Γιατί το είδος του φυσικού αερίου σε κάθε στρώμα επηρεάζει τη θερμοκρασία αυτό το στρώμα;
1. Απορρόφηση και εκπομπή ακτινοβολίας:
* Αέρια θερμοκηπίου: Ορισμένα αέρια, όπως το διοξείδιο του άνθρακα, το μεθάνιο και ο υδρατμός, είναι πολύ αποτελεσματικά στην απορρόφηση της υπέρυθρης ακτινοβολίας (θερμότητα) που εκπέμπονται από την επιφάνεια της γης. Αυτά τα αέρια εκ νέου εκπέμπουν μερικές από αυτές τις ακτινοβολίες προς την επιφάνεια, παγιδεύοντας τη θερμότητα και θερμαίνοντας την ατμόσφαιρα. Η συγκέντρωση αυτών των αερίων του θερμοκηπίου ποικίλλει ανάλογα με το υψόμετρο, επηρεάζοντας τη θερμοκρασία διαφορετικών στρωμάτων.
* στρώμα όζοντος: Το στρώμα του όζοντος στη στρατόσφαιρα απορροφά την υπεριώδη (UV) ακτινοβολία από τον ήλιο. Αυτή η διαδικασία απορρόφησης θερμαίνει τη στρατόσφαιρα, καθιστώντας την θερμότερη από τα στρώματα πάνω και κάτω από αυτό.
2. Μοριακή πυκνότητα και θερμική χωρητικότητα:
* χαμηλότερη ατμόσφαιρα: Η χαμηλότερη ατμόσφαιρα (τροπόσφαιρα) είναι πυκνότερη, με περισσότερα μόρια ανά όγκο μονάδας. Αυτό επιτρέπει συχνότερες συγκρούσεις μεταξύ μορίων, οδηγώντας σε μεγαλύτερη μεταφορά θερμότητας και επομένως υψηλότερη θερμοκρασία.
* Άνω ατμόσφαιρα: Η ανώτερη ατμόσφαιρα (θερμοσφαίρα) έχει πολύ χαμηλή πυκνότητα μορίων. Ενώ λαμβάνει πολλή ηλιακή ακτινοβολία, τα λίγα μόρια που υπάρχουν δεν απορροφούν εύκολα ή μεταφέρουν θερμότητα. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα πολύ υψηλές θερμοκρασίες, αλλά η ατμόσφαιρα αισθάνεται κρύα λόγω της έλλειψης μορίων για τη μεταφορά θερμότητας στους ανθρώπους.
3. Ειδική θερμική ικανότητα αερίων:
* Τα διαφορετικά αέρια έχουν διαφορετικές ικανότητες για να απορροφήσουν και να αποθηκεύουν τη θερμότητα. Για παράδειγμα, το άζωτο και το οξυγόνο, τα κυρίαρχα αέρια στην τροπόσφαιρα, έχουν σχετικά χαμηλές θερμικές ικανότητες. Αυτό σημαίνει ότι απορροφούν λιγότερη θερμότητα από τον ήλιο σε σύγκριση με άλλα αέρια όπως υδρατμούς.
4. Χημικές αντιδράσεις:
* Ορισμένα ατμοσφαιρικά στρώματα βιώνουν χημικές αντιδράσεις που απελευθερώνουν ή απορροφούν θερμότητα. Για παράδειγμα, ο σχηματισμός του όζοντος στη στρατόσφαιρα είναι μια εξώθερμη αντίδραση, συμβάλλοντας στη ζεστασιά της στρατόσφαιρας.
Συνοπτικά:
Η σύνθεση των αερίων σε κάθε ατμοσφαιρικό στρώμα, η ικανότητά τους να απορροφούν και να εκπέμπουν ακτινοβολία, την πυκνότητα και τη θερμική ικανότητά τους και τις χημικές αντιδράσεις που εμφανίζονται μέσα σε όλους τους σημαντικό ρόλο στον προσδιορισμό του προφίλ θερμοκρασίας της ατμόσφαιρας.
