הבדלים בין גרסאות בדף "מפל הטמפרטורה באטמוספירה"

מ
בוט החלפות: ממדי, אטמוספיר\1, קיימברידג', מאחר ש
מ (אביעד העביר את הדף מפל טמפרטורה ל־מפל הטמפרטורה באטמוספירה: מדויק יותר, מפל טמפרטורה מתאים גם לערכים אחרים)
מ (בוט החלפות: ממדי, אטמוספיר\1, קיימברידג', מאחר ש)
ב[[מדעי האטמוספירה]], '''מפל טמפרטורה''' הוא מונח המתאר את רמת ירידת ה[[טמפרטורה]] עם עלייה ב[[גובה]]. בדרך כלל הכוונה היא ל[[אטמוספירת כדור הארץ]], אך ניתן לעשות שימוש במונח דומה בכל כדור [[גז]] [[גרביטציה|גרביטציוני]]. באנגלית, נפוץ המונח "שיעור דעיכה" (lapse rate), שמוגדר כרמת הדעיכה של משתנה אטמוספריאטמוספירי ([[לחץ אטמוספירי]], למשל) מסוים עם העלייה בגובה. אם כי לרוב, וכשלא מצוין אחרת, המשתנה הוא טמפרטורה<ref name=":0">{{cite book|author=Mark Zachary Jacobson|title=Fundamentals of Atmospheric Modeling|publisher=Cambridge University Press|edition=2nd|year=2005|isbn=0-521-83970-X}}</ref><ref name=":1">{{cite book|author=C. Donald Ahrens|title=Meteorology Today|publisher=Brooks/Cole Publishing|edition=8th|year=2006|isbn=0-495-01162-2}}</ref>.
 
האטמוספירה מתחממת ממגע עם [[קרקע]] כדור הארץ באמצעות [[הולכה]], ולכן, בחלקה התחתון של האטמוספירה, עד גובה של כ-12 [[ק"מ]], הטמפרטורה יורדת עם הגובה, באורח אחיד פחות או יותר - עם ההתרחקות ממקור הולכה. מפל הטמפרטורה באטמוספירה משתנה ממקום למקום, אולם בתנאים אטמוספרייםאטמוספיריים נורמליים, מפל הטמפרטורה הממוצע הוא ירידה של 6.4°C לק"מ. מפל הטמפרטורה המדיד מושפע מה[[לחות]] באוויר. מפל טמפרטורה יבש עומד על ירידה של 10°C לק"מ, ונעשה בו שימוש לחישוב השינוי בטמפרטורה באוויר עם [[לחות יחסית]] של פחות מ-100%. מפל טמפרטורה לח עומד על ירידה של 5.5°C לק"מ, ונעשה בו שימוש לחישוב השינוי בטמפרטורה של אוויר רווי, כלומר ב[[לחות יחסית]] של 100%. המפל בפועל לרוב אינו בדיוק על פי שני מדדים אלה, אך הם מהווים מדד שחוזה באופן מדויק מספיק את שינויי הטמפרטורה הכרוכים בתנועת האוויר כלפי מעלה ומטה. מפל הטמפרטורה האטמוספריהאטמוספירי, יחד עם עיקרון ההתקררות וההתחממות האדיאבטית של האוויר, הקשור בדחיסת האוויר והתרחבותו, מהווה מודל אחיד המסביר את התקררות האוויר הנע מעלה, והתחממות האוויר היורד מטה.
 
==הגדרה מתמטית==
מפל טמפרטורה אדיאבטי יבש מתאר את ירידת הטמפרטורה עם הגובה של חבילת אוויר יבש או אוויר שאינו רווי (כלומר מתחת ל-100% לחות, כאשר הטמפרטורה גבוהה מנקודת הטל) בתנאים אדיאבטיים. תהליך אדיאבטי הוא תהליך שבו אין חילוף חום בין חבילת האוויר לסביבה. ניתן להניח שתהליך אדיאבטי אכן מתרחש, מאחר שמוליכות החום של האוויר נמוכה, וגופי האוויר גדולים מאוד, כך שמעבר החום באמצעות הולכה קטן מאוד, וניתן להזנחה.
 
תחת תנאים אלו, אוויר נוסק (מקונבקציה, למשל) מתרחב, מפאת הלחץ הקטן עם הגובה. חבילת האוויר המתרחבת דוחפת את האוויר המקיף אותה ומבצעת [[עבודה (פיזיקה)|עבודה]]. מאחר והתהליךשהתהליך הוא אדיאבטי, אין חילוף חום, החבילה מאבדת אנרגיה פנימית, והטמפרטורה יורדת בשיעור של 9.8°C לק"מ. התהליך ההפוך מתרחש עם ירידת חבילת אוויר<ref name="DLA">Danielson, Levin, and Abrams, ''Meteorology'', McGraw Hill, 2003</ref>.
 
