Zakaj je v gorah hladno? Zakaj je v gorah hladneje kot na tleh?
Do neke mere se gore zdijo nekaj čudnega, nerazumljivega, zlasti na ozadju našega popolnoma okroglega sveta. Z veliko zanimanje in neverjetno navdušenje, marsikdo od nas sanja, da bi vsaj enkrat v življenju obiskal gore. Za stanovalce gorske regije, do neke mere povzročajo nevšečnosti. Za turiste pa gore vedno znova postajajo predmet potovanja in neizbrisne vtise. In vse zato, ker tudi v najbolj vročem južne regije Naš planet postane hladnejši, ko se povzpnete v gore. Postopoma, zelenjava in živalski svet postaja vse manj pestra in pojavlja se sneg.
Višja kot je gora, nižja je temperatura zraka. Ta vzorec je povezan z naraščajočo redčenjem zraka glede na višino gore. Če višina gorskega pobočja preseže 3965 metrov, potem na njem niti drevesa ne rastejo več. Tam je temperatura tako nizka. Ta podatek velja za najtoplejša območja na globus. V mrzlem podnebju je v gorah takšnih višin še bolj mrzlo. Znanstveniki so dokazali, da višje kot ste od tal, hladneje je: kilometer višje - minus šest stopinj Celzija. Ne glede na to, ali se povzpnete v višine z balonom ali greste visoko v gore, postane mraz za človeško telo vse bolj opazen.
Zaradi nizke gostote zraka v gorah se v najvišjih med njimi sneg ne tali niti poleti. To pomeni, da se temperatura ne dvigne do te mere, da bi povzročila taljenje snega. Tako se izkaže, da visoko v gorah vso zimo. Kot rezultat ponavljajočih se študij so znanstveniki dokazali, da zemlja, ki jo segreje sonce, segreje zrak le do višine petnajst kilometrov. Nad tem nivojem postaja toplotna prevodnost zraka vse nižja. Pomemben dejavnik, ki vpliva na podnebje v gorah, pa je seveda večni sneg.
Vpadni kot sončnih žarkov nedvomno vpliva temperaturni režim v gorah. Na pobočjih bo temperatura vedno precej višja kot na vrhu. Osvajanje gorski vrhovi, plezalci, so se prisiljeni zateči k uporabi kisikovih jeklenk. Dejansko zaradi zmanjšanja količine kisika v zraku visoko v gorah postane nemogoče dihati. Na 13 kilometrov oddaljeni gori lahko temperature dosežejo -50 stopinj. Mnogi plezalci so v vseh časih poskušali in poskušajo osvojiti največ visoko mesto- Mount Everest. Nahajajo se v osrednji Himalaji in se dvigajo nad morsko gladino na 8848 metrov. Nekaterim uspe osvojiti najvišji vrh, drugim pa ne. Na žalost so znani primeri smrti med plezalci med vzponom na eno ali drugo višino.
Nihanje sezonskih ali dnevnih temperatur v gorah je odvisno od številnih dejavnikov. Na popotnike v gorah čakajo številne nevarnosti. Ravno je posijalo sonce in nenadoma sneži. Nič manj nevarne so nenadne spremembe vremena, strme pečine in snežni plazovi. Ob vznožju je lahko +25, malo višje je že okoli 0 stopinj. Odvisno od vetra, kako blizu so gore morju, v katerem času dneva se spreminja temperatura. Zato si velja zapomniti, da je bližina gorskih vrhov soncu varljiva. Višje kot ste od površja zemlje, hladneje je in manj je kisika v zraku, brez katerega obstoj živih organizmov ni mogoč.
»Od gora so boljše le gore,« pravijo mnogi, ki so se vsaj enkrat znašli sami s temi surovimi velikani. A ne glede na to, kako močno je naše čustveno zaznavanje, ostaja dejstvo, da na višini telo začne delovati drugače.
Pred 20 leti enega najbolj znane tragedije v zgodovini svetovnega alpinizma. 11. maja 1996 je med vzponom na najvišjo goro sveta umrlo osem plezalcev.
Kaj se zgodi z nami v visokogorju, zakaj se kljub čistemu gorskemu zraku v gorah začnemo dušiti in kako se povzpeti na Everest brez kisika - preberite v našem gradivu.
Stradanje kisika
Marsikdo izmed nas se je vsaj enkrat znašel v gorah, pa še to ne nujno zelo visokih. In ob prihodu smo se počutili "izven kraja" - preobremenjeni in letargični. Toda po enem ali dveh dneh so ti neprijetni simptomi izginili sami. Zakaj se to dogaja?
Zaradi dejstva, da se navadimo na visok atmosferski tlak, živimo v mestu skoraj na planoti (za Moskvo je to povprečno 156 metrov nad morjem), končamo v gorsko območje naše telo je pod stresom.
Vse zato, ker gorsko podnebje- to je najprej znižanje atmosferski tlak in redkejši zrak kot na morski gladini. V nasprotju s splošnim prepričanjem se količina kisika v zraku z nadmorsko višino ne spreminja; delni tlak(napetost).
Se pravi, ko dihamo redek zrak, se kisik ne absorbira tako dobro kot na nizkih nadmorskih višinah. Posledično se zmanjša količina kisika, ki vstopa v telo - oseba doživi kisikovo stradanje.
Zato se ob prihodu v hribe pogosto namesto z veseljem pljuča napolnijo z čisti zrak, že med kratkim sprehodom dobimo glavobole, slabost, težko dihanje in izjemno utrujenost.
Pomanjkanje kisika (hipoksija)- stanje kisikovega stradanja tako celotnega telesa kot celote kot posameznih organov in tkiv, ki ga povzročajo različni dejavniki: zadrževanje dihanja, boleča stanja, nizka vsebnost kisika v ozračju.
