De ce e frig la munte? De ce este mai frig la munte decât la pământ?
Într-o oarecare măsură, munții par ceva ciudat, de neînțeles, mai ales pe fundalul globului nostru absolut rotund. CU mare interesși un entuziasm incredibil, mulți dintre noi visăm să viziteze munții măcar o dată în viață. Pentru rezidenți regiuni muntoase, ele sunt, într-o oarecare măsură, cauzează inconveniente. Cu toate acestea, pentru turiști, munții devin din nou și din nou obiect de călătorie și impresii de neșters. Și totul pentru că chiar și în cele mai tari regiunile sudice Planeta noastră devine mai rece când urci în munți. Treptat, legume și lumea animală devine din ce în ce mai puțin divers și apare zăpada.
Cu cât muntele este mai sus, cu atât temperatura aerului este mai scăzută. Acest model este asociat cu creșterea rarefării aerului în funcție de înălțimea muntelui. Dacă înălțimea unui versant de munte depășește 3965 de metri, atunci nici copacii nu mai cresc pe el. Temperatura acolo este atât de scăzută. Aceste informații se aplică zonelor cele mai calde de pe glob. Într-un climat rece, în munții de asemenea înălțimi este și mai frig. Oamenii de știință au demonstrat că, cu cât ești mai sus de sol, cu atât este mai rece: un kilometru în sus - minus șase grade Celsius. Fie că te ridici la înălțime într-un balon cu aer cald sau mergi sus în munți, frigul devine din ce în ce mai vizibil pentru corpul uman.
Datorită densității scăzute a aerului din munți, pe cea mai înaltă dintre ele zăpada nu se topește nici vara. Adică temperatura nu crește până la un nivel care să provoace topirea zăpezii. Deci se dovedește atât de sus în munți toată iarna. Ca urmare a studiilor repetate, oamenii de știință au demonstrat că pământul încălzit de soare încălzește aerul doar până la o înălțime de cincisprezece kilometri. Peste acest nivel, conductivitatea termică a aerului devine din ce în ce mai scăzută. Un fapt important care influențează clima din munți este, desigur, zăpada veșnică.
Unghiul de incidență al razelor solare afectează fără îndoială regim de temperatură in munti. Pe pante temperatura va fi mereu mult mai ridicată decât în vârf. Cuceritor Culmi muntoase, alpiniștii, sunt nevoiți să recurgă la utilizarea buteliilor de oxigen. Într-adevăr, din cauza scăderii cantității de oxigen din aer, sus, la munte, devine imposibil de respirat. Pe un munte aflat la 13 kilometri, temperaturile pot ajunge la -50 de grade. Mulți alpiniști în orice moment au încercat și încearcă să cucerească cel mai mult loc înalt- Muntele Everest. Sunt situate în Himalaya Centrală și se ridică deasupra nivelului mării la 8848 de metri. Unii oameni reușesc să cucerească cel mai înalt vârf, dar alții nu. Din păcate, sunt cunoscute cazuri de deces în rândul alpiniștilor în timpul ascensiunii la una sau alta înălțime.
Fluctuațiile temperaturilor sezoniere sau zilnice în munți depind de mulți factori. Multe pericole îi așteaptă pe călători în munți. Soarele strălucea doar și dintr-o dată ninge. Nu mai puțin periculoase sunt schimbările bruște ale vremii, stâncile abrupte și avalanșe de zăpadă. La poalele muntelui poate fi +25, puțin mai sus deja cam 0 grade. În funcție de vânt, cât de aproape sunt munții de mare, la ce oră din zi se schimbă temperatura. Astfel, este important să ne amintim că apropierea vârfurilor munților de soare este înșelătoare. Cu cât sunteți mai sus de suprafața pământului, cu atât este mai rece și mai puțin oxigen în aer, fără de care existența organismelor vii este imposibilă.
„Singurele lucruri mai bune decât munții sunt munții”, așa spun mulți care s-au trezit cel puțin o dată singuri cu acești uriași duri. Dar oricât de puternică este percepția noastră emoțională, rămâne faptul că la altitudine corpul începe să funcționeze diferit.
Acum 20 de ani una dintre cele mai multe tragedii celebreîn istoria alpinismului mondial. Pe 11 mai 1996, opt alpiniști au murit în timp ce urcau pe cel mai înalt munte din lume.
Ce se întâmplă cu noi în munți, de ce, în ciuda aerului curat de munte din munți, începem să ne sufocăm și cum să urcăm Everestul fără oxigen - citiți în materialul nostru.
Foamete de oxigen
Mulți dintre noi ne-am trezit măcar o dată în munți, și nici măcar nu neapărat foarte înalți. Iar la sosire ne-am simțit „deplasați” - copleșiți și letargici. Dar după una sau două zile aceste simptome neplăcute au dispărut de la sine. De ce se întâmplă asta?
Datorită faptului că ne obișnuim cu presiunea atmosferică ridicată, locuind în oraș practic pe un platou (pentru Moscova aceasta este o medie de 156 de metri deasupra nivelului mării), ajungând în zona muntoasa corpul nostru este supus stresului.
Toate pentru că climat de munte- acesta este, în primul rând, un redus Presiunea atmosfericăși aer mai subțire decât la nivelul mării. Contrar credinței populare, cantitatea de oxigen din aer nu se modifică odată cu altitudinea; presiune parțială(Voltaj).
Adică, atunci când respirăm aer subțire, oxigenul nu este absorbit la fel de bine ca la altitudini joase. Ca urmare, cantitatea de oxigen care intră în corp scade - o persoană se confruntă cu înfometarea de oxigen.
De aceea, la sosirea în munte, de multe ori în loc de bucurie, plămânii se umplu de aer curat, avem dureri de cap, greață, dificultăți de respirație și oboseală extremă chiar și în timpul unei plimbări scurte.
Inaniție de oxigen (hipoxie)– o stare de lipsă de oxigen atât a întregului organism, cât și a organelor și țesuturilor individuale, cauzată de diverși factori: ținerea respirației, stări dureroase, conținut scăzut de oxigen în atmosferă.
