لماذا تنخفض درجة الحرارة كلما ارتفعنا؟ وهل يمكن ان يحدث العكس؟
طقس العرب - محمد عوينة - تختلف درجة حرارة اليابسة من منطقة لأخرى، حيثُ يؤثر ارتفاع التضاريس في درجة الحرارة، وتنخفض درجة الحرارة بِمقدار درجة مئوية واحدة كُلما ارتفعنا 150 مترًا، ويختلف هذا المُعدل من مكان لآخر على سطح الأرض، ومن فصل لآخر.
قد يتصور للبعض اننا كُلما ارتفعنا عن سطح الأرض، نقترب من الشمس ومن المنطقي أن ترتفع الحرارة، فلماذا تنخفض درجة الحرارة كُلما ارتفعنا؟ وهل يُمكن أن يحدث العكس؟
لماذا تنخفض درجة الحرارة كُلما ارتفعنا؟
يَرجع انخفاض درجة الحرارة مع ارتفاع الأرض، الى عدد من العوامل والمؤثرات، ولعلَّ أبرزها الابتعاد عن تأثير الاشعاع الشمسي، فبُعيد تسخين الأرض، فإن الأرض تُسخن الهواء الذي يعلوها، لذلك يحظى الهواء المُلامس لسطح الأرض بالنصيب الأوفر من حرارة الأرض، كما تلعب العوالق الجوية دورًا هامًا في منع الإشعاع الأرضي من الارتفاع للأعلى، حيثُ يزداد تأثير العوالق الجوية كُلما انخفضنا بسبب كثافتها العالية.
في الغلاف الجوي للأرض، يتناقص الضغط مع الارتفاع، المُرتبط بعدد الجزيئات لكل وحدة حجم، والسبب هو انخفاض كثافة الهواء (thin air) مع الارتفاع (تقل كمية جزيئات الغاز في الهواء)، فإن الهواء يخضع للتمدد للحفاظ على حجمه (Adiabatic Expansion) وبالتالي يبرد.
هل يُمكن أن يحدث العكس؟
تنخفض حرارة الجو بالابتعاد عن سطح الأرض، ولكن يحصل في بعض الأحيان تزايد في درجة الحرارة بالارتفاع، أي انه عكس الحالة الطبيعية، وهي حالة استثنائية تقع خلال فترة زمنية قصيرة وعلى نطاق محلي، وتُعرف هذه الحالة بالانقلاب الحراري (Temperature inversion) ويحدث الانقلاب الحراري بالقرب من سطح الأرض (Surface temperature inversion) ويحدث ذلك لعدة أسباب أهمها:
- طول الليل في فصل الشتاء، فتزيد كمية الأشعة المفقودة عن كمية الأشعة المُكتسبة فيبرد سطح الأرض ويكون الهواء الذي يعلوه أكثر دفئًا.
- خلو السماء من السحب، فتكون كمية الحرارة المفقودة بواسطة الاشعاع الشمسي كبيرة بسبب عدم وجود مانع من ارتفاعها.
- مرور هواء دافئ بالمنطقة بعيدًا عن سطح الأرض فيكون الهواء المُرتفع أدفئ من الهواء المُلامس لسطح الأرض، أو مرور هواء بارد على سطح الأرض مباشرة فيجعل الهواء المُلامس لسطح الأرض أبرد من الهواء الذي يعلوه.
لا يقتصر حدوث الانقلاب الحراري في الطبقات السفلى، بل أحيانًا يحدث في طبقات الجو العليا (Upper temperature inversion) ولعلَّ أكثرها شيوعًا تلك التي تحدث في طبقة الستراتوسفير بسبب وجود غاز الأوزون الذي يعمل على امتصاص الأشعة تحت الحمراء، فيؤدي إلى نشوء انقلاب حراري علوي في طبقة الستراتوسفير.
بالإضافة الى الانقلاب الحراري الذي يحدث نتيجة التقاء كتلة هوائية باردة بأخرى دافئة، فتتكون جبهة هوائية باردة، حيث يرتفع الهواء الدافئ فوق الهواء البارد.
