Prečo je v horách zima? Prečo je v horách chladnejšie ako na zemi?
Hory sa do istej miery zdajú byť niečo zvláštne, nepochopiteľné, najmä na pozadí našej absolútne guľatej zemegule. S veľký záujem a neskutočné nadšenie, mnohí z nás snívajú o návšteve hôr aspoň raz v živote. Pre obyvateľov horských oblastiach, do určitej miery spôsobujú nepríjemnosti. Pre turistov sa však hory znova a znova stávajú predmetom cestovania a nezmazateľné dojmy. A to všetko preto, že aj v tých najväčších horúčavách južné regióny Keď vystúpite do hôr, naša planéta sa ochladí. Postupne zeleninové a zvieracieho sveta sa stáva čoraz menej rozmanitým a objavuje sa sneh.
Čím vyššia hora, tým nižšia teplota vzduchu. Tento vzor je spojený so zvyšujúcou sa riedkosťou vzduchu v závislosti od výšky hory. Ak výška horského svahu presiahne 3965 metrov, potom na ňom už nerastú ani stromy. Teplota je tam taká nízka. Tieto informácie platia pre najteplejšie oblasti zemegule. V chladnom podnebí je v horách takýchto výšok ešte chladnejšie. Vedci dokázali, že čím vyššie ste od zeme, tým je chladnejšie: kilometer hore - mínus šesť stupňov Celzia. Či už stúpate do výšok v teplovzdušnom balóne alebo idete vysoko do hôr, chlad je pre ľudské telo čoraz citeľnejší.
Vzhľadom na nízku hustotu vzduchu v horách, na najvyšších z nich sa sneh netopí ani v lete. To znamená, že teplota nevystúpi na takú úroveň, aby spôsobila topenie snehu. Ukazuje sa teda, že vysoko v horách celú zimu. V dôsledku opakovaných štúdií vedci dokázali, že slnkom rozpálená zem ohrieva vzduch len do výšky pätnástich kilometrov. Nad touto úrovňou sa tepelná vodivosť vzduchu znižuje a znižuje. Dôležitým faktom ovplyvňujúcim klímu na horách je samozrejme večný sneh.
Uhol dopadu slnečných lúčov nepochybne ovplyvňuje teplotný režim v horách. Na svahoch bude teplota vždy oveľa vyššia ako na vrchole. Dobývanie Horské štíty, horolezci, sú nútení uchýliť sa k použitiu kyslíkových fliaš. V dôsledku zníženia množstva kyslíka vo vzduchu je vysoko v horách nemožné dýchať. Na hore vzdialenej 13 kilometrov môžu teploty dosiahnuť -50 stupňov. Mnoho horolezcov sa vždy snažilo a snaží zdolať najviac vysoké miesto- Mount Everest. Nachádzajú sa v centrálnych Himalájach a týčia sa nad hladinou mora vo výške 8848 metrov. Niekomu sa najvyšší vrch podarí zdolať, iným nie. Žiaľ, medzi horolezcami sú známe prípady úmrtia pri výstupe do tej či onej výšky.
Výkyvy sezónnych alebo denných teplôt na horách závisia od mnohých faktorov. Na cestovateľov v horách číhajú mnohé nebezpečenstvá. Len svietilo slnko a zrazu sneží. Nemenej nebezpečné sú náhle zmeny počasia, strmé útesy a snehové lavíny. Na úpätí hory môže byť +25, o niečo vyššie je už asi 0 stupňov. V závislosti od vetra, ako blízko sú hory k moru, v akej dennej dobe sa mení teplota. Preto je dôležité mať na pamäti, že blízkosť horských štítov k slnku je klamlivá. Čím vyššie ste od povrchu zeme, tým je chladnejšie a vo vzduchu je menej kyslíka, bez ktorého je existencia živých organizmov nemožná.
„Jediné, čo je lepšie ako hory, sú hory,“ hovoria mnohí, ktorí sa aspoň raz ocitli sami s týmito drsnými obrami. Ale bez ohľadu na to, aké silné je naše emocionálne vnímanie, faktom zostáva, že v nadmorskej výške začne telo fungovať inak.
Pred 20 rokmi jeden z najviac slávne tragédie v histórii svetového horolezectva. 11. mája 1996 zahynulo osem horolezcov pri výstupe na najvyššiu horu sveta.
Čo sa s nami deje na vysočine, prečo sa napriek čistému horskému vzduchu v horách začíname dusiť a ako vyliezť na Everest bez kyslíka - prečítajte si v našom materiáli.
Hladovanie kyslíkom
Mnohí z nás sa aspoň raz ocitli v horách, a to ani nie nevyhnutne veľmi vysokých. A po príchode sme sa cítili „mimo miesta“ - ohromení a letargickí. Ale po jednom alebo dvoch dňoch tieto nepríjemné príznaky zmizli sami. Prečo sa to deje?
Vzhľadom na to, že si zvykáme na vysoký atmosférický tlak, žijeme v meste prakticky na náhornej plošine (pre Moskvu je to v priemere 156 metrov nad morom), končí v r. horskej oblasti naše telo je v strese.
Všetko preto horská klíma- toto je v prvom rade znížená Atmosférický tlak a redší vzduch ako na hladine mora. Na rozdiel od všeobecného presvedčenia sa množstvo kyslíka vo vzduchu s nadmorskou výškou nemení; čiastočný tlak(Napätie).
To znamená, že keď dýchame riedky vzduch, kyslík sa neabsorbuje tak dobre ako v nízkych nadmorských výškach. V dôsledku toho sa množstvo kyslíka vstupujúceho do tela znižuje - človek zažíva kyslíkový hlad.
Preto sa pri príchode do hôr často namiesto radosti plnia pľúca čistý vzduch, dostávame bolesti hlavy, nevoľnosť, dýchavičnosť a extrémnu únavu aj pri krátkej prechádzke.
Kyslíkové hladovanie (hypoxia)- stav kyslíkového hladovania celého organizmu ako celku aj jednotlivých orgánov a tkanív, spôsobený rôznymi faktormi: zadržiavanie dychu, bolestivé stavy, nízky obsah kyslíka v atmosfére.