In višje in hitreje kot se dvigamo, hujše so lahko zdravstvene posledice. Na visoki nadmorski višini obstaja tveganje za razvoj višinske bolezni.
Kakšne so višine:
- do 1500 metrov – Nizke višine(tudi pri trdem delu ni fizioloških sprememb);
- 1500-2500 metrov – srednje (opazno fiziološke spremembe, nasičenost krvi s kisikom je manjša od 90 odstotkov (normalno), verjetnost višinske bolezni je majhna);
- 2500-3500 metrov - visoka nadmorska višina (višinska bolezen se razvije s hitrim vzponom);
- 3500-5800 metrov – zelo visoke nadmorske višine (pogosto se razvije višinska bolezen, nasičenost krvi s kisikom je manjša od 90 odstotkov, izrazita hipoksemija (zmanjšanje koncentracije kisika v krvi med vadbo);
- nad 5800 metrov – ekstremne nadmorske višine (huda hipoksemija v mirovanju, progresivno poslabšanje, kljub maksimalni aklimatizaciji, stalno bivanje na takih višinah je nemogoče).
Višinska bolezen– boleče stanje, povezano s pomanjkanjem kisika zaradi zmanjšanja parcialnega tlaka kisika v vdihanem zraku. Pojavlja se visoko v gorah, od približno 2000 metrov naprej.
Everest brez kisika
Najvišji vrh sveta so sanje mnogih plezalcev. Zavest o nepremagani gmoti z višino 8848 metrov razburja duhove že od začetka prejšnjega stoletja. Vendar pa so ljudje prvič dosegli njen vrh šele sredi dvajsetega stoletja - 29. maja 1953 sta goro končno osvojila Novozelandec Edmund Hillary in nepalski šerpa Tenzing Norgay.
Poleti 1980 je človek premagal še eno oviro - slavni italijanski plezalec Reinhold Massner se je na Everest povzpel brez pomožnega kisika v posebnih jeklenkah, ki se uporabljajo pri vzponih.
Številni profesionalni plezalci, pa tudi zdravniki, so pozorni na razliko v občutkih obeh plezalcev - Norgaya in Massnerja - ko sta dosegla vrh.
Po spominih Tenzinga Norgaya je »sijalo sonce in nebo - v svojem življenju še nisem videl bolj modrega neba. Pogledal sem navzdol in prepoznal mesta, ki so si jih zapomnili s preteklih odprav ... Na vseh straneh okoli nas so bili velika Himalaja ... Še nikoli nisem videl takega prizora in nikoli ne bom videl česa več – divjega, lepega in strašnega.«
In tukaj so Messnerjevi spomini na isti vrh. »Pogrezam se v sneg, težak kot kamen od utrujenosti ... A tukaj ni počitka, izčrpan sem do skrajnosti ... Še pol ure - in konec ... Čas je za odhod. .. Ni občutka veličine tega, kar se dogaja. Preveč sem utrujen za to.«
Kaj je povzročilo tako pomembno razliko v opisih zmagoslavnega vzpona obeh plezalcev? Odgovor je preprost – Reinhold Massner za razliko od Norgaya in Hillary ni dihal kisika.
Vdih na vrhu Everesta bo v možgane prinesel trikrat manj kisika kot na morski gladini. Zato večina plezalcev raje osvaja vrhove s kisikovimi jeklenkami.
Na osemtisočakih (vrhovih nad osemtisočaki) je tako imenovana cona smrti - višina, na kateri se človek zaradi mraza in pomanjkanja kisika ne more zadržati dlje časa.
Številni plezalci ugotavljajo, da delati najpreprostejše stvari: zavezovanje škornjev, prekuhavanje vode ali oblačenje postane izjemno težko.
Med kisikovim stradanjem najbolj trpijo naši možgani. Porabi 10-krat več kisika kot vsi drugi deli telesa skupaj. Nad 7500 metri dobi človek tako malo kisika, da lahko pride do motenj prekrvavitve možganov in otekanja možganov.
Možganski edem je patološki proces, ki se kaže s čezmernim kopičenjem tekočine v celicah možganov ali hrbtenjače in medceličnem prostoru ter povečanjem volumna možganov.
Na nadmorski višini več kot 6000 metrov možgani tako trpijo, da lahko pride do prehodnih napadov norosti. Počasna reakcija se lahko spremeni v vznemirjenost in celo neprimerno vedenje.
Tako je na primer najbolj izkušeni ameriški vodnik in plezalec Scott Fischer, ki je najverjetneje utrpel možganski edem, na nadmorski višini več kot 7000 metrov prosil, naj mu pokličejo helikopter za evakuacijo. Čeprav v normalnih razmerah vsak plezalec, tudi ne preveč izkušen, dobro ve, da helikopterji ne letijo na takšno višino. Ta incident se je zgodil med žalostnim slavni vzpon Everesta leta 1996, ko je v neurju pri spustu umrlo osem plezalcev.
Ta tragedija je postala splošno znana, ker velika količina mrtvi plezalci. Pri vzponu 11. maja 1996 je umrlo 8 ljudi, med njimi dva vodnika. Tistega dne se je na vrh hkrati povzpelo več komercialnih odprav. Udeleženci takšnih ekspedicij vodnikom plačajo denar, ti pa svojim strankam na poti zagotavljajo maksimalno varnost in vsakodnevno udobje.