[[File:Emagram.GIF|thumb|350px|left|דיאגרמת אמגרמה המראה אדיאבטות יבשות (קווים מודגשים) ואדיאבטות לחות (קווים מקווקווים) כפונקציה של לחץ וטמפרטורה]]
|-
|align=right|<span style="vertical-align:-10%;"><math>\epsilon=\frac{R_{sd}}{R_{sw}}</math></span>
| align="right" |היחס חסר המימדיםהממדים בין קבוע גז של אוויר יבש לבין קבוע הגז של אדי מים 0.6220
|-
|align=right|<span style="vertical-align:+15%;"><math>T</math></span>
 
=== קרינה, גזי חממה ומודל תרמודינמי===
פרופסור רוברט ה. אסנהיי (Robert H. Essenhigh), מ[[אוניברסיטת קמברידגקיימברידג']] פיתח מודל תרמודינמי מקיף של מפל טמפרטורה המבוסס על משוואות שוסטר שוורצשילד (S-S), המתארות דרך מעבר קרינה באטמוספירה, בהתחשב גם בספיגת הקרינה על ידי גזי חממה <ref>{{cite web | title = Prediction from an Analytical Model of: The Standard Atmosphere Profiles of Temperature, Pressure, and Density with Height for the Lower Atmosphere; and Potential for Profiles-Perturbation by Combustion Emissions | author = Robert H. Essenhigh | id=Paper No.03F-44: Western States Section Combustion Institute Meeting: Fall (October) 2003 | url = http://altmine.mie.uc.edu/nuclear/htmfile/atmcombXC.pdf}}</ref>. "הפתרון חוזה, יחד עם המידע הנסיוני של הסטנדרט האטמוספריהאטמוספירי, דעיכה לינארית של הטמפרטורה ברביעית עם הלחץ. בקירוב ראשון, דעיכה לינארית של הטמפרטורה עם הגובה עד הטרופוספירה (שכבת הטרופוספירה הנמוכה, כ-10 ק"מ". הצפיפות והלחץ המנורמלים החזויים מתאמים לתוצאות הניסיוניות. סריקאנת' קולן (Sreekanth Kolan) במהלך מחקרו ב[[אוניברסיטת אוהיו]], הרחיב את המודל לתאר גם את מאזן האנגריה בשבות האטמוספרההאטמוספירה<ref>{{cite web | title = Study of energy balance between lower and upper atmosphere | author = Sreekanth Kolan | year = 2009 | url = http://etd.ohiolink.edu/view.cgi/Kolan%20Sreekanth.pdf?osu1259613805 | publisher = Ohio State University | id = osu1259613805 }}</ref>.
== חשיבות במטאורולוגיה ==
למפלי טמפרטורה המגוונים באטמוספרתבאטמוספירת כדור הארץ, בעיקר בטרופוספירה, חשיבות רבה במטארולוגיה. באמצעותם ניתן לבדוק אם חבילת אוויר נוסקת תעלה מספיק עד שהמים בה יתעבו לעננים, ואם האוויר ימשיך לעלות ליצירת ענני גשם ואף ענני סערה, [[קומולונימבוס]].
 
כאשר אוויר בלתי רווי עולה מעלה, הטמפרטורה שלו יורדת לפי המפל האדיאבטי היבש. נקודת הטל גם היא יורדת, כתוצאה מירידה בלחץ האוויר עם הגובה, אך לאט הרבה יותר - ירדה של כ-2°C ל-1000 מטרים. אם אוויר בלתי רווי עולה גבוה מספיק, הטמפרטורה שלו תגיע לנקודת הטל שלו, ותחל התעבות. גובה זה ידוע כ[[רום ההתעבות]], או מפלס ההתעבות, בקיצור גם LCL, מאנגלית -lifting condensation level, כאשר ההרמה היא מכנית, ו-CCL, מאנגלית - convective condensation level כאשר ההרמה אינה מכנית, אלא נובעת מחימום תחתי מספיק כדי להגיע לטמפרטורת הקונבקציה, הטמפרטורה הדרושה כדי לגרום לאוויר לעלות. בסיס הענן יהיה בשכבה הנתחמת בפרמטרים האלה.