A čím vyššie a rýchlejšie stúpame, tým závažnejšie môžu byť zdravotné následky. Vo vysokých nadmorských výškach existuje riziko vzniku výškovej choroby.
Aké sú výšky:
- do 1500 metrov - Nízke výšky(ani pri tvrdej práci nedochádza k fyziologickým zmenám);
- 1500-2500 metrov – stredne pokročilí (pozorovateľné fyziologické zmeny, saturácia krvi kyslíkom je nižšia ako 90 percent (normálne), pravdepodobnosť výškovej choroby je nízka;
- 2500-3500 metrov – vysoké nadmorské výšky (výšková choroba vzniká rýchlym stúpaním);
- 3500-5800 metrov – veľmi vysoké nadmorské výšky (často sa rozvinie výšková choroba, saturácia krvi kyslíkom je nižšia ako 90 percent, výrazná hypoxémia (pokles koncentrácie kyslíka v krvi počas cvičenia);
- nad 5800 metrov – extrémne nadmorské výšky (ťažká hypoxémia v pokoji, progresívne zhoršovanie, napriek maximálnej aklimatizácii je neustály pobyt v takýchto nadmorských výškach nemožný).
Výšková choroba– bolestivý stav spojený s hladovaním kyslíkom v dôsledku zníženia parciálneho tlaku kyslíka vo vdychovanom vzduchu. Vyskytuje sa vysoko v horách, začína vo výške približne 2000 metrov a vyššie.
Everest bez kyslíka
Najvyšší vrch sveta je snom mnohých horolezcov. Povedomie o nedobytej mase s výškou 8848 metrov vzrušuje mysle už od začiatku minulého storočia. Na jeho vrchol sa však ľudia prvýkrát dostali až v polovici dvadsiateho storočia – 29. mája 1953 hora definitívne pokorila Novozélanďana Edmunda Hillaryho a nepálskeho šerpu Tenzinga Norgaya.
V lete 1980 človek prekonal ďalšiu prekážku – slávny taliansky horolezec Reinhold Massner vyliezol na Everest bez pomocného kyslíka v špeciálnych tlakových fľašiach, ktoré sa používajú pri výstupoch.
Mnoho profesionálnych horolezcov, ale aj lekárov, venuje pozornosť rozdielom v pocitoch dvoch horolezcov - Norgaya a Massnera - keď dosiahli vrchol.
Podľa spomienok Tenzinga Norgaya „slnko svietilo a obloha – za celý svoj život som nevidel modrú oblohu, pozeral som sa dolu a spoznával miesta, ktoré si pamätám z minulých expedícií... Na všetky strany okolo nás boli! veľké Himaláje... Nikdy predtým som nevidel taký pohľad a už nikdy neuvidím nič viac – divoké, krásne a strašné.“
A tu sú Messnerove spomienky na rovnaký vrchol. „Zapadám do snehu, ťažký ako kameň od únavy... Ale tu niet oddychu, som vyčerpaný a vyčerpaný na maximum... Ešte pol hodiny – a končím... Je čas odísť Nemám pocit veľkosti toho, čo sa deje, som na to príliš unavený.
Čo spôsobilo taký významný rozdiel v opisoch víťazného výstupu dvoch horolezcov? Odpoveď je jednoduchá – Reinhold Massner na rozdiel od Norgaya a Hillary nedýchal kyslík.
Vdychovaním na vrchole Everestu sa do mozgu dostane trikrát menej kyslíka ako na hladine mora. To je dôvod, prečo väčšina horolezcov uprednostňuje dobývanie vrcholov pomocou kyslíkových fliaš.
Na osemtisícovkách (vrcholy nad 8000 metrov) sa nachádza takzvaná zóna smrti – nadmorská výška, v ktorej sa pre chlad a nedostatok kyslíka človek nemôže dlhodobo zdržiavať.
Mnoho horolezcov poznamenáva, že robiť tie najjednoduchšie veci: zaväzovanie topánok, varenie vody alebo obliekanie je mimoriadne ťažké.
Pri hladovaní kyslíkom najviac trpí náš mozog. Spotrebuje 10-krát viac kyslíka ako všetky ostatné časti tela dohromady. Nad 7500 metrov dostáva človek tak málo kyslíka, že môže dôjsť k narušeniu prietoku krvi mozgom a opuchu mozgu.
Cerebrálny edém je patologický proces prejavujúci sa nadmerným hromadením tekutiny v bunkách mozgu alebo miechy a medzibunkovom priestore a zväčšením objemu mozgu.
Vo výške viac ako 6000 metrov mozog trpí natoľko, že môžu nastať dočasné záchvaty šialenstva. Pomalá reakcia môže ustúpiť rozrušeniu a dokonca nevhodnému správaniu.
Napríklad najskúsenejší americký sprievodca a horolezec Scott Fischer, ktorý s najväčšou pravdepodobnosťou utrpel mozgový edém, v nadmorskej výške viac ako 7000 metrov, požiadal o privolanie helikoptéry na evakuáciu. Hoci v bežných podmienkach každý, aj nie veľmi skúsený horolezec, veľmi dobre vie, že vrtuľníky do takej výšky nelietajú. K tejto udalosti došlo počas smutného slávne stúpanie Everest v roku 1996, keď počas búrky pri zostupe zahynulo osem horolezcov.
Táto tragédia sa stala všeobecne známou, pretože veľká kvantita mŕtvych horolezcov. Pri výstupe 11. mája 1996 zahynulo 8 ľudí vrátane dvoch sprievodcov. V ten deň niekoľko komerčných expedícií súčasne vystúpilo na vrchol. Účastníci takýchto expedícií platia peniaze sprievodcom a tí zase svojim klientom na trase poskytujú maximálnu bezpečnosť a každodenný komfort.