Večina udeležencev vzpona leta 1996 ni bila profesionalnih plezalcev in je bila močno odvisna od pomožnega kisika v jeklenkah. Po različnih pričevanjih se je tistega dne na vrh odpravilo 34 ljudi hkrati, kar je močno zakasnilo vzpon. Posledično je zadnji plezalec dosegel vrh po 16. uri. Za kritični čas vzpona se šteje 13:00; po tem času morajo vodniki vrniti stranke, da imajo čas za sestop, dokler je še svetlo. Pred 20 leti nobeden od obeh vodnikov ni dal takega ukaza pravočasno.
Zaradi poznega vzpona številnim udeležencem ni ostalo kisika za spust, med katerim je goro udaril močan orkan. Posledično je bilo po polnoči veliko plezalcev še vedno na pobočju gore. Brez kisika in slabe vidljivosti niso mogli najti poti do taborišča. Nekatere od njih je sam rešil profesionalni plezalec Anatolij Boukreev. Osem ljudi je na gori umrlo zaradi podhladitve in pomanjkanja kisika.
Skok iz stratosfere
Stratosfera je plast ozračja, ki se nahaja na nadmorski višini od 11.000 do 50.000 metrov. Prav v stratosferi se nahaja plast, ki določa zgornjo mejo življenja v biosferi. Z drugimi besedami, noben živ organizem ne more preživeti nad to točko.
14. oktobra 2012 je avstrijski padalec Felix Baumgartner izvedel skok iz stratosfere.
Postavil je rekord v višini skoka, razdalji, ki jo je pretekel v prostem padu (več kot 36.000 metrov), postal pa je tudi prvi človek, ki je prebil zvočni zid brez vozila.
Stratosferski balon je Baumgartnerja dvignil v kapsuli pod pritiskom na višino skoraj 39.000 metrov. Ena glavnih težav takšnega skoka je bila, da je človek prisiljen dolgo ostati nad Armstrongovo črto na višini približno 19.000 metrov.
Na tej višini je atmosferski tlak le 47 milimetrov živo srebro, voda pa vre pri 37 stopinjah Celzija. Znižanje tlaka na nadmorski višini nad 18.900 metrov povzroči vrenje krvi.
Zaradi teh težkih razmer je bil Baumgartner opremljen kot astronavt. Skupaj z opremo je tehtal 118 kilogramov. Njegova obleka je imela sistem za dovod kisika, višinomer ter ogrevano in močno zatemnjeno steklo na čeladi za ultravijolično zaščito.
O gorskem zraku in aklimatizaciji
Pa vendar se naše telo lahko prilagodi na zelo težke razmere, tudi na velike nadmorske višine. Da bi bili na nadmorski višini več kot 2500-3000 metrov brez resne posledice, navadnemu človeku potrebni so en do štiri dni aklimatizacije.
Kar zadeva višine nad 5000 metrov, se je nanje skoraj nemogoče normalno prilagoditi, zato se na njih lahko zadržiš le omejen čas. Telo na takšnih višinah ni sposobno počivati in okrevati.
Ali je možno zmanjšati tveganje za zdravje pri bivanju na višini in kako to storiti? Praviloma se vse zdravstvene težave v gorah začnejo zaradi nezadostne ali nepravilne priprave telesa, in sicer neaklimatizacije.
Aklimatizacija je vsota adaptivno-kompenzacijskih reakcij telesa, zaradi katerih se ohranja dobro zdravje. splošno stanje, teža, normalna zmogljivost in psihološko stanje se ohranjajo.
Številni zdravniki in plezalci menijo, da je najboljši način za prilagajanje na višino postopno pridobivanje višine – naredite več vzponov, dosegajte vse višje višine, nato pa se spustite in počivajte čim nižje.
Predstavljajmo si situacijo: popotnik, ki se odloči osvojiti Elbrus, najvišji vrh Evrope, začne svojo pot iz Moskve na 156 metrih nadmorske višine. In v štirih dneh se izkaže, da je 5642 metrov.
In čeprav je prilagajanje na nadmorsko višino genetsko vgrajeno v nas, tako neprevidnega plezalca čaka večdnevno pospešeno bitje srca, nespečnost in glavoboli. A za plezalca, ki si za vzpon vzame vsaj teden dni, bodo te težave zmanjšane na minimum.
Medtem ko jih prebivalec gorskih območij Kabardino-Balkarije sploh ne bo imel. V krvi gorjanov je naravno več eritrocitov (rdečih krvničk), njihova pljučna kapaciteta pa je v povprečju večja za dva litra.
Kako se zaščititi v gorah na smučanju ali pohodu
- Postopoma pridobivajte na višini in se izogibajte oster padec višine;
- pri slabo počutje zmanjšajte čas jahanja ali hoje, naredite več postankov za počitek, pijte topel čaj;
- Zaradi visokega ultravijoličnega sevanja lahko pride do opeklin mrežnice. Da bi se temu izognili, morate v gorah nositi sončna očala in pokrivalo;
- Banane, čokolada, müsli, žitarice in oreščki pomagajo v boju proti pomanjkanju kisika;
- Na višini ne smete piti alkoholnih pijač - povečajo dehidracijo telesa in poslabšajo pomanjkanje kisika.
Še eno zanimivo in na prvi pogled očitno dejstvo je, da se v gorah človek giblje veliko počasneje kot na ravnini. IN običajno življenje hodimo s hitrostjo okoli 5 kilometrov na uro. To pomeni, da razdaljo kilometra premagamo v 12 minutah.
Za vzpon na vrh Elbrusa (5642 metrov), ki se začne z nadmorske višine 3800 metrov, bo zdrava aklimatizirana oseba potrebovala v povprečju približno 12 ur. To pomeni, da bo hitrost v primerjavi z običajno padla na 130 metrov na uro.
Če primerjamo te številke, ni težko razumeti, kako resno nadmorska višina vpliva na naše telo.