Și cu cât ne ridicăm mai sus și mai repede, cu atât consecințele asupra sănătății pot fi mai grave. La altitudini mari există riscul de a dezvolta rău de înălțime.
Care sunt înălțimile:
- până la 1500 de metri - Înălțimi joase(chiar și cu munca grea nu există modificări fiziologice);
- 1500-2500 metri – intermediar (observabil modificări fiziologice, saturația de oxigen din sânge este mai mică de 90 la sută (normal), probabilitatea de rău de altitudine este scăzută);
- 2500-3500 metri – altitudini mari (raul de altitudine se dezvolta cu ascensiunea rapida);
- 3500-5800 metri – altitudini foarte mari (raul de altitudine se dezvoltă adesea, saturația de oxigen din sânge este mai mică de 90 la sută, hipoxemie semnificativă (scăderea concentrației de oxigen din sânge în timpul efortului);
- peste 5800 metri – altitudini extreme (hipoxemie severă în repaus, deteriorare progresivă, în ciuda aclimatizării maxime, rămânerea constantă la astfel de altitudini este imposibilă).
Rau de inaltime– o afecțiune dureroasă asociată cu lipsa de oxigen din cauza scăderii presiunii parțiale a oxigenului din aerul inhalat. Apare sus în munți, începând cu aproximativ 2000 de metri și mai sus.
Everest fără oxigen
Cel mai înalt vârf din lume este visul multor alpiniști. Conștientizarea masei necucerite cu o înălțime de 8848 de metri a entuziasmat mințile încă de la începutul secolului trecut. Cu toate acestea, pentru prima dată oamenii și-au atins vârful abia la mijlocul secolului al XX-lea - la 29 mai 1953, muntele i-a cucerit în cele din urmă pe neozeelandezul Edmund Hillary și pe șerpa nepaleză Tenzing Norgay.
În vara anului 1980, o persoană a depășit un alt obstacol - celebrul alpinist italian Reinhold Massner a urcat pe Everest fără oxigen auxiliar în cilindri speciali, care sunt folosiți la urcări.
Mulți alpiniști profesioniști, dar și medici, sunt atenți la diferența de senzații dintre cei doi alpiniști - Norgay și Massner - când au ajuns în vârf.
Potrivit memoriilor lui Tenzing Norgay, „soarele strălucea, iar cerul - în toată viața mea nu văzusem un cer mai albastru, am privit în jos și am recunoscut locuri memorabile din expedițiile trecute... Pe toate părțile din jurul nostru se aflau! marele Himalaya... Niciodată până acum nu am mai văzut o asemenea priveliște și niciodată nu voi mai vedea nimic – sălbatic, frumos și teribil.”
Și iată amintirile lui Messner despre același vârf. „Mă scufund în zăpadă, greu ca piatra de oboseală... Dar aici nu e odihnă, sunt epuizată și epuizată la limită... Încă o jumătate de oră - și am terminat... E timpul să plec Nu există nici un sentiment de măreție a ceea ce se întâmplă. Sunt prea obosit pentru asta.
Ce a cauzat o diferență atât de semnificativă în descrierile ascensiunii triumfale a celor doi alpiniști? Răspunsul este simplu - Reinhold Massner, spre deosebire de Norgay și Hillary, nu a respirat oxigen.
Inhalarea în vârful Everestului va aduce creierului de trei ori mai puțin oxigen decât la nivelul mării. Acesta este motivul pentru care majoritatea alpiniștilor preferă să cucerească vârfurile folosind butelii de oxigen.
Pe opt mii (vârfuri peste 8.000 de metri) există așa-numita zonă morții - o altitudine la care, din cauza frigului și a lipsei de oxigen, o persoană nu poate sta mult timp.
Mulți alpiniști notează că a face cele mai simple lucruri: legarea cizmelor, fierberea apei sau îmbrăcarea devine extrem de dificilă.
Creierul nostru suferă cel mai mult în timpul lipsei de oxigen. Folosește de 10 ori mai mult oxigen decât toate celelalte părți ale corpului combinate. Peste 7500 de metri, o persoană primește atât de puțin oxigen încât poate apărea întreruperea fluxului sanguin către creier și umflarea creierului.
Edemul cerebral este un proces patologic manifestat prin acumularea excesivă de lichid în celulele creierului sau măduvei spinării și spațiului intercelular, precum și o creștere a volumului creierului.
La o altitudine de peste 6.000 de metri, creierul suferă atât de mult încât pot apărea crize temporare de nebunie. O reacție lentă poate lăsa loc agitației și chiar comportamentului inadecvat.
De exemplu, cel mai experimentat ghid și alpinist american Scott Fischer, cel mai probabil suferind de edem cerebral, la o altitudine de peste 7000 de metri, a cerut să-i cheme un elicopter pentru evacuare. Deși în condiții normale, orice alpinist, chiar și unul nu foarte experimentat, știe perfect că elicopterele nu zboară la o asemenea înălțime. Acest incident a avut loc în timpul unui trist renumită urcare Everest în 1996, când opt alpiniști au murit în timpul unei furtuni la coborâre.
Această tragedie a devenit cunoscută pe scară largă deoarece cantitate mare alpiniști morți. Ascensiunea din 11 mai 1996 a ucis 8 persoane, inclusiv doi ghizi. În acea zi, mai multe expediții comerciale au urcat simultan pe vârf. Participanții la astfel de expediții plătesc bani ghizilor, iar aceștia, la rândul lor, oferă siguranță maximă și confort de zi cu zi clienților lor de-a lungul traseului.
Majoritatea participanților la urcarea din 1996 nu erau alpiniști profesioniști și erau foarte dependenți de oxigenul auxiliar îmbuteliat. Potrivit diverselor mărturii, 34 de persoane au ieșit simultan să asalteze vârful în acea zi, ceea ce a întârziat semnificativ ascensiunea. Drept urmare, ultimul alpinist a ajuns pe vârf după ora 16:00. Ora critică de urcare este considerată 13:00 după această oră, ghizii sunt obligați să întoarcă clienții pentru a avea timp să coboare cât timp este încă lumină. În urmă cu 20 de ani, niciunul dintre cei doi ghizi nu a dat la timp un asemenea ordin.