Väčšina účastníkov výstupu v roku 1996 neboli profesionálni horolezci a boli silne závislí od baleného pomocného kyslíka. Podľa rôznych svedectiev sa na vrchol v ten deň súčasne vydalo 34 ľudí, čo výstup výrazne oddialilo. Výsledkom bolo, že posledný horolezec dosiahol vrchol po 16:00. Za kritický čas výstupu sa považuje 13:00, po tomto čase sú sprievodcovia povinní obrátiť klientov späť, aby mali čas na zostup, kým je ešte svetlo. Pred 20 rokmi ani jeden z dvoch sprievodcov včas nevydal takýto príkaz.
Pre neskorý výstup mnohým účastníkom nezostal kyslík na zostup, počas ktorého horu zasiahol silný hurikán. Výsledkom bolo, že po polnoci bolo veľa horolezcov stále na úbočí hory. Bez kyslíka a zlej viditeľnosti nevedeli nájsť cestu do tábora. Niektorých z nich sám zachránil profesionálny horolezec Anatolij Boukreev. Osem ľudí zomrelo na hore v dôsledku podchladenia a nedostatku kyslíka.
Skok zo stratosféry
Stratosféra je vrstva atmosféry, ktorá sa nachádza v nadmorskej výške 11 000 až 50 000 metrov. Práve v stratosfére sa nachádza vrstva, ktorá určuje hornú hranicu života v biosfére. Inými slovami, žiadne živé organizmy nemôžu prežiť nad týmto bodom.
Rakúsky parašutista Felix Baumgartner uskutočnil 14. októbra 2012 zoskok zo stratosféry.
Stanovil rekord vo výške svojho skoku, vzdialenosť, ktorú prekonal voľným pádom (viac ako 36 000 metrov), a tiež sa stal prvým človekom, ktorý prelomil zvukovú bariéru bez vozidla.
Stratosférický balón vyniesol Baumgartnera v pretlakovej kapsule do výšky takmer 39-tisíc metrov. Jednou z hlavných ťažkostí takéhoto skoku bolo, že človek je nútený zostať dlho nad Armstrongovou líniou vo výške okolo 19 000 metrov.
V tejto výške je atmosférický tlak iba 47 milimetrov ortuť a voda vrie pri 37 stupňoch Celzia. Zníženie tlaku vo výškach nad 18 900 metrov vedie k varu krvi.
Kvôli týmto ťažkým podmienkam bol Baumgartner vybavený ako astronaut. Spolu s vybavením vážil 118 kilogramov. Jeho oblek mal systém prívodu kyslíka, výškomer a vyhrievané a vysoko tónované sklo prilby na ochranu pred ultrafialovým žiarením.
O horskom vzduchu a aklimatizácii
A predsa sa naše telo dokáže prispôsobiť veľmi ťažkým podmienkam vrátane vysokých nadmorských výšok. Aby bolo vo výške viac ako 2500-3000 metrov bez vážne následky, obyčajnému človeku je potrebná jedna až štyri dni aklimatizácie.
Čo sa týka nadmorských výšok nad 5000 metrov, je takmer nemožné sa im normálne prispôsobiť, takže sa v nich môžete zdržiavať len obmedzený čas. Telo v takýchto nadmorských výškach nie je schopné odpočívať a zotavovať sa.
Je možné znížiť zdravotné riziko pri pobyte vo výške a ako na to? Všetky zdravotné problémy na horách spravidla začínajú nedostatočnou alebo nesprávnou prípravou organizmu, a to nedostatočnou aklimatizáciou.
Aklimatizácia je súhrn adaptačno-kompenzačných reakcií organizmu, v dôsledku ktorých sa udržiava dobrý zdravotný stav všeobecný stav váha, normálny výkon a psychický stav sú zachované.
Mnohí lekári a horolezci sa domnievajú, že najlepší spôsob, ako sa prispôsobiť nadmorskej výške, je naberať výšku postupne – vykonať niekoľko výstupov, dosiahnuť stále vyššie výšky a potom zostúpiť a odpočívať čo najnižšie.
Predstavme si situáciu: cestovateľ, ktorý sa rozhodne zdolať Elbrus, najvyšší vrch Európy, začína svoju cestu z Moskvy vo výške 156 metrov nad morom. A za štyri dni je to 5642 metrov.
A hoci adaptácia na nadmorskú výšku je v nás geneticky zakotvená, takýto neopatrný horolezec čelí niekoľkodňovému zrýchlenému tepu, nespavosti a bolestiam hlavy. Ale lezcovi, ktorý si na výstup vyhradí aspoň týždeň, sa tieto problémy zredukujú na minimum.
Zatiaľ čo obyvateľ horských oblastí Kabardino-Balkaria ich nebude mať vôbec. Krv horalov prirodzene obsahuje viac erytrocytov (červených krviniek) a ich kapacita pľúc je v priemere o dva litre väčšia.
Ako sa chrániť na horách pri lyžovaní či turistike
- Postupne naberajte výšku a vyhýbajte sa prudký pokles výšky;
- O necítiť sa dobre skráťte čas jazdy alebo chôdze, urobte viac prestávok na odpočinok, pite teplý čaj;
- V dôsledku vysokého ultrafialového žiarenia môže dôjsť k popáleniu sietnice. Aby ste tomu zabránili v horách, musíte použiť slnečné okuliare a klobúk;
- Banány, čokoláda, müsli, cereálie a orechy pomáhajú bojovať proti hladovaniu kyslíkom;
- V nadmorskej výške by ste nemali piť alkoholické nápoje – zvyšujú dehydratáciu organizmu a zhoršujú nedostatok kyslíka.
Ďalšou zaujímavosťou a na prvý pohľad zrejmým faktom je, že v horách sa človek pohybuje oveľa pomalšie ako po rovine. IN bežný život kráčame rýchlosťou asi 5 kilometrov za hodinu. To znamená, že kilometrovú vzdialenosť prejdeme za 12 minút.
Na výstup na vrchol Elbrusu (5642 metrov) z nadmorskej výšky 3800 metrov potrebuje zdravý aklimatizovaný človek v priemere asi 12 hodín. To znamená, že rýchlosť oproti normálu klesne na 130 metrov za hodinu.
Pri porovnaní týchto údajov nie je ťažké pochopiť, ako vážne nadmorská výška ovplyvňuje naše telo.