Zakaj višje kot greš, bolj mrzlo je?
Tudi tisti, ki še nikoli niso bili v gorah, poznajo še eno lastnost gorskega zraka – višje kot je, hladnejši je. Zakaj se to zgodi, ker bi se moral zrak bližje soncu, nasprotno, bolj segreti.
Stvar je v tem, da toplote ne čutimo iz zraka, zelo slabo se segreje, ampak s površine zemlje. Se pravi žarek sonce prihaja od zgoraj, skozi zrak in ga ne segreva.
In zemlja ali voda sprejme ta žarek, se dovolj hitro segreje in oddaja toploto navzgor v zrak. Višje ko smo torej od ravnine, manj toplote prejmemo od zemlje.
Inna Lobanova
Pravzaprav se temperatura v zemeljski atmosferi spreminja neenakomerno
Prve informacije o tem, da višje ko se človek dviga nad površje Zemlje, nižja postane temperatura zraka, so ljudje prejeli že v starih časih, ko so se povzpeli na visoke gore. Sčasoma so bile te informacije potrjene: opazili so tudi prvi letalci, ki so leteli z baloni linearna odvisnost med naraščajočo nadmorsko višino in padajočo temperaturo. Verjetno je to razlog, zakaj imamo mnogi od nas idejo, da dlje kot je opazovalec od površja planeta, bolj mrzlo postaja. zračni prostor okoli sebe, in to traja, dokler opazovalec ne doseže vesolja, v katerem vlada večni mraz. Vendar ta ideja ni nič drugega kot mit.
Da bi se o tem prepričali, vas vabim na namišljeno potovanje od površja Zemlje do njenih skrajnih meja. zračna lupina. Predstavljajte si, da ste v nakupovalnem vozičku balon na vroč zrak V vročem poletnem dnevu, ko je temperatura zraka na površju Zemlje dosegla 30 °C, smo preverili vso opremo in se odpravili na letalski izlet. Ob tem pa kot pravi znanstvenik ne pozabite pogledati na termometer v gondoli, ki meri temperaturo zraka. Kakšno bo njegovo pričevanje?
Naj vas spomnim, da se prva plast ozračja, ki jo morate prečkati, imenuje ...
Troposfera
V tej plasti ima zračna lupina našega planeta največjo gostoto blizu same površine Zemlje, ki se zmanjšuje, ko se predmet oddaljuje od nje. Zaradi tega začne temperatura resnično padati. Če pogledate odčitke termometra na vsakih sto metrov, boste verjetno takoj odkrili zanimiv vzorec – temperatura se zniža za točno 0,65 °C. Tako gre že za zgornja meja v troposferi, to je na višini 10 km, lahko pade do –56 °C. In to je samo v zmernih širinah, na ekvatorju, kjer sega troposfera do nadmorske višine 18 km, lahko popotnik opazi padec temperature do -70°C. To je precej blizu absolutni minimum temperatura pri zemeljsko površje, registriran leta 1983 na Antarktiki - takrat je termometer kazal -89,6 °C.
Vendar ste se že približali tropopavzi - plasti 2-3 km, ki je zgornja meja troposfere. Tu se padec temperature ustavi: na potovanju skozi tropopavzo termometer vedno kaže enakih -56 ali -70 °C. Se pravi, nad tremi kilometri temperatura ne pade ali naraste. No, potem morate presesti v stratosferski balon in nadaljevati pot. Odpre se pred vami nova plast zračni ovoj našega planeta, ki se imenuje...
Stratosfera
V tej plasti je zrak že tako redčen, da je skoraj nemogoče dihati. S temperaturo pa se dogajajo zanimive stvari. Prvih 20–25 km se ne spremeni in ostane enaka, kot je bila, ko je bila dosežena zgornja meja prejšnje plasti. Potem pa pride do močnega skoka in do nadmorske višine 40 km postane precej toplo - termometer kaže 0 °C. Ta temperatura ostane enaka naslednjih 10 km, do zgornje meje te plasti, ki se imenuje stratopavza.
Kako je mogoče razložiti ta nepričakovan temperaturni skok? Dejstvo je, da so na tem območju plini, ki sestavljajo zrak, izpostavljeni nenehnim napadom ultravijoličnega sevanja, ki sproži različne kemične reakcije. Eden od njih nam je dobro znan - pretvorba kisika v ozon, zaradi česar nastane ozonski plašč, ki ščiti Zemljo pred istim ultravijoličnim sevanjem. Vse te reakcije so eksotermne, to pomeni, da ko se zgodijo, se energija sprosti v okolico v obliki toplote. Ta toplota segreje zgornje plasti stratosfere.
Vendar pa vaš stratosferski balon stremi vse višje in zdaj na višini 50 km ste že dosegli naslednjo atmosfersko plast, ki se imenuje ...
Mezosfera
Tukaj morate spremeniti v letalo, namenjen suborbitalnim poletom, in nadaljujte s potovanjem. Ta plast je zanimiva, ker se v njej rojevajo čudoviti nočnoprosojni oblaki, ki jih včasih lahko opazujemo s površja Zemlje. Vendar pa ob občudovanju tega čudovitega naravnega pojava ne pozabite pogledati na termometer. In tukaj boste videli, da se v tej temperaturni plasti dogajajo nič manj neverjetne dogodivščine.
V prvih 10 km se nekoliko poveča in lahko doseže vrednosti od 0,5 do 1 °C. To je še vedno učinek eksotermnih reakcij, ki se pojavljajo v prejšnji plasti.