Din cauza ascensiunii târzii, mulți participanți nu au mai avut oxigen pentru coborâre, timp în care un uragan puternic a lovit muntele. Drept urmare, după miezul nopții, mulți alpiniști erau încă pe versantul muntelui. Fără oxigen și vizibilitate slabă, nu și-au putut găsi drumul spre tabără. Unii dintre ei au fost salvați singuri de alpinistul profesionist Anatoly Boukreev. Opt oameni au murit pe munte din cauza hipotermiei și a lipsei de oxigen.
Sari din stratosferă
Stratosfera este un strat al atmosferei care se află la o altitudine de 11.000 până la 50.000 de metri. În stratosferă se află stratul care determină limita superioară a vieții în biosferă. Cu alte cuvinte, niciun organism viu nu poate supraviețui peste acest punct.
Pe 14 octombrie 2012, parașutismul austriac Felix Baumgartner a făcut un salt din stratosferă.
A stabilit un record pentru înălțimea săriturii, distanța pe care a parcurs-o în cădere liberă (mai mult de 36.000 de metri) și, de asemenea, a devenit prima persoană care a spart bariera sunetului fără vehicul.
Balonul stratosferic l-a ridicat pe Baumgartner într-o capsulă presurizată la o altitudine de aproape 39.000 de metri. Una dintre principalele dificultăți ale unui astfel de salt a fost că o persoană este forțată să rămână deasupra liniei Armstrong pentru o lungă perioadă de timp la o altitudine de aproximativ 19.000 de metri.
La această altitudine, presiunea atmosferică este de doar 47 de milimetri Mercur, iar apa fierbe la 37 de grade Celsius. Depresurizarea la altitudini de peste 18.900 de metri duce la fierberea sângelui.
Din cauza acestor condiții dificile, Baumgartner a fost echipat ca astronaut. Împreună cu echipamentul, cântărea 118 kilograme. Costumul lui avea un sistem de alimentare cu oxigen, un altimetru și o cască de sticlă încălzită și foarte colorată pentru protecție ultravioletă.
Despre aerul de munte și aclimatizare
Și totuși corpul nostru se poate adapta la condiții foarte dificile, inclusiv la altitudini mari. Pentru a fi la o altitudine de peste 2500-3000 de metri fără consecințe serioase, unei persoane obișnuite sunt necesare una până la patru zile de aclimatizare.
În ceea ce privește altitudinile de peste 5000 de metri, este aproape imposibil să te adaptezi la ele în mod normal, așa că poți sta la ele doar pentru un timp limitat. Corpul la astfel de altitudini nu este capabil să se odihnească și să se recupereze.
Este posibil să reduceți riscul pentru sănătate atunci când stați la înălțime și cum se face? De regulă, toate problemele de sănătate de la munte încep din cauza pregătirii insuficiente sau necorespunzătoare a corpului, și anume lipsa de aclimatizare.
Aclimatizarea este suma reacțiilor adaptative-compensatorii ale organismului, în urma cărora se menține sănătatea bună. stare generală, se mențin greutatea, performanța normală și starea psihologică.
Mulți medici și alpiniști consideră că cel mai bun mod de a te adapta la altitudine este să câștigi altitudine treptat – să faci mai multe ascensiuni, ajungând la înălțimi din ce în ce mai mari, apoi să cobori și să te odihnești cât mai jos.
Să ne imaginăm o situație: un călător care decide să cucerească Elbrus, cel mai înalt vârf din Europa, își începe călătoria de la Moscova la 156 de metri deasupra nivelului mării. Și în patru zile se dovedește a fi 5642 de metri.
Și deși adaptarea la altitudine este încorporată genetic în noi, un astfel de alpinist neglijent se confruntă cu câteva zile cu bătăi rapide ale inimii, insomnie și dureri de cap. Dar pentru un alpinist care își rezervă cel puțin o săptămână pentru urcare, aceste probleme vor fi reduse la minimum.
În timp ce un rezident al regiunilor muntoase din Kabardino-Balkaria nu le va avea deloc. Sângele highlandersului conține în mod natural mai multe eritrocite (globule roșii), iar capacitatea lor pulmonară este în medie cu doi litri mai mare.
Cum să te protejezi în munți când schiezi sau mergi pe drumeții
- Câștigă treptat altitudine și evită scădere bruscăînălțimi;
- La a nu se simti bine reduceți timpul de călătorie sau de mers pe jos, faceți mai multe opriri, beți ceai cald;
- Datorită radiațiilor ultraviolete mari, pot apărea arsuri retiniene. Pentru a evita acest lucru la munte trebuie să folosiți ochelari de soare și o pălărie;
- Bananele, ciocolata, muesli, cerealele și nucile ajută la combaterea foametei de oxigen;
- Nu trebuie să bei băuturi alcoolice la altitudine - acestea cresc deshidratarea organismului și agravează lipsa de oxigen.
Un alt fapt interesant și, la prima vedere, evident este că la munte o persoană se mișcă mult mai încet decât pe câmpie. ÎN viață obișnuită mergem cu o viteză de aproximativ 5 kilometri pe oră. Asta înseamnă că parcurgem o distanță de un kilometru în 12 minute.
Pentru a urca în vârful Elbrusului (5642 de metri), începând de la o altitudine de 3800 de metri, o persoană sănătoasă aclimatizată va avea nevoie în medie de aproximativ 12 ore. Adică viteza va scădea la 130 de metri pe oră față de normal.
Comparând aceste cifre, nu este greu de înțeles cât de grav ne afectează altitudinea corpul.
De ce cu cât mergi mai sus, cu atât devine mai rece?
Chiar și cei care nu au fost niciodată la munte cunosc o altă caracteristică a aerului de munte - cu cât este mai sus, cu atât este mai rece. De ce se întâmplă asta, pentru că mai aproape de soare aerul, dimpotrivă, ar trebui să se încălzească mai mult.