Prečo je to tak, že čím vyššie idete, tým je chladnejšie?
Aj tí, ktorí v horách nikdy neboli, poznajú ďalšiu vlastnosť horského vzduchu – čím je vyššie, tým je chladnejšie. Prečo sa to deje, pretože bližšie k slnku by sa mal vzduch naopak viac zahriať.
Ide o to, že teplo necítime zo vzduchu, ten sa ohrieva veľmi slabo, ale z povrchu zeme. Teda lúč prichádza slnko zhora, vzduchom a neohrieva ho.
A zem alebo voda tento lúč prijíma, dostatočne rýchlo sa zahrieva a odovzdáva teplo smerom nahor do vzduchu. Preto čím vyššie sme od roviny, tým menej tepla dostávame zo zeme.
Inna Lobanová
V skutočnosti sa teplota v zemskej atmosfére mení nerovnomerne
Prvé informácie o tom, že čím vyššie človek stúpa nad povrch Zeme, tým nižšia je teplota vzduchu, dostali ľudia už v dávnych dobách, keď stúpali vysoké hory. Postupom času sa tieto informácie potvrdili: zaznamenali aj prví aeronauti, ktorí lietali v balónoch lineárna závislosť medzi stúpajúcou nadmorskou výškou a klesajúcou teplotou. Pravdepodobne preto mnohí z nás majú predstavu, že čím ďalej je pozorovateľ od povrchu planéty, tým je chladnejšie. vzdušný priestor okolo neho, a to trvá, kým sa pozorovateľ nedostane do vesmíru, v ktorom vládne večný chlad. Táto myšlienka však nie je ničím iným ako mýtom.
Aby ste sa o tom presvedčili, pozývam vás na imaginárnu cestu z povrchu Zeme až po jej najvyššie hranice. vzduchový obal. Predstavte si, že ste v nákupnom košíku teplovzdušný balón V horúci letný deň, keď teplota vzduchu na povrchu Zeme dosahovala 30 °C, sme skontrolovali všetko vybavenie a vybrali sa na letecký výlet. Zároveň sa ako správny vedec nezabudnete pozrieť na teplomer v gondole, ktorý meria teplotu vzduchu. Aké bude jeho svedectvo?
Pripomínam, že prvá vrstva atmosféry, ktorú musíte prekonať, sa nazýva...
Troposféra
V tejto vrstve má vzduchový obal našej planéty maximálnu hustotu blízko samotného povrchu Zeme, ktorá klesá, keď sa objekt od nej vzďaľuje. Vďaka tomu začne teplota naozaj klesať. Ak sa pozriete na údaje na teplomere každých sto metrov, pravdepodobne okamžite objavíte zaujímavý obrazec – teplota sa zníži presne o 0,65 °C. Ide teda už o Horná hranica v troposfére, teda vo výške 10 km, môže klesnúť až na –56 °C. A toto je len in miernych zemepisných šírkach, na rovníku, kde troposféra siaha do výšky 18 km, môže cestovateľ pozorovať pokles teploty až na -70°C. Toto je celkom blízko absolútne minimum teplota pri zemského povrchu, registrovaná v roku 1983 v Antarktíde - vtedy teplomer ukazoval -89,6 °C.
To ste sa však už priblížili k tropopauze – vrstve 2-3 km, čo je horná hranica troposféry. Tu sa pokles teploty zastaví: pri prechode cez tropopauzu teplomer ukazuje vždy rovnakých -56 alebo -70 °C. To znamená, že nad tri kilometre teplota neklesá ani nestúpa. Potom sa musíte preniesť na stratosférický balón a pokračovať v ceste. Otvára sa pred vami nová vrstva vzduchový obal našej planéty, ktorý sa nazýva...
Stratosféra
V tejto vrstve je vzduch už natoľko riedky, že je takmer nemožné dýchať. Ale s teplotou sa dejú zaujímavé veci. Prvých 20–25 km sa nemení, zostáva rovnaký ako pri dosiahnutí hornej hranice predchádzajúcej vrstvy. Potom však príde prudký skok a do výšky 40 km sa poriadne oteplí – teplomer ukazuje 0 °C. Táto teplota zostáva rovnaká počas nasledujúcich 10 km, až po hornú hranicu tejto vrstvy, ktorá sa nazýva stratopauza.
Ako možno vysvetliť tento neočakávaný teplotný skok? Faktom je, že v tejto oblasti sú plyny, ktoré tvoria vzduch, vystavené neustálym útokom ultrafialového žiarenia, ktoré spúšťa rôzne chemické reakcie. Jeden z nich je nám dobre známy - premena kyslíka na ozón, vďaka čomu sa vytvára ozónová vrstva, ktorá chráni Zem pred tým istým ultrafialovým žiarením. Všetky tieto reakcie sú exotermické, to znamená, že keď nastanú, energia sa uvoľní do okolitého priestoru vo forme tepla. Toto teplo ohrieva horné vrstvy stratosféry.
Váš stratosférický balón sa však snaží stále vyššie a vyššie a teraz vo výške 50 km ste už dosiahli ďalšiu vrstvu atmosféry, ktorá sa nazýva ...
mezosféra
Tu musíte prejsť na lietadla, určený pre suborbitálne lety, a pokračujte v ceste. Táto vrstva je zaujímavá tým, že práve v nej sa rodia nádherné nočné svietiace oblaky, ktoré možno niekedy pozorovať aj z povrchu Zeme. Pri obdivovaní tohto nádherného prírodného úkazu sa však nezabudnite pozrieť na teplomer. A tu uvidíte, že v tejto teplotnej vrstve sa dejú nemenej úžasné dobrodružstvá.
Počas prvých 10 km sa mierne zvyšuje a môže dosiahnuť hodnoty od 0,5 do 1 °C. Toto je stále účinok exotermických reakcií vyskytujúcich sa v predchádzajúcej vrstve.
Ale ďalej, vo výške 60 km, tento efekt končí a dochádza k prudkému poklesu teploty - teplomer ukazuje -90 ° C. Ale to nie je limit vo výške 90 km, to znamená, že v oblasti hornej hranice mezosféry môže teplota klesnúť až na –100 °C, alebo aj nižšie. Práve tu bolo zaznamenané absolútne atmosférické minimum -225 stupňov pod nulou.