Toda naprej, na nadmorski višini 60 km, se ta učinek konča in pride do močnega padca temperature - termometer kaže -90 ° C. Vendar to ni meja, na nadmorski višini 90 km, to je v območju zgornje meje mezosfere, lahko temperatura pade na –100 °C ali celo nižje. Tu je bil zabeležen absolutni atmosferski minimum -225 stopinj pod ničlo.
Ta padec temperature je razložen z dejstvom, da je zrak v mezosferi že tako redčen, da sončni žarki, ki gredo skozi to regijo, preprosto nimajo časa za prenos svoje energije na dokaj redke molekule plina. In ozonski plašč, ki se nahaja spodaj, absorbira zelo intenzivno sončno sevanje, a je hkrati sploh ne odraža. Torej v mezosferi preprosto ni ničesar za segrevati - zato tako nizke temperature.
Vendar pa se na nadmorski višini 90 km mezosfera konča. Nato lahko svojo pot nadaljujete le še do vesoljska ladja. Na njem se boste znašli v zadnji plasti ozračja, kjer so temperature še vedno drugačne od tistih v vesolje. In imenuje se ...
Termosfera
To območje našega zračnega ovoja nosi to ime z razlogom - tukaj se temperatura začne močno dvigovati. Na višini 300 km termometer kaže že 1700 °C. Nadalje, do same zgornje meje te plasti, ki leži na nadmorski višini 800 km, se temperatura nekoliko poveča, vendar se strinjate, potovanje skozi termosfero je precej vroče! Razlog za tako močno povišanje temperature je ionizacija atomov atmosferskih plinov, med katero se sprošča energija, pa tudi tako imenovana Joulova toplota, ki nastane električni tokovi magnetosfera. Mimogrede, zgoraj omenjena ionizacija plinov vodi do tako lepih in veličastnih naravnih pojavov, kot so aurore.
Strogo gledano, na zgornji meji termosfere se vaše potovanje konča - potem je tu plast, imenovana eksosfera, v kateri delci uhajajo v medplanetarni prostor, zato se temperatura tam praktično ne razlikuje od tiste v vesolju. Lahko se vrnete nazaj na Zemljo - nič več zanimivi pojavi Ne boste videli nobenih sprememb, povezanih s temperaturnimi spremembami.
Tako se bo lahko vsak, ki bo opravil takšno potovanje, sam prepričal, da ideja o linearnem padanju temperature z naraščanjem nadmorske višine velja le za najnižjo plast ozračja. Nato se temperatura spreminja cik-cak – najprej močno naraste, nato tudi močno pade, nato spet naraste in spet pade. Seveda je zdaj takšno potovanje nemogoče, toda čez čas, ko bo na primer takšna naprava, kot je vesoljsko dvigalo, vsak lahko lastne izkušnje poskrbite, da se z naraščanjem nadmorske višine temperatura v ozračju spreminja zelo neenakomerno.
Zračni tlak na vrhu gore Fuji (višina - 3782 m) je 2/3 atmosferskega tlaka nad morsko gladino.
V nižinah je ozračje bolj gosto. V višjih legah je tanjši in zračni tlak nižji. Dvigajoči se zrak, segret s sevanjem s površine, poveča prostornino in se ohladi, ko vstopi v območje nizkega atmosferskega tlaka - proces, znan kot adiabatsko hlajenje.
Običajno se zrak ohladi za približno 10 °C na vsakih 1000 m nadmorske višine. Na vrhu 2000 m visoke gore je zrak za okoli 20 °C hladnejši od nadmorske višine. Ko oblaki vstopijo v naraščajoči zračni tok, bo stopnja njihovega hlajenja za polovico manjša kot pri brez oblakov zračna masa. V povprečju se za celotno troposfero temperatura zniža za približno 7 °C na vsakih 1000 m nadmorske višine.
Višje pomeni hladnejše
Sončno sevanje prehaja skozi ozračje in segreva zemeljsko površje. Infrardeče sevanje s površine nato segreje spodnji sloj vzdušje. Kot je prikazano na sliki, se plast C segreje s toploto s površine in nato oddaja svojo toploto navzgor in navzdol. Naslednjo plast B segreva toplota, ki jo ustvari plast C. Plast B pa sprošča toploto in segreva ozračje nad in pod njo.
Toda v tem primeru se del toplote izgubi, zgornje plasti pa prejmejo le majhen del. Od naprej visoka nadmorska višina Atmosfera je bolj redka, takrat se dvigajoči zrak ohlaja in povečuje prostornino (tako imenovano adiabatno ohlajanje).
Čez dan temperatura na ravnini niha bolj kot na vrhu gore. Januarja se temperatura v nižini giblje v povprečju za 10 °C. Pri vzponu se amplituda temperaturnih nihanj zniža na 6 °C. Na vrhu gore se temperatura spremeni le za 1 °C.
Smer ogrevanja
Graf na desni prikazuje spremembe temperature od površja do nadmorske višine približno 50 km. Na zgornji meji troposfere, imenovani tropopavza (približno 12 km nad površjem), začnejo temperature naraščati. Ozonski plašč prinaša dodatno toploto v stratosfero. Absorbira škodljivo ultravijolično sevanje sonca, energija ultravijoličnih žarkov pa segreva stratosfero.
Na splošno je čudno, seveda, se boste strinjali. Konec koncev, višje kot ste, bližje ste svetilki. In vsi vemo iz tečaja fizike, da se topel zrak dviga od tal in se nahaja veliko višje od hladnega zraka. Toda takoj, ko se odpraviš na pohod v hribe, razumeš: tukaj nekaj ni v redu. Bližje kot je vrh, bolj mrzlo je.
Dejstvo je, da je temperatura zraka v gorah odvisna od povsem drugih razlogov. Bližje tlom je toplejše ne iz zraka, ampak iz same zemlje. Zdaj pa poskusimo razložiti.