Chestia este că simțim căldura nu din aer, se încălzește foarte slab, ci de la suprafața pământului. Adică fasciculul soarele vine de sus, prin aer și nu-l încălzește.
Și pământul sau apa primește această rază, se încălzește destul de repede și eliberează căldură în sus în aer. Prin urmare, cu cât suntem mai sus din câmpie, cu atât primim mai puțină căldură de pe pământ.
Inna Lobanova
De fapt, temperatura din atmosfera Pământului variază neuniform
Prima informație că, cu cât o persoană se ridică mai sus deasupra suprafeței Pământului, cu atât temperatura aerului devine mai scăzută, oamenii au primit-o în antichitate, când au urcat. munti inalti. De-a lungul timpului, această informație s-a confirmat: au notat și primii aeronauți care au zburat în baloane dependență liniarăîntre creșterea altitudinii și scăderea temperaturii. Acesta este, probabil, motivul pentru care mulți dintre noi avem ideea că, cu cât observatorul este mai departe de suprafața planetei, cu atât devine mai rece. spațiu aerianîn jurul lui, iar aceasta durează până când observatorul ajunge în spațiul cosmic, în care domnește frigul etern. Cu toate acestea, această idee nu este altceva decât un mit.
Pentru a vă convinge de acest lucru, vă invit să faceți o călătorie imaginară de la suprafața Pământului până la granițele sale cele mai superioare. carcasă de aer. Imaginează-ți că ești într-un coș de cumpărături balon cu aer caldÎntr-o zi fierbinte de vară, când temperatura aerului de la suprafața Pământului a ajuns la 30 °C, am verificat toate echipamentele și am plecat într-o călătorie cu avionul. În același timp, ca un adevărat om de știință, nu uitați să vă uitați la termometrul din gondolă, care măsoară temperatura aerului. Care va fi mărturia lui?
Permiteți-mi să vă reamintesc că primul strat al atmosferei pe care trebuie să-l traversați se numește...
troposfera
În acest strat, învelișul de aer al planetei noastre are o densitate maximă aproape de însăși suprafața Pământului, care scade pe măsură ce obiectul se îndepărtează de acesta. Din această cauză, temperatura începe cu adevărat să scadă. Dacă te uiți la citirile termometrului la fiecare sută de metri, probabil vei descoperi imediat un model interesant - temperatura scade cu exact 0,65 °C. Astfel, este deja despre Limita superioarăîn troposferă, adică la o altitudine de 10 km, poate scădea până la –56 °C. Și asta este doar în latitudini temperate, la ecuator, unde troposfera se extinde la o altitudine de 18 km, un călător poate observa o scădere a temperaturii până la -70°C. Aceasta este destul de aproape de minim absolut temperatura la suprafața pământului, înregistrată în 1983 în Antarctica - atunci termometrul arăta -89,6 °C.
Cu toate acestea, v-ați apropiat deja de tropopauză - un strat de 2-3 km, care este limita superioară a troposferei. Aici scăderea temperaturii se oprește: atunci când călătoriți prin tropopauză, termometrul arată întotdeauna aceleași -56 sau -70 ° C. Adică peste trei kilometri temperatura nu scade sau crește. Ei bine, atunci trebuie să vă transferați la balonul stratosferic și să vă continuați călătoria. Se deschide înaintea ta strat nouînvelișul de aer al planetei noastre, care se numește...
Stratosferă
În acest strat aerul este deja atât de rarefiat încât este aproape imposibil de respirat. Dar cu temperatura se întâmplă lucruri interesante. Pentru primii 20–25 km nu se modifică, rămânând la fel ca atunci când a fost atins limita superioară a stratului anterior. Dar apoi există un salt brusc, iar la o altitudine de 40 km devine destul de cald - termometrul arată 0 °C. Această temperatură rămâne aceeași pentru următorii 10 km, până la limita superioară a acestui strat, care se numește stratopauză.
Cum poate fi explicată această creștere neașteptată a temperaturii? Cert este că în această zonă, gazele care alcătuiesc aerul sunt supuse unor atacuri constante din partea radiațiilor ultraviolete, care declanșează diverse reacții chimice. Unul dintre ele ne este bine cunoscut - conversia oxigenului în ozon, datorită căreia se formează stratul de ozon, care protejează Pământul de aceeași radiație ultravioletă. Toate aceste reacții sunt exoterme, adică atunci când au loc, energia este eliberată în spațiul înconjurător sub formă de căldură. Această căldură încălzește straturile superioare ale stratosferei.
Cu toate acestea, balonul tău stratosferic se străduiește din ce în ce mai sus, iar acum, la o altitudine de 50 km, ai atins deja următorul strat atmosferic, care se numește ...
Mezosfera
Aici trebuie să te schimbi în aeronave, conceput pentru zboruri suborbitale, și continuați-vă călătoria. Acest strat este interesant deoarece în el se nasc nori noctilucenți frumoși, care uneori pot fi observați de la suprafața Pământului. Cu toate acestea, în timp ce admirați acest fenomen natural minunat, nu uitați să vă uitați la termometru. Și aici veți vedea că în acest strat de temperatură apar aventuri nu mai puțin uimitoare.
În primii 10 km crește ușor și poate atinge valori de la 0,5 la 1 °C. Acesta este încă efectul reacțiilor exoterme care au loc în stratul anterior.
Dar mai departe, la o altitudine de 60 km, acest efect se termină și are loc o scădere bruscă a temperaturii - termometrul arată -90 ° C. Dar aceasta nu este limita la o altitudine de 90 km, adică în regiunea limitei superioare a mezosferei, temperatura poate scădea până la –100 °C, sau chiar mai mică. Aici a fost înregistrată minima atmosferică absolută -225 de grade sub zero.