Tento pokles teploty sa vysvetľuje skutočnosťou, že vzduch v mezosfére je už taký riedky, že slnečné lúče, ktorí prechádzajú touto oblasťou, jednoducho nemajú čas preniesť svoju energiu na molekuly pomerne vzácneho plynu. A ozónová vrstva umiestnená pod ňou veľmi intenzívne pohlcuje slnečné žiarenie, no zároveň to vôbec neodráža. Takže v mezosfére sa jednoducho nemá čo zohrievať – teda tak nízke teploty.
Vo výške 90 km však mezosféra končí. Potom môže vaša cesta pokračovať iba ďalej vesmírna loď. Ocitnete sa na ňom v poslednej vrstve atmosféry, kde sú teploty ešte iné ako v vonkajší priestor. A volá sa...
Termosféra
Táto oblasť našej vzduchovej škrupiny nesie toto meno z nejakého dôvodu - tu teplota začína prudko stúpať. Vo výške 300 km už teplomer ukazuje 1700 °C. Ďalej, až po samotnú hornú hranicu tejto vrstvy, ktorá leží v nadmorskej výške 800 km, teplota mierne stúpa, no musíte súhlasiť, cestovanie termosférou je poriadne horúce! Dôvodom takého prudkého zvýšenia teploty je ionizácia atómov atmosférických plynov, pri ktorej sa uvoľňuje energia, ako aj vytvorené tzv. elektrické prúdy magnetosféra. Mimochodom, práve spomínaná ionizácia plynov vedie k takým krásnym a majestátnym prírodným úkazom, akými sú polárne žiary.
Presne povedané, na hornej hranici termosféry sa vaša cesta končí – potom je tu vrstva nazývaná exosféra, v ktorej častice unikajú do medziplanetárneho priestoru, takže teplota sa tam prakticky nelíši od tej vo vesmíre. Môžete sa vrátiť späť na Zem – nič viac zaujímavé javy Neuvidíte žiadne zmeny spojené so zmenami teploty.
Každý, kto takýto výlet podnikne, sa teda bude môcť na vlastné oči presvedčiť, že myšlienka lineárneho poklesu teploty s rastúcou výškou platí len pre najnižšiu vrstvu atmosféry. Potom sa teplota mení cik-cak – najprv prudko stúpa, potom aj prudko klesá, potom opäť stúpa a potom opäť klesá. Samozrejme, teraz je takéto cestovanie nemožné, ale časom, keď sa napríklad také zariadenie ako vesmírny výťah, môže každý vlastnú skúsenosť uistite sa, že so zvyšujúcou sa výškou sa teplota v atmosfére mení veľmi nerovnomerne.
Tlak vzduchu na vrchole hory Fuji (výška - 3782 m) je 2/3 atmosférického tlaku nad hladinou mora.
V nížinách je atmosféra hustejšia. Vo vyšších nadmorských výškach je tenšia a tlak vzduchu je nižší. Stúpajúci vzduch, ohrievaný žiarením z povrchu, zväčšuje svoj objem a ochladzuje sa, keď vstúpi do oblasti s nízkym atmosférickým tlakom - proces známy ako adiabatické chladenie.
Typicky sa vzduch ochladzuje asi o 10 °C s každých 1000 m nadmorskej výšky. Na vrchole 2000 m hory je vzduch asi o 20 °C chladnejší ako nad morom. Keď mraky vstúpia do stúpajúceho prúdu vzduchu, stupeň jeho ochladenia bude o polovicu menší ako pri bezoblačnom vzduchová hmota. V priemere pre celú troposféru klesá teplota asi o 7 °C s každých 1000 m nadmorskej výšky.
Vyššie znamená chladnejšie
Slnečné žiarenie prechádza atmosférou a ohrieva povrch Zeme. Infračervené žiarenie z povrchu sa potom zahrieva spodná vrstva atmosféru. Ako je znázornené na obrázku, vrstva C sa zahrieva teplom z povrchu a potom vyžaruje svoje teplo nahor aj nadol. Ďalšia vrstva B je ohrievaná teplom generovaným vrstvou C. Na druhej strane vrstva B uvoľňuje teplo a ohrieva atmosféru nad ňou a pod ňou.
Ale v tomto prípade sa časť tepla stratí a horné vrstvy dostanú len malú časť. Odvtedy vysoká nadmorská výška Atmosféra je redšia, potom sa stúpajúci vzduch ochladzuje a zväčšuje svoj objem (tzv. adiabatické ochladzovanie).
Cez deň teplota na rovine kolíše viac ako na vrchole hory. V januári sa teplota na rovine pohybuje v priemere o 10 °C. Pri stúpaní do kopca klesá amplitúda teplotných výkyvov na 6 °C. Na vrchole hory sa teplota mení len o 1 °C.
Smer vykurovania
Graf vpravo ukazuje zmeny teploty od povrchu do nadmorskej výšky približne 50 km. Na hornej hranici troposféry, nazývanej tropopauza (asi 12 km nad povrchom), teploty začínajú stúpať. Ozónová vrstva prináša dodatočné teplo do stratosféry. Pohlcuje škodlivé ultrafialové žiarenie zo slnka a energia z ultrafialových lúčov ohrieva stratosféru.
Vo všeobecnosti je to zvláštne, samozrejme, budete súhlasiť. Koniec koncov, čím vyššie ste, tým ste bližšie k svietidlu. A všetci vieme z nášho kurzu fyziky, že teplý vzduch stúpa zo zeme a nachádza sa oveľa vyššie ako studený vzduch. Ale akonáhle sa vyberiete na túru do hôr, pochopíte: niečo tu nie je v poriadku. Čím bližšie k vrcholu, tým je chladnejšie.
Faktom je, že teplota vzduchu v horách závisí od úplne iných dôvodov. Bližšie k zemi je teplejšie nie zo vzduchu, ale zo zeme samotnej. Teraz skúsme vysvetliť.