Sam zrak se zelo slabo segreje, ne glede na to, kje je: višje od tal ali bližje njim. V fizikalnem smislu je toplotna prevodnost zraka nizka. To pomeni, da sončni žarek pride od zgoraj, skozi zrak in ... praktično nič ne naredi z njim. Zrak se ne segreje. Toda zemlja ali voda (če žarek pade na vodno telo) le sprejme ta žarek, ga absorbira, se dovolj hitro segreje in ... oddaja toploto navzgor v zrak.
Torej: kje bi po vašem mnenju zdaj moralo biti topleje? ista stvar. Približno petnajst kilometrov zemlje segreva sonce in oddaja energijo zraku. Tako se izkaže: dlje, višje od površine planeta, hladnejši je zrak.
In v gorah je zrak popolnoma redek. In redkejši zrak, kot vemo, prenaša še manj toplote, to je njegova lastnost zaradi zmanjšane gostote. Konec koncev, kaj je gostota? Število molekul na prostorninsko enoto. Manj kot je molekul, manj jih sodeluje v procesu prenosa toplote.
Raziskovalci so izračunali, kako natančno pada temperatura zraka z oddaljenostjo od zemeljske površine: vsak kilometer navzgor - minus šest stopinj Celzija.
»Kaj pa gore? - vprašate. "Navsezadnje imajo tudi gore površino, ki se lahko tudi segreje in oddaja toploto." Mogoče, brez dvoma. Toda, prvič, kot smo že razumeli, je gostota zraka v gorah nizka. In potem: gora je klanec. Sončni žarek ne pada pravokotno, kot pada na ravnino ali na jezero-morje. To pomeni, da se površina ne segreje tako dobro. No, še en dejavnik, ki moti toploto v gorah, je sneg na vrhovih.
Lahko pogledate komentarje ali napišete svoje.
Zdi se, da je vsakih 15 metrov težje dihati, saj se molekule zraka redčijo in je manj kisika, atmosferski tlak pa narašča. Zato ljudem s spremembami tlaka ni priporočljivo osvajati gorskih vrhov, plezalci na nadmorski višini približno 2000 metrov pa uporabljajo kisikove maske.
To je posledica dejstva, da ko je zrak ločen od zemeljske površine, se gostota zraka - njegov pritisk - zmanjša. Vsebnost kisika v gorskem zraku je nekajkrat manjša. Človek poskuša vdihniti vedno pogosteje, vendar pride manj kisika. Dihanje se pospeši in tudi srčni utrip. Poskušate dihati globlje, da ga sprejmete v pljuča več zraka, vendar pljuč ne bo mogoče nasičiti s kisikom. Traja nekaj dni, da se telo v gorah normalno prilagodi.
Obstajata dve različici, zakaj je v gorah težko dihati. Prvi je, da čim dlje od morske gladine in višje kot v gore, manjša je vsebnost kisika v zraku. In drugič, v gorah je zrak na splošno redkejši, to pomeni, da je koncentracija zraka tam na splošno manjša kot spodaj. Kar na splošno ne spremeni bistva. Sploh gorski zrak je poseben, telo se mora navaditi na delo v pogojih kisikovega stradanja.
Ker so gore visoke in če človek nima najbolj zdravega srca ali pa ima preprosto težave z krvni tlak Bivanje v gorah načeloma ni priporočljivo, v gorah praviloma ni dovolj zraka zaradi nizkega atmosferskega tlaka.
Natančneje, v gorah je težko dihati. To se zgodi zato, ker je tam manjša gostota zraka, čim višje ste nad morsko gladino. Zato morate pogosto dihati in težko je dihati. Obstaja samo en izhod, počasni odmerjeni gibi, čeprav lahko na hrbet obesite jeklenko s kisikom.
Ker atmosferski tlak pada z nadmorsko višino, je zato v gorah zelo težko dihati.
To je pogosta zmota, da je v gorah menda težko dihati zaradi pomanjkanja kisika.
Ne zaradi tega!
Višja kot je, več energije - sončne - fotonov.
In kisik jih kopiči.
Kisik dovaja energijo med dihanjem – ti isti fotoni.
Zato je zrak redkejši, ker je več energije na atomih. Ne pozabite, bolj ko je snov vroča, bolj se razširi. Tako se zrak razširi.
Predstavljajte si torej – v gorah dihamo toplejši zrak – t.j. nosijo več energije.
Naše telo se temu primerno odzove – omeji dihanje in krvni obtok, da ne pride do pregretja telesa. To čutimo kot težko dihanje in šibkost srca.
Ne pozabite na vročino. V vročini je zelo težko dihati.
Ne samo, da je težko dihati, ampak vas lahko boli glava in vaš srčni utrip se lahko poveča. In ne gre samo za telesna aktivnost povezana z vnebovzetjem. Višje kot se vzpenjamo na goro, tem manj vsebine kisika v zraku. Zato se dihanje pospeši, da zagotovi telo zahtevana količina kisik.
V visokogorju je atmosferski tlak nižji kot v nižinah. V skladu s tem je zrak izpraznjen, ima manjšo gostoto in zato nižjo koncentracijo kisika, ki sodeluje pri oksidativnih procesih telesa. Pomanjkanje kisika povzroči hipoksijo - kisikovo stradanje. Simptomi lahko vključujejo kratko sapo, hitro bitje srca, tinitus, glavobol, kašelj, izguba koordinacije, orientacije (posledica nezadostne oskrbe možganskih celic s kisikom).