Această scădere a temperaturii se explică prin faptul că aerul din mezosferă este deja atât de rarefiat încât razele de soare, trecând prin această regiune, pur și simplu nu au timp să-și transfere energia către molecule de gaz destul de rare. Iar stratul de ozon situat dedesubt se absoarbe foarte intens radiatie solara, dar în același timp nu o reflectă deloc. Deci pur și simplu nu există nimic de încălzit în mezosferă - deci așa temperaturi scăzute.
Cu toate acestea, la o altitudine de 90 km mezosfera se termină. Atunci călătoria ta poate fi continuată doar de nava spatiala. Pe ea te vei regăsi în ultimul strat al atmosferei, unde temperaturile sunt încă diferite de cele din interior spațiul cosmic. Și se numește...
Termosferă
Această regiune a carcasei noastre de aer poartă acest nume dintr-un motiv - aici temperatura începe să crească brusc. La o altitudine de 300 km, termometrul arată deja 1700 °C. Mai departe, până la limita superioară a acestui strat, care se află la o altitudine de 800 km, temperatura crește ușor, totuși, trebuie să fiți de acord, călătoria prin termosferă este destul de fierbinte! Motivul pentru o astfel de creștere bruscă a temperaturii este ionizarea atomilor gazelor atmosferice, în timpul căreia se eliberează energie, precum și așa-numita căldură Joule creată. curenti electrici magnetosferă. Apropo, ionizarea gazelor menționată mai sus este cea care duce la fenomene naturale atât de frumoase și maiestuoase precum aurorele.
Strict vorbind, la limita superioară a termosferei, călătoria ta se termină - atunci există un strat numit exosferă, în care particulele se scurg în spațiul interplanetar, astfel încât temperatura de acolo nu este practic diferită de cea din spațiul cosmic. Vă puteți întoarce înapoi pe Pământ - nu mai mult fenomene interesante Nu veți vedea nicio modificare asociată cu schimbările de temperatură.
Astfel, oricine face o astfel de călătorie va putea să vadă singur că ideea unei scăderi liniare a temperaturii odată cu creșterea altitudinii este valabilă doar pentru cel mai de jos strat al atmosferei. Apoi temperatura se schimbă în zig-zag - mai întâi crește brusc, apoi scade și ea brusc, apoi crește din nou și apoi scade din nou. Desigur, acum o astfel de călătorie este imposibilă, dar în timp, când, de exemplu, un astfel de dispozitiv ca lift spațial, oricine poate propria experiență asigurați-vă că, pe măsură ce altitudinea crește, temperatura din atmosferă se schimbă foarte neuniform.
Presiunea aerului din vârful Muntelui Fuji (înălțime - 3782 m) este de 2/3 din presiunea atmosferică deasupra nivelului mării.
În zonele joase atmosfera este mai densă. La altitudini mai mari este mai subțire și presiunea aerului este mai mică. Aerul în creștere, încălzit prin radiații de la suprafață, crește în volum și se răcește atunci când intră într-o zonă de presiune atmosferică scăzută - un proces cunoscut sub numele de răcire adiabatică.
De obicei, aerul se răcește cu aproximativ 10 °C la fiecare 1000 m de altitudine. În vârful unui munte de 2000 m, aerul este cu aproximativ 20 °C mai rece decât deasupra nivelului mării. Când norii intră în fluxul de aer ascendent, gradul de răcire a acestuia va fi cu jumătate mai mic decât cel al unui aer fără nori. masa de aer. În medie, pentru întreaga troposferă, temperatura scade cu aproximativ 7 °C la fiecare 1000 m de altitudine.
Mai mare înseamnă mai rece
Radiația solară trece prin atmosferă, încălzind suprafața Pământului. Radiația infraroșie de la suprafață se încălzește apoi stratul de jos atmosfera. După cum se arată în figură, stratul C este încălzit de căldura de la suprafață și apoi își radiază căldura atât în sus, cât și în jos. Următorul strat B este încălzit de căldura generată de stratul C. La rândul său, stratul B eliberează căldură, încălzind atmosfera deasupra și dedesubtul acesteia.
Dar în acest caz, o parte din căldură se pierde, iar straturile superioare primesc doar o mică parte din ea. De atunci altitudine inalta Atmosfera este mai rarefiată, apoi aerul care urcă se răcește și crește în volum (așa-numita răcire adiabatică).
În timpul zilei temperatura pe câmpie fluctuează mai mult decât pe vârful muntelui. În ianuarie, temperatura pe câmpie variază în medie cu 10 °C. Când mergeți în deal, amplitudinea fluctuațiilor de temperatură scade la 6 °C. În vârful unui munte, temperatura se schimbă doar cu 1 °C.
Direcția de încălzire
Graficul din dreapta arată schimbările de temperatură de la suprafață la o altitudine de aproximativ 50 km. La limita superioară a troposferei, numită tropopauză (la aproximativ 12 km deasupra nivelului suprafeței), temperaturile încep să crească. Stratul de ozon aduce căldură suplimentară în stratosferă. Absoarbe radiațiile ultraviolete dăunătoare de la soare, iar energia din razele ultraviolete încălzește stratosfera.
În general, este ciudat, desigur, vei fi de acord. La urma urmei, cu cât ești mai sus, cu atât ești mai aproape de luminare. Și știm cu toții din cursul nostru de fizică că aerul cald se ridică din sol și este situat mult mai sus decât aerul rece. Dar de îndată ce faci drumeții în munți, înțelegi: ceva nu este în regulă aici. Cu cât este mai aproape de vârf, cu atât devine mai rece.
Faptul este că temperatura aerului din munți depinde de cu totul alte motive. Mai aproape de sol, este mai cald nu din aer, ci din pământ însuși. Acum să încercăm să explicăm.
Aerul în sine se încălzește foarte slab, indiferent de locul în care se află: mai sus de sol sau mai aproape de acesta. În termeni fizici, conductivitatea termică a aerului este scăzută. Adica o raza de soare vine de sus, prin aer si...practic nu face nimic cu ea. Aerul nu se încălzește. Dar pământul sau apa (dacă fasciculul cade pe un corp de apă) doar primește acest fascicul, îl absoarbe, se încălzește destul de repede și... eliberează căldura în sus în aer.