Samotný vzduch sa ohrieva veľmi zle, bez ohľadu na to, kde sa nachádza: vyššie od zeme alebo bližšie k nej. Z fyzikálneho hľadiska je tepelná vodivosť vzduchu nízka. To znamená, že lúč slnka prichádza zhora, vzduchom a...nerobí s ním prakticky nič. Vzduch sa nezohrieva. Ale zem alebo voda (ak lúč dopadne na vodnú plochu) len prijme tento lúč, pohltí ho, dostatočne rýchlo sa zohreje a... odovzdáva teplo hore do vzduchu.
Takže: kde by podľa vás malo byť teraz teplejšie? Rovnaká vec. Asi pätnásť kilometrov Zeme je ohrievaných Slnkom a vydávajúc energiu do ovzdušia. Ukazuje sa teda: čím ďalej, vyššie od povrchu planéty, tým je vzduch chladnejší.
A v horách je vzduch úplne riedky. A riedky vzduch, ako vieme, prenáša ešte menej tepla, to je jeho vlastnosť vďaka jeho zníženej hustote. Koniec koncov, čo je hustota? Počet molekúl na jednotku objemu. Čím menej molekúl je, tým menej sa zúčastňuje procesu prenosu tepla.
Vedci vypočítali, ako presne klesá teplota vzduchu so vzdialenosťou od zemského povrchu: každý kilometer hore - mínus šesť stupňov Celzia.
„A čo hory? - pýtaš sa. "Koniec koncov, hory majú tiež povrch a ten sa môže zahriať a vydávať teplo." Možno, niet pochýb. Po prvé, ako sme už pochopili, hustota vzduchu v horách je nízka. A potom: hora je svah. Slnečný lúč nedopadá kolmo, ako na rovinu alebo na jazero-more. To znamená, že povrch sa tak dobre nezohrieva. No a ďalším faktorom, ktorý narúša teplo na horách, je sneh na vrcholkoch.
Môžete si pozrieť komentáre alebo napísať svoje vlastné.
Zdá sa, že každých 15 metrov sa sťažuje dýchanie, pretože molekuly vzduchu sa stenčujú a je tam menej kyslíka a zvyšuje sa atmosférický tlak. Ľuďom so zmenami tlaku sa preto neodporúča zdolávať horské štíty a horolezci v nadmorskej výške okolo 2000 metrov používajú kyslíkové masky.
Je to spôsobené tým, že pri oddelení od zemského povrchu klesá hustota vzduchu – jeho tlak. Obsah kyslíka v horskom vzduchu je niekoľkonásobne nižší. Človek sa snaží stále častejšie vdychovať, no dostáva sa mu menej kyslíka. Zrýchľuje sa dýchanie a zrýchľuje sa aj srdcová frekvencia. Snažíte sa dýchať hlbšie, aby ste to dostali do pľúc viac vzduchu, ale nebude možné nasýtiť pľúca kyslíkom. Trvá niekoľko dní, kým sa telo v horách normálne adaptuje.
Existujú dve verzie, prečo sa v horách ťažko dýcha. Prvým je, že čím ďalej od hladiny mora a čím vyššie do hôr, tým nižší je obsah kyslíka vo vzduchu. A po druhé, v horách je vzduch vo všeobecnosti redší, to znamená, že koncentrácia vzduchu je tam vo všeobecnosti menšia ako dole. Čo vo všeobecnosti nemení podstatu. Vo všeobecnosti je horský vzduch zvláštny, telo si musí zvyknúť na prácu v podmienkach nedostatku kyslíka.
Pretože hory sú vysoké a ak človek nemá práve najzdravšie srdce, alebo má jednoducho problémy krvný tlak Byť v horách sa zásadne neodporúča v horách, spravidla nie je dostatok vzduchu kvôli nízkemu atmosférickému tlaku.
Presnejšie povedané, v horách sa ťažko dýcha. Stáva sa to preto, že hustota vzduchu je tam tým nižšia, čím vyššie ste nad hladinou mora. Preto musíte často dýchať a je ťažké dýchať. Existuje len jedna cesta von, pomalé merané pohyby, hoci kyslíkovú fľašu si môžete zavesiť na chrbát.
Pretože atmosférický tlak klesá s nadmorskou výškou, v horách je veľmi ťažké dýchať.
To je zaužívaná mylná predstava, že v horách sa vraj ťažko dýcha pre nedostatok kyslíka.
Nie kvôli tomuto!
Čím vyššie, tým viac energie – slnečných – fotónov.
A kyslík ich hromadí.
Kyslík dodáva energiu počas dýchania – tie isté fotóny.
Preto je vzduch redší, pretože na atómoch je viac energie. Pamätajte, že čím je látka teplejšia, tým viac expanduje. Vzduch sa teda rozpína.
Tak si predstavte - na horách dýchame teplejší vzduch - t.j. niesť viac energie.
Naše telo podľa toho reaguje – obmedzuje dýchanie a krvný obeh, aby nedošlo k prehriatiu organizmu. Cítime to ako dýchavičnosť a slabosť srdca.
Pamätajte na teplo. V horúčave sa veľmi ťažko dýcha.
Nielenže sa vám ťažko dýcha, ale môže vás bolieť hlava a môže sa vám zvýšiť tep. A nie je to len o fyzická aktivita spojené s vzostupom. Čím vyššie stúpame na horu, tým menej obsahu kyslík vo vzduchu. Preto sa dýchanie zrýchľuje, aby poskytlo telu požadované množstvo kyslík.
Na vysočine je atmosférický tlak nižší ako v nížinách. V súlade s tým je vzduch vypúšťaný, má nižšiu hustotu, a preto nižšiu koncentráciu kyslíka, ktorý sa podieľa na oxidačných procesoch tela. Nedostatok kyslíka spôsobuje hypoxiu – kyslíkové hladovanie. Príznaky môžu zahŕňať dýchavičnosť, rýchly tep srdca, tinitus, bolesť hlavy, kašeľ, strata koordinácie, orientácie (dôsledok nedostatočného zásobovania mozgových buniek kyslíkom).