V gorah se parcialni tlak kisika zmanjšuje sorazmerno z nadmorsko višino. Se pravi, višje kot se potepaš v gore, težje pride kisik v kri. Vi kot nižinski prebivalec preprosto nimate dovolj hemoglobina v krvi za prenos kisika do vseh telesnih tkiv. Najbolj tipični občutki nižinca, ne samo v gorah, ampak tudi v sredogorju - teža v vseh mišicah, zasoplost in povišan srčni utrip. Včasih zamegljenost zavesti in omedlevica. Edini protistrup je živeti zadostna količinačas v gorah, da se vsi sistemi, organi in organski sistemi prilagodijo spremenjenim razmeram. Pri odraslem in zdravem telesu to traja približno dva tedna.
Po vsakdanji logiki, višje kot ste od tal, višja bi morala biti temperatura zraka: po eni strani, ko višje ste, bližje soncu, po drugi strani pa se topel zrak od tal dviga. navzgor.
Pravzaprav temperaturo zraka v gorah določajo povsem drugi dejavniki.
Sam zrak ima zelo nizko toplotno prevodnost, to pomeni, da slabo prevaja toploto. Zato sončni žarki, ki gredo skozenj, nimajo časa, da bi ga segreli. In zrak na Zemlji se sploh ne segreva zaradi sončnega sevanja, temveč zaradi dejstva, da je zemeljska površina in vodna lupina Zemlja absorbira toploto sončnih žarkov in jo nato oddaja. To toplotno sevanje segreva zrak.
Toplotno sevanje, ki prihaja z Zemlje, lahko ogreje zrak do višine približno 15 kilometrov. Čim dlje od zemeljske površine, tem nižja je temperatura zraka. To se zgodi, prvič, ker se zrak, segret v bližini tal, hitro ohladi, ko se oddalji od nje, in drugič, ker je v zgornjih plasteh ozračja zrak bolj redek kot pri tleh. Manjša kot je gostota zraka, manj toplote se prenese. Slikovito si to lahko razložimo takole: večja ko je gostota zraka, več je molekul na prostorninsko enoto, hitreje se gibljejo in pogosteje trčijo, takšni trki pa, tako kot vsako trenje, povzročajo sproščanje toplote. Manjša kot je gostota plina (v našem primeru zraka), manj je sposoben prevajati toploto.
V povprečju se na vsakih 1000 metrov vzpona temperatura zraka zniža za 6 stopinj Celzija.
Pozoren bralec bo ugovarjal: a gore znajo tudi absorbirati sončno sevanje in ga dajte v obrazec toplotno sevanje! Tako je, lahko. Vendar ne pozabite, da je zrak tam zelo redek in, kot smo ugotovili zgoraj, se zelo slabo segreje. Poleg tega sončni žarki na površini gorskih pobočij vedno ne padajo navpično, kot na zemeljsko površino, ampak pod kotom. In poleg tega goram preprečujejo segrevanje goste snežne kape, s katerimi so pokrite - beli sneg preprosto odbija sončne žarke.
Zasneženi vrhovi in vznožja
2017-10-06 19:04:56
WindyLight je dal pravilen odgovor. Topel gorski zrak zamenjajo hladni vetrovi
2017-06-28 22:51:42
Zakaj je poleti tako hladno?
2017-02-06 16:58:53
Zakaj sonce ne ugasne?
2016-11-06 19:35:39
Zakaj je v gorah vedno sonce?
2016-10-06 16:24:43
Mislim, da je zrak v gorah hladen, ker tudi če tam na začetku ne bi bilo snega in bi se gora segrela, bi veter odpihnil topel zrak z gore in bi se takoj ohladilo, spodaj pa, če veter odpihne topel zrak, ga zamenja drug topel, ker Tam je ves zrak topel, gora okoli pa je hladna.
Streznitev
2016-04-10 06:49:54
Nor odgovor. Še posebej zadnji odstavek. V gorah je lahko površje zaradi naklona praviloma pravokotno na sončne žarke. Ampak to ne pomaga. Še vedno je hladno. O snegu: od kod izvira? Da bi se svetloba odbila, se je morala tam najprej pojaviti, pred tem pa je morala biti topla? In kako se segreje zrak od tal do višine 15 km? Tisti, ki so leteli z letali, vedo, da je na višini 10 km temperatura -50 stopinj.
2016-02-08 22:00:26
zakaj takšni zapleti, po moje je vse preprosto, dejstvo je, da večji ko je vpadni kot sončnih žarkov na površje, manjši je kot na Antarktiki ali v Sibiriji pozimi in ni treba zavajat ljudi iz več razlogov
2015-09-05 15:46:23
kako sneg odbija sončne žarke
2015-09-02 10:27:20
super, to je zelo informativno!
Da bi se o tem prepričali, vas vabim na namišljeno potovanje od površja Zemlje do samih zgornjih meja njenega zračnega ovoja. Predstavljajte si, da ste na vroč poletni dan, ko je temperatura zraka na površju Zemlje dosegla 30 °C, prišli v košaro balona, preverili vso opremo in se odpravili na polet. Ob tem pa kot pravi znanstvenik ne pozabite pogledati na termometer v gondoli, ki meri temperaturo zraka. Kakšno bo njegovo pričevanje?
Naj vas spomnim, da se prva plast ozračja, ki jo morate prečkati, imenuje ...
V tej plasti ima zračna lupina našega planeta največjo gostoto blizu same površine Zemlje, ki se zmanjšuje, ko se predmet oddaljuje od nje. Zaradi tega začne temperatura resnično padati. Če pogledate odčitke termometra na vsakih sto metrov, boste verjetno takoj odkrili zanimiv vzorec – temperatura se zniža za točno 0,65 °C. Tako lahko že blizu zgornje meje troposfere, to je na nadmorski višini 10 km, pade na –56 °C. In to le v zmernih zemljepisnih širinah, na ekvatorju, kjer se troposfera razteza do nadmorske višine 18 km, lahko popotnik opazi padec temperature do -70 °C. To je zelo blizu absolutne najnižje temperature na zemeljskem površju, zabeležene leta 1983 na Antarktiki – takrat je termometer kazal –89,6 °C.
