質問:
チベット高原が同じ緯度の低地よりも寒い理由をどのように説明できますか?
gerrit
2014-04-16 00:52:31 UTC
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一般的な素人の説明なぜそれはより高い標高に冷たくなるのか(ここでは対流圏のみを考慮)は定性的に要約されます太陽は地球の表面を加熱し、地球の表面は大気を加熱します。子供の頃にこの説明を聞いたり読んだりするたびに、私は思ったのを覚えています。それでは、なぜチベット高原は同じ緯度の低地よりもまだ寒いのでしょうか。結局のところ、チベットの地表に到達する太陽​​エネルギーも少なくありません。明らかにそれ以上のものがあります。

量子物理学の講師から、主題を2回教えた後でないと本当に理解できないという発言を考慮して、私は私の質問を言い換えています。そのようなものとして:チベット高原が同じ緯度の低地よりも寒い理由を、素人の言葉でどのように説明しますか?

三 答え:
#1
+16
DrewP84
2014-04-16 06:05:07 UTC
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答えは、地球が静的システムではないためです。

理想気体の法則により、空気は上昇するにつれて冷却されます。これは、乾燥断熱減率と呼ばれます。しかし、地球上のすべての場所が同じ緯度で同じ温度ではない理由に興味があります。私たちはこれが真実ではないことを知っています。しかし、なぜ真実ではないのですか?天気。

地球は、ほとんどの自然現象と同様に、静的平衡を達成しようとします。入ってくる放射線と出て行く放射線の違いは、バランスをとる必要のある正味のエネルギー貯蔵量を地球に残します。天気は、地球がバランスをとろうとするために使用するメカニズムです。

さて、天気が地球の静的均衡を乱していることはわかっています。しかし、それはどのように機能しますか?風。またはさらに良いことに、移流。移流とは、ある場所から別の場所への大気パラメータ(水分、温度、回転など)の輸送です。したがって、風は温度、湿度、および回転を「輸送」することができます。

これらのパラメータのいずれかを移流するために、必ずしも嵐は必要ありません。実際、彼らは常に動いています。冷たい空気は常に極から遠ざかっています。

それでも、それは完全には答えられませんね。さて、あなたがチベットから数百マイルまたは数千マイル離れていると想像してください。あなたはもう山岳地帯ではなく、海面の平地にいます。環境減率は、この場所より6.5°C / 1000m上です(航空小包を扱っていないため)。チベットの高さは4500m〜8850mです。これは、5000mで約32.5°Cの冷却になります。他の場所からチベットに流入する空気は、海面よりも平均して32.5〜50°C低くなっています。

つまり、チベットが同じ緯度にある他の地点よりも少ない放射線を受け取っているということはそれほど多くありません(そうではありません)。さらに、チベットの標高にある他の場所の空気は、海面の空気よりもはるかに涼しいです。気温を測定することを忘れないでください!

正しい。 *水平*温度勾配は不安定です。しかし、チベットの太陽の下での砂のパッチは、おそらくまだ本当に暑くなるでしょう、と私は思います。
表面は、その高度でかなりの量の熱を蓄えるのに苦労します。暖めようとしたポイントの周囲には、熱損失の原因が多すぎます。表面の上のどの方向でも、その表面から熱を奪う冷たい乾燥した空気があります。側面または日焼けした表面の下のどの方向でも、より冷たい地球が熱を吸収することになります。どんな種類の風でも、熱の排出をさらに加速するだけです。
[ナグク近郊の4450mのチベット土壌温度](http://i.imgur.com/9NrSXTZ.png)
その土壌温度グラフは興味深いです、それはどこから来たのですか、文脈は何ですか?
私は単に、典型的な一年を通してチベットの4500mの土壌温度を説明したかっただけです。土壌は一年のほぼ半分は氷点下ですが、日が長くなると暖かくなります。だから、あなたはそれがまだ比較的「熱くなる」ということは正しいです。 [チベットの土壌と水分の研究PDF](http://www.researchgate.net/profile/Kun_Yang4/publication/235948922_The_Tibetan_Plateau_observatory_of_plateau_scale_soil_moisture_and_soil_temperature_%28Tibet-Obs%29_for_quantifying_uncertainties_in_coarse_and_soil_temperature_%28Tibet-Obs%29_for_quantifying_uncertainties_in_coartainties_in_coar
#2
+11
casey
2014-04-16 22:26:37 UTC
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あなたは、チベット高原の太陽入力が同じ緯度の海面の場所と同じになるということは正しいです。また、太陽が地球の表面を加熱し、それが大気を加熱することも正しいです。残りの詳細については、次に説明します。