V horách parciálny tlak kyslíka klesá úmerne s nadmorskou výškou. To znamená, že čím vyššie sa zatúlate do hôr, tým ťažšie sa vám kyslík dostáva do krvi. Vy, ako obyvateľ nížiny, jednoducho nemáte dostatok hemoglobínu v krvi na transport kyslíka do všetkých tkanív tela. Najtypickejšie pocity nížinára nielen v horách, ale aj v stredných horách - tiaže vo všetkých svaloch, dýchavičnosť a zvýšený tep. Niekedy zakalenie vedomia a mdloby. Jediná protilátka je žiť dostatočné množstvočas na horách, aby sa všetky sústavy, orgány a orgánové sústavy prispôsobili zmeneným podmienkam. V dospelom a zdravom tele to trvá asi dva týždne.
Podľa každodennej logiky, čím vyššie ste od zeme, tým vyššia by mala byť teplota vzduchu: na jednej strane, čím vyššie ste, tým bližšie k Slnku, a na druhej strane teplý vzduch zo zeme stúpa. nahor.
V skutočnosti je teplota vzduchu v horách určená úplne inými faktormi.
Samotný vzduch má veľmi nízku tepelnú vodivosť, to znamená, že vedie teplo zle. Slnečné lúče, ktoré ňou prechádzajú, ju preto nestihnú zohriať. A vzduch na Zemi sa vôbec nezohrieva slnečným žiarením, ale skutočnosťou, že zemský povrch a vodná škrupina Zem absorbuje teplo slnečných lúčov a následne ho vyžaruje. Toto tepelné žiarenie ohrieva vzduch.
Tepelné žiarenie prichádzajúce zo Zeme dokáže zohriať vzduch približne do výšky 15 kilometrov. Čím ďalej od zemského povrchu, tým je teplota vzduchu nižšia. Stáva sa to po prvé preto, že vzduch zohriaty pri zemi sa pri pohybe od nej rýchlo ochladzuje a po druhé preto, že v horných vrstvách atmosféry je vzduch redší ako pri zemi. Čím nižšia je hustota vzduchu, tým menej tepla sa prenáša. Obrazne sa to dá vysvetliť takto: čím vyššia je hustota vzduchu, tým viac molekúl je na jednotku objemu, tým rýchlejšie sa pohybujú a častejšie sa zrážajú a takéto zrážky, ako každé trenie, spôsobujú uvoľňovanie tepla. Čím nižšia je hustota plynu (v našom prípade vzduchu), tým menej je schopný viesť teplo.
V priemere na každých 1000 metrov stúpania klesne teplota vzduchu o 6 stupňov Celzia.
Pozorný čitateľ namietne: ale aj hory dokážu pohltiť slnečné žiarenie a dať to vo forme tepelné žiarenie! Presne tak, môžu. Ale nezabudnite, že vzduch je tam veľmi riedky, a ako sme zistili vyššie, veľmi zle sa zahrieva. Ďalej, slnečné lúče na povrchu horských svahov vždy nedopadajú vertikálne, ako na zemský povrch, ale pod uhlom. A okrem toho, hory bránia v otepľovaní sa hustými snehovými čiapkami, ktorými sú pokryté - biely sneh len odráža slnečné lúče.
Zasnežené vrchy a úpätia
2017-10-06 19:04:56
WindyLight dal správnu odpoveď. Teplý horský vzduch vystrieda studený vietor
2017-06-28 22:51:42
Prečo je v lete taká zima?
2017-02-06 16:58:53
Prečo slnko nezhasne?
2016-11-06 19:35:39
Prečo je na horách vždy slnečno?
2016-10-06 16:24:43
Myslím si, že vzduch v horách je studený, pretože aj keby tam spočiatku nebol sneh a hora by sa oteplila, vetry by odfúkli. teplý vzduch z hora a hned by sa ochladilo a dole, ak vietor odvinie teplý vzduch, tak ho vystrieda iný teplý, lebo Všetok vzduch je tam teplý, ale hora okolo je studená.
Vytriezvenie
2016-04-10 06:49:54
Šialená odpoveď. Hlavne ten posledný odstavec. V horách môže byť povrch kvôli sklonu vo všeobecnosti kolmý na slnečné lúče. Ale to nepomôže. Stále je zima. O snehu: odkiaľ pôvodne prišiel? Aby sa svetlo odrážalo, muselo sa tam najprv objaviť a predtým muselo byť teplo? A ako sa ohrieva vzduch od zeme do výšky 15 km? Tí, ktorí lietali na lietadlách vedia, že vo výške 10 km je teplota -50 stupňov.
2016-02-08 22:00:26
preco taketo komplikacie, podla mna je vsetko jednoduche, fakt je, ze cim vyssi uhol dopadu slnecnych luciov na povrch tym je mensi ako v zime na Antarktide ci na Sibiri a netreba ludi zmiasť. z viacerých dôvodov
2015-09-05 15:46:23
ako sneh odráža slnečné lúče
2015-09-02 10:27:20
super, toto je veľmi poučné!
Aby ste sa o tom presvedčili, pozývam vás na imaginárnu cestu z povrchu Zeme až k samotným horným hraniciam jej vzdušného obalu. Predstavte si, že ste sa dostali do koša teplovzdušného balóna v horúci letný deň, keď teplota vzduchu na povrchu Zeme dosiahla 30 °C, skontrolovali všetko vybavenie a vydali sa na letecký výlet. Zároveň sa ako správny vedec nezabudnete pozrieť na teplomer v gondole, ktorý meria teplotu vzduchu. Aké bude jeho svedectvo?
Pripomínam, že prvá vrstva atmosféry, ktorú musíte prekonať, sa nazýva...
V tejto vrstve má vzduchový obal našej planéty maximálnu hustotu blízko samotného povrchu Zeme, ktorá klesá, keď sa objekt od nej vzďaľuje. Vďaka tomu začne teplota naozaj klesať. Ak sa pozriete na údaje na teplomere každých sto metrov, pravdepodobne okamžite objavíte zaujímavý obrazec – teplota sa zníži presne o 0,65 °C. Už v blízkosti hornej hranice troposféry, teda vo výške 10 km, môže klesnúť až na –56 °C. A to len v miernych zemepisných šírkach, na rovníku, kde troposféra siaha do výšky 18 km, môže cestovateľ pozorovať pokles teploty až na -70°C. To je veľmi blízko absolútnej minimálnej teplote na zemskom povrchu zaznamenanej v roku 1983 v Antarktíde – vtedy teplomer ukazoval -89,6 °C.