Deci: unde crezi că ar trebui să fie mai cald acum? Același lucru. Aproximativ cincisprezece kilometri de pământ sunt încălziți de soare, dând energie aerului. Așa se dovedește: cu cât mai departe, mai sus de suprafața planetei, cu atât aerul este mai rece.
Iar la munte aerul este complet rarefiat. Și aerul rarefiat, după cum știm, transferă și mai puțină căldură, aceasta este proprietatea sa datorită densității sale reduse. La urma urmei, ce este densitatea? Numărul de molecule pe unitate de volum. Cu cât sunt mai puține molecule, cu atât mai puține dintre ele participă la procesul de transfer de căldură.
Cercetătorii au calculat exact cum scade temperatura aerului odată cu distanța de la suprafața pământului: la fiecare kilometru în sus - minus șase grade Celsius.
„Ce zici de munți? - tu intrebi. „La urma urmei, munții au și o suprafață și, de asemenea, se poate încălzi și degaja căldură.” Poate, fără îndoială. Dar, în primul rând, așa cum am înțeles deja, densitatea aerului în munți este scăzută. Și apoi: un munte este o pantă. Raza soarelui nu cade perpendicular, ca pe o câmpie sau pe un lac-mare. Aceasta înseamnă că suprafața nu se încălzește atât de bine. Ei bine, un alt factor care interferează cu căldura de la munte este zăpada de pe vârfuri.
Poți să te uiți la comentarii sau să le scrii pe ale tale.
Se pare că la fiecare 15 metri devine mai greu de respirat, deoarece moleculele de aer devin mai subțiri și există mai puțin oxigen, iar presiunea atmosferică crește. Prin urmare, persoanelor cu schimbări de presiune nu li se recomandă să cucerească vârfurile muntoase, iar alpiniștii de la o altitudine de aproximativ 2000 de metri folosesc măști de oxigen.
Acest lucru se datorează faptului că atunci când este separat de suprafața pământului, densitatea aerului - presiunea acestuia - scade. Conținutul de oxigen din aerul de munte este de câteva ori mai mic. O persoană încearcă să inspire din ce în ce mai des, dar intră mai puțin oxigen. Respirația se accelerează și ritmul cardiac se accelerează, de asemenea. Încerci să respiri mai adânc ca să-l duci în plămâni mai mult aer, dar nu va fi posibil să saturați plămânii cu oxigen. Este nevoie de câteva zile pentru ca organismul să se adapteze normal la munte.
Există două versiuni ale motivului pentru care este greu să respiri în munți. Primul este că, cu cât este mai departe de nivelul mării și cu cât este mai sus în munți, cu atât conținutul de oxigen din aer este mai mic. Și în al doilea rând, la munte aerul este în general mai subțire, adică concentrația de aer acolo în general este mai mică decât dedesubt. Ceea ce în general nu schimbă esența. În general, aerul de munte este deosebit, organismul trebuie să se obișnuiască să lucreze în condiții de lipsă de oxigen.
Pentru că munții sunt înalți și dacă o persoană nu are cea mai sănătoasă inimă, sau pur și simplu are probleme cu tensiune arteriala A fi la munte nu este recomandat în principiu la munte, de regulă, nu este suficient aer din cauza presiunii atmosferice scăzute.
Mai exact, este greu să respiri la munte. Acest lucru se întâmplă deoarece densitatea aerului acolo este mai mică cu cât sunteți mai sus deasupra nivelului mării. Prin urmare, trebuie să respiri des și este dificil să respiri. Există o singură cale de ieșire, mișcări lente măsurate, deși poți agăța o butelie de oxigen pe spate.
Deoarece presiunea atmosferică scade odată cu altitudinea, este foarte greu să respiri la munte.
Aceasta este o concepție greșită comună că se presupune că este dificil să respiri în munți din cauza lipsei de oxigen.
Nu din cauza asta!
Cu cât este mai mare, cu atât mai multă energie - solară - fotoni.
Și oxigenul le acumulează.
Oxigenul furnizează energie în timpul respirației - aceiași fotoni.
De aceea, aerul este mai subțire, deoarece există mai multă energie pe atomi. Amintiți-vă, cu cât o substanță este mai fierbinte, cu atât se extinde mai mult. Deci aerul se extinde.
Așa că imaginați-vă - la munte respirăm aer mai cald - adică. transportând mai multă energie.
Corpul nostru reacționează în consecință - restricționează respirația și circulația sângelui pentru a nu supraîncălzi corpul. Simțim asta ca dificultăți de respirație și slăbiciune a inimii.
Amintiți-vă de căldură. Este foarte greu să respiri în căldură.
Nu numai că este dificil să respiri, dar te poate doare capul și ritmul cardiac poate crește. Și nu este vorba doar despre activitate fizica asociat cu ascensiunea. Cu cât urcăm muntele mai sus, cu atât mai putin continut oxigen în aer. Prin urmare, respirația se accelerează pentru a oferi corpului cantitatea necesară oxigen.
În zonele înalte presiunea atmosferică este mai mică decât în câmpie. În consecință, aerul este evacuat, are o densitate mai mică și, prin urmare, o concentrație mai mică de oxigen implicată în procesele oxidative ale corpului. Lipsa de oxigen provoacă hipoxie - înfometarea de oxigen. Simptomele pot include dificultăți de respirație, bătăi rapide ale inimii, tinitus, durere de cap, tuse, pierderea coordonării, orientare (o consecință a alimentării insuficiente cu oxigen a celulelor creierului).
La munte, presiunea parțială a oxigenului scade proporțional cu altitudinea. Adică, cu cât rătăciți mai sus în munți, cu atât este mai greu ca oxigenul să vă pătrundă în sânge. Tu, în calitate de locuitor al câmpiei, pur și simplu nu ai suficientă hemoglobină în sânge pentru a transporta oxigen în toate țesuturile corpului. Cele mai tipice senzații ale unui șes, nu numai în munți, ci chiar și în munții mijlocii - greutate în toți mușchii, dificultăți de respirație și creșterea ritmului cardiac. Uneori tulburarea conștiinței și leșin. Singurul antidot este să trăiești cantitate suficientă timpul petrecut la munte, astfel încât toate sistemele, organele și sistemele de organe să se adapteze la condițiile schimbate. Într-un corp adult și sănătos, acest lucru durează aproximativ două săptămâni.
