorologischen Zentren in ganz Indien berichtete. Das Phänomen wird auf die Wechselwirkung von Wärmestrahlungseffekten auf atmosphärische Aerosole und Konvektionsübertragung in Bodennähe zurückgeführt.

Globale Temperatur

Siehe auch: Schumann-Resonanzen § Globale Temperatur

Das Konzept einer globalen Temperatur wird häufig in der Klimatologie verwendet und bezeichnet die durchschnittliche Temperatur der Erde basierend auf oberflächennahen, oberflächennahen oder troposphärischen Messungen. Diese Temperaturaufzeichnungen und Messungen werden in der Regel erworben , das unter Verwendung von Satelliten oder instrumental Massetemperaturmessungen , dann in der Regel eine Datenbank oder kompilieren mit Computermodell . Die langfristigen globalen Temperaturen im Paläoklima werden anhand von Proxy-Daten bestimmt .

Siehe auch

In der Luftfahrt

Verweise

  1. ^ Geometrische Höhe im Vergleich zu Temperatur, Druck, Dichte und Schallgeschwindigkeit, abgeleitet aus der US-Standardatmosphäre von 1962.
  2. ^ Köppen, Wladimir (2011-06-01). "Die thermischen Zonen der Erde nach der Dauer von heißen, gemäßigten und kalten Perioden und nach dem Einfluss der Hitze auf die organische Welt" . Meteorologische Zeitschrift . 20 (3): 351–360. Bibcode : 2011MetZe..20..351K . doi : 10.1127/0941-2948/2011/105 . ISSN  0941-2948 .
  3. ^ a b Ross, Sheila Loudon, 1958 - (11. März 2013). Wetter und Klima: eine Einführung . Don Mills, Ontario, Kanada. ISBN 978-0-19-544587-9. OCLC  812064583 .CS1-Wartung: mehrere Namen: Autorenliste ( Link )
  4. ^ Thompson, Russell D.. Atmospheric Processes and Systems , Routledge, 1998. ProQuest Ebook Central, https://ebookcentral-proquest-com.
  5. ^ „Die Atmosphäre der Erde: Ein mehrschichtiger Kuchen“ . Nasa .
  6. ^ a b "Stationsstatistik" . Agritempo (auf Portugiesisch). Archiviert vom Original am 12. Oktober 2013 . Abgerufen am 11. Oktober 2013 .
  7. ^ Ramdas, LA und Atmanathan, S., 1932. Die vertikale Verteilung der Lufttemperatur in Bodennähe bei Nacht . Beiträge zur Geophysik, V.37, S. 116–117.
  8. ^ See, JV (1955). „Der nächtliche Wärmehaushalt“. Natur . 176 (4470): 32–33. Bibcode : 1955Natur.176...32L . doi : 10.1038/176032b0 .
  9. ^ Hansen, James E. "GISS Oberflächentemperaturanalyse (GISTEMP)" . Nationale Luft- und Raumfahrtbehörde . Goddard-Institut für Weltraumforschung . Abgerufen am 1. September 2011 .


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