To ste sa však už priblížili k tropopauze – vrstve 2-3 km, čo je horná hranica troposféry. Tu sa pokles teploty zastaví: pri prechode cez tropopauzu teplomer ukazuje vždy rovnakých -56 alebo -70 °C. To znamená, že nad tri kilometre teplota neklesá ani nestúpa. Potom sa musíte preniesť na stratosférický balón a pokračovať v ceste. Otvára sa pred vami nová vrstva vzduchového obalu našej planéty, ktorá sa nazýva...
V tejto vrstve je vzduch už natoľko riedky, že je takmer nemožné dýchať. Ale s teplotou sa dejú zaujímavé veci. Prvých 20–25 km sa nemení, zostáva rovnaký ako pri dosiahnutí hornej hranice predchádzajúcej vrstvy. Potom však príde prudký skok a do výšky 40 km sa poriadne oteplí – teplomer ukazuje 0 °C. Táto teplota zostáva rovnaká počas nasledujúcich 10 km, až po hornú hranicu tejto vrstvy, ktorá sa nazýva stratopauza.
Ako možno vysvetliť tento neočakávaný teplotný skok? Faktom je, že v tejto oblasti sú plyny, ktoré tvoria vzduch, neustále atakované ultrafialovým žiarením, ktoré spúšťa rôzne chemické reakcie. Jeden z nich je nám dobre známy - premena kyslíka na ozón, vďaka čomu sa vytvára ozónová vrstva, ktorá chráni Zem pred tým istým ultrafialovým žiarením. Všetky tieto reakcie sú exotermické, to znamená, že keď nastanú, energia sa uvoľní do okolitého priestoru vo forme tepla. Toto teplo ohrieva horné vrstvy stratosféry.
Váš stratosférický balón sa však snaží stále vyššie a vyššie a teraz vo výške 50 km ste už dosiahli ďalšiu vrstvu atmosféry, ktorá sa nazýva ...
mezosféra
Tu je potrebné prestúpiť do lietadla určeného na suborbitálne lety a pokračovať v ceste. Táto vrstva je zaujímavá tým, že práve v nej sa rodia nádherné nočné svietiace oblaky, ktoré možno niekedy pozorovať aj z povrchu Zeme. Pri obdivovaní tohto nádherného prírodného úkazu sa však nezabudnite pozrieť na teplomer. A tu uvidíte, že v tejto teplotnej vrstve sa dejú nemenej úžasné dobrodružstvá.
Počas prvých 10 km sa mierne zvyšuje a môže dosiahnuť hodnoty od 0,5 do 1 °C. Toto je stále účinok exotermických reakcií vyskytujúcich sa v predchádzajúcej vrstve.
Ale ďalej, vo výške 60 km, tento efekt končí a dochádza k prudkému poklesu teploty - teplomer ukazuje -90 ° C. Ale to nie je limit vo výške 90 km, to znamená, že v oblasti hornej hranice mezosféry môže teplota klesnúť až na –100 °C, alebo aj nižšie. Práve tu bolo zaznamenané absolútne atmosférické minimum -225 stupňov pod nulou.
Takýto pokles teploty sa vysvetľuje skutočnosťou, že vzduch v mezosfére je už taký riedky, že slnečné lúče prechádzajúce touto oblasťou jednoducho nemajú čas preniesť svoju energiu na molekuly vzácneho plynu. A ozónová vrstva umiestnená pod ňou veľmi intenzívne pohlcuje slnečné žiarenie, no vôbec ho neodráža. V mezosfére sa teda jednoducho nemá čo zohrievať – preto tie nízke teploty.
Vo výške 90 km však mezosféra končí. Potom môže vaša cesta pokračovať len na vesmírnej lodi. Na nej sa ocitnete v poslednej vrstve atmosféry, kde sú teploty ešte iné ako vo vesmíre. A volá sa...
Táto oblasť našej vzduchovej škrupiny nesie toto meno z nejakého dôvodu - tu teplota začína prudko stúpať. Vo výške 300 km už teplomer ukazuje 1700 °C. Ďalej, až po samotnú hornú hranicu tejto vrstvy, ktorá leží v nadmorskej výške 800 km, teplota mierne stúpa, no musíte súhlasiť, cestovanie termosférou je poriadne horúce! Dôvodom takého prudkého zvýšenia teploty je ionizácia atómov atmosférických plynov, pri ktorej sa uvoľňuje energia, ako aj takzvané Jouleovo teplo vznikajúce elektrickými prúdmi v magnetosfére. Mimochodom, práve spomínaná ionizácia plynov vedie k takým krásnym a majestátnym prírodným úkazom, akými sú polárne žiary.
Presne povedané, na hornej hranici termosféry sa vaša cesta končí – potom je tu vrstva nazývaná exosféra, v ktorej častice unikajú do medziplanetárneho priestoru, takže teplota sa tam prakticky nelíši od tej vo vesmíre. Môžete sa vrátiť späť na Zem – už neuvidíte žiadne zaujímavé javy spojené s teplotnými zmenami.
Každý, kto takýto výlet podnikne, sa teda bude môcť na vlastné oči presvedčiť, že myšlienka lineárneho poklesu teploty s rastúcou výškou platí len pre najnižšiu vrstvu atmosféry. Potom sa teplota mení cik-cak – najprv prudko stúpa, potom aj prudko klesá, potom opäť stúpa a potom opäť klesá. Samozrejme, teraz je takéto cestovanie nemožné, ale časom, keď sa napríklad vytvorí zariadenie, akým je vesmírny výťah, sa každý z vlastnej skúsenosti presvedčí, že so stúpajúcou výškou sa teplota v atmosfére veľmi mení. nerovnomerne.