Vendar ste se že približali tropopavzi - plasti 2-3 km, ki je zgornja meja troposfere. Tu se padec temperature ustavi: na potovanju skozi tropopavzo termometer vedno kaže enakih -56 ali -70 °C. Se pravi, nad tremi kilometri temperatura ne pade ali naraste. No, potem morate presesti v stratosferski balon in nadaljevati pot. Pred vami se odpre nova plast zračne lupine našega planeta, ki se imenuje...
V tej plasti je zrak že tako redčen, da je skoraj nemogoče dihati. S temperaturo pa se dogajajo zanimive stvari. Prvih 20–25 km se ne spremeni in ostane enaka, kot je bila, ko je bila dosežena zgornja meja prejšnje plasti. Potem pa pride do močnega skoka in do nadmorske višine 40 km postane precej toplo - termometer kaže 0 °C. Ta temperatura ostane enaka naslednjih 10 km, do zgornje meje te plasti, ki se imenuje stratopavza.
Kako je mogoče razložiti ta nepričakovan temperaturni skok? Dejstvo je, da so na tem območju plini, ki sestavljajo zrak, nenehno napadeni z ultravijoličnim sevanjem, ki sproži različne kemične reakcije. Eden od njih nam je dobro znan - pretvorba kisika v ozon, zaradi česar nastane ozonski plašč, ki ščiti Zemljo pred istim ultravijoličnim sevanjem. Vse te reakcije so eksotermne, to pomeni, da ko se zgodijo, se energija sprosti v okolico v obliki toplote. Ta toplota segreje zgornje plasti stratosfere.
Vendar pa vaš stratosferski balon stremi vse višje in zdaj na višini 50 km ste že dosegli naslednjo atmosfersko plast, ki se imenuje ...
Mezosfera
Tu morate presesti na letalo, namenjeno suborbitalnim poletom, in nadaljevati pot. Ta plast je zanimiva, ker se v njej rojevajo čudoviti nočnoprosojni oblaki, ki jih včasih lahko opazujemo s površja Zemlje. Vendar pa ob občudovanju tega čudovitega naravnega pojava ne pozabite pogledati na termometer. In tukaj boste videli, da se v tej temperaturni plasti dogajajo nič manj neverjetne dogodivščine.
V prvih 10 km se nekoliko poveča in lahko doseže vrednosti od 0,5 do 1 °C. To je še vedno učinek eksotermnih reakcij, ki se pojavljajo v prejšnji plasti.
Toda naprej, na nadmorski višini 60 km, se ta učinek konča in pride do močnega padca temperature - termometer kaže -90 ° C. Vendar to ni meja, na nadmorski višini 90 km, to je v območju zgornje meje mezosfere, lahko temperatura pade na –100 °C ali celo nižje. Tu je bil zabeležen absolutni atmosferski minimum -225 stopinj pod ničlo.
Takšen padec temperature je razložen z dejstvom, da je zrak v mezosferi že tako redčen, da sončni žarki, ki prehajajo skozi to območje, preprosto nimajo časa za prenos svoje energije na precej redke molekule plina. In ozonski plašč, ki se nahaja spodaj, zelo intenzivno absorbira sončno sevanje, vendar ga sploh ne odbija. Tako se v mezosferi enostavno nima kaj segrevati – zato nizke temperature.
Vendar pa se na nadmorski višini 90 km mezosfera konča. Potem lahko svojo pot nadaljujete samo še na vesoljski ladji. Na njem se boste znašli v zadnji plasti ozračja, kjer so temperature še vedno drugačne od tistih v vesolju. In imenuje se ...
To območje našega zračnega ovoja nosi to ime z razlogom - tukaj se temperatura začne močno dvigovati. Na višini 300 km termometer kaže že 1700 °C. Nadalje, do same zgornje meje te plasti, ki leži na nadmorski višini 800 km, se temperatura nekoliko poveča, vendar se strinjate, potovanje skozi termosfero je precej vroče! Razlog za tako močno povišanje temperature je ionizacija atomov atmosferskih plinov, ki sproščajo energijo, pa tudi tako imenovana Joulova toplota, ki jo ustvarjajo električni tokovi v magnetosferi. Mimogrede, zgoraj omenjena ionizacija plinov vodi do tako lepih in veličastnih naravnih pojavov, kot so aurore.
Strogo gledano, na zgornji meji termosfere se vaše potovanje konča - potem je tu plast, imenovana eksosfera, v kateri delci uhajajo v medplanetarni prostor, zato se temperatura tam praktično ne razlikuje od tiste v vesolju. Lahko se vrnete nazaj na Zemljo - ne boste videli več zanimivih pojavov, povezanih s temperaturnimi spremembami.
Tako se bo lahko vsak, ki bo opravil takšno potovanje, sam prepričal, da ideja o linearnem padanju temperature z naraščanjem nadmorske višine velja le za najnižjo plast ozračja. Nato se temperatura spreminja cik-cak – najprej močno naraste, nato tudi močno pade, nato spet naraste in spet pade. Seveda je zdaj takšno potovanje nemogoče, toda čez čas, ko bo na primer ustvarjena naprava, kot je vesoljsko dvigalo, bo lahko vsakdo iz lastnih izkušenj videl, da se z naraščanjem nadmorske višine temperatura v ozračju zelo spreminja. neenakomerno.