لماذا تنخفض درجة الحرارة كلما ارتفعنا
نلاحظ أن درجة الحرارة تنخفض عند قمم الجبال بينما ترتفع درجة الحرارة عند سطح الأرض، وليس لدينا نظرية واضحة للسبب وراء ذلك، ولذلك يطرح البعض السؤال حول السبب وراء انخفاض درجة الحرارة عند الارتفاع إلى المناطق العالية.
تعريف درجة الحرارة وانتقالها
درجة الحرارة هي إحدى أشكال الطاقة، وتمثل حالة الذرة داخل الجسم، وهي غير مرئية ولكننا نشعر بها. يتم قياس درجة الحرارة باستخدام وحدات مختلفة مثل الجول والكالوري. يمكن لدرجة الحرارة أن تنتقل من جسم إلى جسم آخر، حيث تنتقل من الجسم الأكثر حرارة إلى الجسم الأقل حرارة.
إذا وضعنا قطعة من الثلج المتجمد في كوب فارغ عند درجة حرارة 20 درجة مئوية، سيذوب الثلج حتى يصل إلى درجة حرارة 20 درجة مئوية، وقد أثبتت الدراسات العلمية أن جزيئات غاز الأكسجين تتجمع في الارتفاعات، ولذلك تزيد درجة الحرارة كلما ارتفعنا عن سطح البحر بسبب زيادة ضغط الأكسجين.
انخفاض درجة الحرارة كلما ارتفعنا عن سطح البحر
تقوم أشعة الشمس بإرسال حرارتها مباشرة على سطح الأرض، مما يؤدي إلى احتفاظ الأرض بدرجة الحرارة داخلها، ونتيجة لذلك، تكون درجة حرارة الأماكن القريبة من سطح الأرض عالية بسبب تسخين الهواء المحيط بالأرض، وتؤثر عدة عوامل أخرى على ذلك
وفقاً لقانون الكثافة، عندما يبرد الهواء، ينخفض مستوى كثافته ويصعد إلى الأعلى، وهذا هو السبب وراء انخفاض درجة الحرارة على قمم الجبال.
طبقة التروبوسفير هي الطبقة العليا في الغلاف الجوي، وتقوم بامتصاص الحرارة وأشعة الشمس، على عكس الهواء الذي يلامس سطح الأرض، وهذا هو سبب آخر يفسر انخفاض درجة الحرارة كلما ارتفعنا إلى أعلى.
كما أنه من أسباب انخفاض درجة الحرارة في المرتفعات أن أشعة الشمس تصل إلى الأرض بمقدار 50%، وعندما تمتص بواسطة الغازات، تصل بنسبة 20%، ويعاد إلى الفضاء حوالي 30% منها. وبالتالي، كلما اقتربنا من سطح الأرض، زادت درجة الحرارة بسبب امتصاص الأرض لأشعة الشمس.
العوامل المؤثرة في درجة حرارة الأرض
تشمل العوامل التي تؤثر على درجة حرارة سطح الأرض ما يلي:
1- خط العرض، لأن كلما اقترب خط العرض من خط الاستواء، كلما ارتفعت درجة الحرارة.
يُعَدُّ الارتفاع من بين العوامل المؤثرة على درجة الحرارة، حيثُ كلما ارتفعنا فوق سطح البحر تزايدت درجة الحرارة.
يعتمد المناخ على البعد والقرب من البحر، حيث تتميز المناطق القريبة من البحر بمناخ بارد ورطب، بينما تكون المناطق البعيدة عن السواحل والبحار ذات مناخ حار.
تعد الرياح من العوامل الحاسمة في تحديد درجة الحرارة، إذ تتحكم فيها نوعية الرياح، فإذا كانت الرياح باردة، فستكون درجة الحرارة منخفضة، والعكس صحيح، إذا كانت الرياح تأتي من مناطق حارة.
الضغط الجوي وعلاقته بارتفاع وانخفاض درجة الحرارة
يعتبر الغلاف الجوي من أهم العوامل التي تؤثر في درجة الحرارة، حيث تمتد طبقة التروبوسفير حتى ارتفاع 12 كم من الغلاف الجوي، وتؤثر الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الشمس على الأكسجين، ويتم تحويل الطاقة الشمسية إلى حرارة عن طريق عملية إنتاج طبقة الأوزون، وبالتالي ينخفض درجة الحرارة وتصل إلى صفر درجة مئوية عند الاقتراب من طبقة الستراتوسفير.
تتميز طبقة الميزوسفير بعدم حتوائها على كمية كبيرة من حبيبات الأكسجين، مما يؤدي إلى انخفاض درجة حرارتها بشكل أكبر بسبب امتصاص جزئيات الأكسجين من الأشعة الفوق بنفسجية.