Urmând logica de zi cu zi, cu cât ești mai sus de sol, cu atât temperatura aerului ar trebui să fie mai caldă: la urma urmei, pe de o parte, cu cât ești mai sus, cu atât mai aproape de Soare, iar pe de altă parte, aerul cald din sol se ridică. în sus.
De fapt, temperatura aerului din munți este determinată de factori complet diferiți.
Aerul în sine are o conductivitate termică foarte scăzută, adică conduce prost căldura. Prin urmare, razele soarelui care trec prin el nu au timp să-l încălzească. Și aerul de pe Pământ nu este încălzit deloc de radiația solară, ci de faptul că suprafața pământului și coajă de apă Pământul absoarbe căldura razelor solare și apoi o radiază. Această radiație termică încălzește aerul.
Radiația termică venită de pe Pământ poate încălzi aerul până la o înălțime de aproximativ 15 kilometri. Cu cât este mai departe de suprafața pământului, cu atât temperatura aerului este mai scăzută. Acest lucru se întâmplă, în primul rând, pentru că aerul încălzit lângă pământ se răcește rapid atunci când se îndepărtează de acesta și, în al doilea rând, pentru că în straturile superioare ale atmosferei aerul este mai rarefiat decât în apropierea pământului. Cu cât densitatea aerului este mai mică, cu atât se transferă mai puțină căldură. Figurat, acest lucru poate fi explicat astfel: cu cât densitatea aerului este mai mare, cu atât există mai multe molecule pe unitate de volum, cu atât se mișcă mai repede și se ciocnesc mai des, iar astfel de ciocniri, ca orice frecare, provoacă eliberarea de căldură. Cu cât densitatea gazului (în cazul nostru, aerul este mai mică), cu atât este mai puțin capabil să conducă căldura.
În medie, la fiecare 1000 de metri de creștere, temperatura aerului scade cu 6 grade Celsius.
Un cititor atent va obiecta: dar și munții pot absorbi radiatie solara si da-o in forma Radiație termala! Așa e, ei pot. Dar nu uitați că aerul de acolo este foarte rarefiat și, după cum am aflat mai sus, se încălzește foarte slab. În plus, razele soarelui de pe suprafața versanților munților cad întotdeauna nu vertical, ca pe suprafața pământului, ci în unghi. Și în plus, munții sunt împiedicați să se încălzească de capacele dese de zăpadă cu care sunt acoperiți - zăpadă albă reflectă pur și simplu razele soarelui.
Vârfuri și poalele înzăpezite
2017-10-06 19:04:56
WindyLight a dat răspunsul corect. Aerul cald de munte este înlocuit de vânturi reci
2017-06-28 22:51:42
De ce este atât de frig vara?
2017-02-06 16:58:53
De ce nu iese soarele?
2016-11-06 19:35:39
De ce este mereu însorit la munte?
2016-10-06 16:24:43
Cred că aerul din munți este rece pentru că chiar dacă inițial nu ar fi fost zăpadă și muntele s-ar încălzi, vânturile ar sufla aer cald de la munte și s-ar răci imediat, iar dedesubt, dacă vântul duce aer cald, atunci este înlocuit cu altul cald, pentru că Tot aerul de acolo este cald, dar muntele din jurul lui este rece.
Dezvoltând
2016-04-10 06:49:54
răspuns nebunesc. Mai ales ultimul paragraf. La munte, din cauza pantei, suprafata poate fi in general perpendiculara pe razele soarelui. Dar asta nu ajută. E încă frig. Despre zăpadă: de unde a venit inițial? Pentru ca lumina să fie reflectată, mai întâi trebuia să apară acolo și înainte de acea oră trebuia să fie caldă? Și cum se încălzește aerul de la sol până la o altitudine de 15 km? Cei care au zburat cu avioane știu că la o altitudine de 10 km temperatura este de -50 de grade.
2016-02-08 22:00:26
de ce astfel de complicații, în opinia mea totul este simplu, adevărul este că, cu cât unghiul de incidență al razelor solare la suprafață este mai mare, cu atât este mai mic, ca în Antarctica sau Siberia iarna și nu este nevoie să încurci oamenii din mai multe motive
2015-09-05 15:46:23
cum zăpada reflectă razele soarelui
2015-09-02 10:27:20
cool, asta este foarte informativ!
Pentru a vă convinge de acest lucru, vă invit să faceți o călătorie imaginară de la suprafața Pământului până la limitele superioare ale învelișului său aerian. Imaginați-vă că ați intrat în coșul unui balon cu aer cald într-o zi fierbinte de vară, când temperatura aerului de la suprafața Pământului a ajuns la 30 ° C, ați verificat toate echipamentele și ați plecat într-o călătorie cu avionul. În același timp, ca un adevărat om de știință, nu uitați să vă uitați la termometrul din gondolă, care măsoară temperatura aerului. Care va fi mărturia lui?
Permiteți-mi să vă reamintesc că primul strat al atmosferei pe care trebuie să-l traversați se numește...
În acest strat, învelișul de aer al planetei noastre are o densitate maximă aproape de însăși suprafața Pământului, care scade pe măsură ce obiectul se îndepărtează de acesta. Din această cauză, temperatura începe cu adevărat să scadă. Dacă te uiți la citirile termometrului la fiecare sută de metri, probabil vei descoperi imediat un model interesant - temperatura scade cu exact 0,65 °C. Astfel, deja în apropierea limitei superioare a troposferei, adică la o altitudine de 10 km, poate scădea la –56 °C. Și asta doar în latitudinile temperate, la ecuator, unde troposfera se extinde până la o altitudine de 18 km, un călător poate observa o scădere a temperaturii până la -70°C. Aceasta este foarte aproape de temperatura minimă absolută de pe suprafața pământului înregistrată în 1983 în Antarctica - atunci termometrul arăta -89,6 °C.