  • アルベド

    アルベドは「白さ」の尺度であり、太陽放射照度が地球とどのように相互作用するかを示します。 。暗い色の物は太陽の下に置くと本当に熱くなる傾向がありますが、明るい色の物体はそれほど熱くなりません。これは、太陽からの光子が地球に当たると、吸収または散乱されるためです。放射線のダイナミクスに立ち入ることなく、暗い色は吸収する傾向があり、明るい色は散乱する傾向があることをそのままにしておきます。これをアルベドに変換します。高い値の「白」は、太陽入力が大気に反射されていることを意味します。低い値は、太陽光入力が吸収されていることを意味します。森や海はアルベドが低くなります。積雪と氷のアルベドは高くなります。

    ただし、チベットのアルベドは平均よりわずかに高いだけなので(以下のコメントで引用されているように〜0.35)、この効果はわずかな減少で制限されます平均よりも吸収された太陽放射で。

  • 吸収

    チベットに吸収された太陽入力は、地面の分子を励起し、ウォームアップ(および長波放射)によって応答します。 。上向きに放出された放射は気温に何の影響も与えません。温室効果ガスだけがこれらの波長を吸収するのに優れていますが、通常の乾燥空気はそうではありません。これらの高度では、おそらく最高の温室効果ガスである水蒸気も少なくなることは注目に値します。放射が空気を暖めない場合、それは伝導と対流を残します。

  • 伝導

    地球は、大気中の最低レベルの分子との伝導によって大気を加熱します。伝導が起こるためには、分子が接触する必要があります。高高度での低圧では、空気の分子が少なくなり、伝導は低高度での効率が低下します。

  • 大気

    チベット高原に到達する空気は、すでに高地に吹き込まれているか、低地から上り坂に吹き込まれます。どちらの場合でも、この空気は冷たく乾燥する傾向があります。上り坂の流れは、乾くまで(雨、雲)6C / km前後で冷える傾向があり、その後10C / kmで冷えます。すでに高度にある空気の場合、チベットの平均標高は約580 hPaであり、その圧力での標準温度は-14 Cです。これら2つの影響のうち、すでにこの高度にある空気の冷気移流が上り坂の断熱流を支配します。高度のこの空気は地表よりも速く移動する傾向があり、チベットの地表を吹き抜ける新しい冷たい空気が絶えず流れます。

すべてをまとめる:

少し高いアルベドは、同じ緯度でチベットが低い標高よりも寒い理由についての最初の疑いです-より多くの太陽光が宇宙に反射され、地面の温暖化には寄与しません。次の疑いは、表面による大気の加熱効率が低いことです。これに続いて、海面(同様の緯度)の表面よりもはるかに冷たい大気が続きます。海面よりもはるかに冷たい気団を取り、海面よりも熱が少なくなると、海面よりも冷たくなります。

いくつかの考え; Peixoto and Oort、Physics of Climate、図6.10aによると、アルベドはチベットでいくらか高くなっていますが、それほど高くはありません(Sahara 0.3、チベット0.35、氷冠0.8)。空気の分子が少ないことに関しては、はい、しかしそれはより少ない分子を加熱するために比例してより少ないエネルギーを必要とします。重要な問題は風と水蒸気の不足だと思います(つまり、防風された谷でさえあまり熱くなりません)。
これは、わかりやすく、わかりやすい説明です。いいね!冷却の大部分が冷気の移流と断熱冷却(それぞれによって輸送される冷気の量を考えてください)によるものであることを強調した場合、それは完璧な答えだと思いますが、断熱冷却は確かに関連しています。
@gerritは正しいです、[アルベドはあなたが思うほど重要ではありません](http://i.imgur.com/ExCslj1.png)。高原は、ほとんどの部分でヒマラヤに覆われた雨(または雪)です。 [チベットの衛星画像](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/84/Himalaya_composite.jpg)。
@DrewP84アルベド効果を強調せず、冷気移流を強調するように編集しました。
#3
+2
farrenthorpe
2014-06-03 04:27:09 UTC
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温度は運動エネルギーの尺度であり、大気中では分子の数とその速度に起因します。高度が高くなると大気が少なくなり(たとえば、気圧が低くなり、分子が少なくなります)、動き回る分子が少なくなるため、気温の測定値は低くなります。これが、対流圏の高度が高いほど気温が低くなるという基本的/基本的な理由です。さらに、エネルギーを閉じ込める温室効果ガス分子の数が少ないため、より高い高度でより多くの熱が宇宙に失われます。

そのための参考資料はありますか?他の答えは、温度差の別の理由を与えるようです。
温度は[分子の**平均**運動エネルギー](http://scienceworld.wolfram.com/physics/Temperature.html)です。したがって、分子が少ないことは温度が低いことと同じではありません。実際、同じ量のエネルギー入力の場合、他のすべての変数が同じに保たれた状態で分子が少なくなると、温度が高くなります... n(モル数)とT(モル数)が理想気体の法則に見られるように温度)は間接的に関連しています。しかし、圧力と体積はどちらも大気中でも著しく変化します。


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