Cu toate acestea, v-ați apropiat deja de tropopauză - un strat de 2-3 km, care este limita superioară a troposferei. Aici scăderea temperaturii se oprește: atunci când călătoriți prin tropopauză, termometrul arată întotdeauna aceleași -56 sau -70 ° C. Adică peste trei kilometri temperatura nu scade sau crește. Ei bine, atunci trebuie să vă transferați la balonul stratosferic și să vă continuați călătoria. Un nou strat al învelișului de aer al planetei noastre se deschide în fața ta, care se numește...
În acest strat aerul este deja atât de rarefiat încât este aproape imposibil de respirat. Dar cu temperatura se întâmplă lucruri interesante. Pentru primii 20–25 km nu se modifică, rămânând la fel ca atunci când a fost atins limita superioară a stratului anterior. Dar apoi există un salt brusc, iar la o altitudine de 40 km devine destul de cald - termometrul arată 0 °C. Această temperatură rămâne aceeași pentru următorii 10 km, până la limita superioară a acestui strat, care se numește stratopauză.
Cum poate fi explicată această creștere neașteptată a temperaturii? Cert este că în această zonă, gazele care alcătuiesc aerul sunt atacate constant de radiațiile ultraviolete, care declanșează diverse reacții chimice. Unul dintre ele ne este bine cunoscut - conversia oxigenului în ozon, datorită căreia se formează stratul de ozon, care protejează Pământul de aceeași radiație ultravioletă. Toate aceste reacții sunt exoterme, adică atunci când au loc, energia este eliberată în spațiul înconjurător sub formă de căldură. Această căldură încălzește straturile superioare ale stratosferei.
Cu toate acestea, balonul tău stratosferic se străduiește din ce în ce mai sus, iar acum, la o altitudine de 50 km, ai atins deja următorul strat atmosferic, care se numește ...
Mezosfera
Aici trebuie să vă transferați la o aeronavă proiectată pentru zboruri suborbitale și să vă continuați călătoria. Acest strat este interesant deoarece în el se nasc nori noctilucenți frumoși, care uneori pot fi observați de la suprafața Pământului. Cu toate acestea, în timp ce admirați acest fenomen natural minunat, nu uitați să vă uitați la termometru. Și aici veți vedea că în acest strat de temperatură apar aventuri nu mai puțin uimitoare.
În primii 10 km crește ușor și poate atinge valori de la 0,5 la 1 °C. Acesta este încă efectul reacțiilor exoterme care au loc în stratul anterior.
Dar mai departe, la o altitudine de 60 km, acest efect se termină și are loc o scădere bruscă a temperaturii - termometrul arată -90 ° C. Dar aceasta nu este limita la o altitudine de 90 km, adică în regiunea limitei superioare a mezosferei, temperatura poate scădea până la –100 °C, sau chiar mai mică. Aici a fost înregistrată minima atmosferică absolută -225 de grade sub zero.
O astfel de scădere a temperaturii se explică prin faptul că aerul din mezosferă este deja atât de rarefiat încât razele soarelui, care trec prin această regiune, pur și simplu nu au timp să își transfere energia moleculelor de gaz destul de rare. Iar stratul de ozon situat dedesubt absoarbe radiația solară foarte intens, dar nu o reflectă deloc. Deci pur și simplu nu există nimic de încălzit în mezosferă - de aici temperaturile scăzute.
Cu toate acestea, la o altitudine de 90 km mezosfera se termină. Atunci călătoria ta poate fi continuată doar pe o navă spațială. Pe ea te vei regăsi în ultimul strat al atmosferei, unde temperaturile sunt încă diferite de cele din spațiul cosmic. Și se numește...
Această regiune a carcasei noastre de aer poartă acest nume dintr-un motiv - aici temperatura începe să crească brusc. La o altitudine de 300 km, termometrul arată deja 1700 °C. Mai departe, până la limita superioară a acestui strat, care se află la o altitudine de 800 km, temperatura crește ușor, totuși, trebuie să fiți de acord, călătoria prin termosferă este destul de fierbinte! Motivul pentru o astfel de creștere bruscă a temperaturii este ionizarea atomilor gazelor atmosferice, care eliberează energie, precum și așa-numita căldură Joule creată de curenții electrici din magnetosferă. Apropo, ionizarea gazelor menționată mai sus este cea care duce la fenomene naturale atât de frumoase și maiestuoase precum aurorele.
Strict vorbind, la limita superioară a termosferei, călătoria ta se termină - atunci există un strat numit exosferă, în care particulele se scurg în spațiul interplanetar, astfel încât temperatura de acolo nu este practic diferită de cea din spațiul cosmic. Vă puteți întoarce înapoi pe Pământ - nu veți mai vedea fenomene interesante asociate cu schimbările de temperatură.
Astfel, oricine face o astfel de călătorie va putea să vadă singur că ideea unei scăderi liniare a temperaturii odată cu creșterea altitudinii este valabilă doar pentru cel mai de jos strat al atmosferei. Apoi temperatura se schimbă în zig-zag - mai întâi crește brusc, apoi scade și ea brusc, apoi crește din nou și apoi scade din nou. Desigur, acum o astfel de călătorie este imposibilă, dar în timp, când, de exemplu, se creează un dispozitiv precum un ascensor spațial, oricine va putea vedea din propria experiență că, pe măsură ce altitudinea crește, temperatura din atmosferă se schimbă foarte mult. inegal.
- De ce visezi că un copil a fost furat - carte de vis ezoteric
- Dacă visezi că întârzii undeva De ce să întârzii la autobuz într-un vis
- Interpretarea visului de a vedea un ceas de mână într-un vis
- Horoscop sexual, amoros al zodiei Gemeni Horoscop online gratuit pentru a doua jumătate a lunii mai Gemeni