Калькулятор температуры на высоте

По мере того как воздух поднимается вверх, он расширяется, а при расширении и преодолении давления, как бы мало оно ни было, совершается работа. Поэтому, поскольку работа совершается за счет тепловой энергии расширяющегося воздуха, воздух охлаждается.

Какая температура воздуха на высоте

Высота (м)
Температура
°К     °С
Плотность (кг/м3)
Давление (Н/м2)
Скорость звука (м/с)
Вязкость (Н с/м2)
Число М
Число Рейнольдса

Вертикальный градиент температуры

Если восходящий воздух не насыщен (т. е. не достиг своей точки росы), то он будет охлаждаться приблизительно на 1° на каждые 100 м подъема. Изменение температуры воздуха с его поднятием называется вертикальным градиентом температуры восходящего потока. По мере того как поднимающийся воздух достигает своей точки росы, вертикальный градиент уменьшается до ~0,6° на 100 м. При конденсации водяного пара выделяется теплота. Это и уменьшает вертикальный градиент.

Следует иметь в виду, что указанные вертикальные градиенты температуры относятся только к таким поднимающимся или опускающимся потокам воздуха, которые не получают и не отдают тепла окружающему воздуху. В спокойном воздухе (т. е. не поднимающемся и не опускающемся) обычно температура также уменьшается с высотой. Однако вертикальный градиент в спокойном воздухе редко совпадает с вертикальным градиентом восходящего или нисходящего воздушного потока.

Влияние температуры воздуха на погоду и климат

Если бы Земля не вращалась, то циркуляция земной атмосферы происходила бы примерно так. Воздух сильнее всего нагревается вблизи экватора, то он начал бы здесь расширяться, сделался бы менее плотным и стал бы вытесняться вверх более холодным воздухом из полярных областей, устремившимся сюда для уравнивания давления. Поднимающийся вверх воздух стал бы продвигаться от экватора по направлению к полюсам, создавая постоянную область низкого давления у экватора. У полюсов воздух был бы холодным и плотным, так что здесь было бы высокое атмосферное давление. 

Однако в действительности происходит иначе, по мере того как «растекающийся» — движущийся в верхних слоях — воздух удаляется от экватора к полюсам, он, вследствие вращения Земли с запада на восток, отклоняется к востоку, и, когда этот воздух достигает приблизительно 30-й параллели, он движется почти точно на восток. Таким образом, на  этих широтах происходит накопление воздуха, в результате чего здесь образуются зоны высокого давления, которые окружают Землю к югу и к северу от экватора. 

От каждой зоны высокого давления часть воздуха в нижних слоях атмосферы направляется к полюсу, порождая ветры, известные под названием «преобладающих западных ветров». Другая часть направляется к экватору, образуя северо-восточные и юго-восточные пассаты. Эти пассаты сталкиваются у экватора, в значительной степени взаимно уничтожаются и создают экваториальную штилевую зону. 

Часть воздуха верхних слоев атмосферы на широте 30° вытесняется к полюсам, но не опускается к земной поверхности. В результате, когда этот воздух достигает полярных областей, он оказывается очень холодным и тяжелым (плотным). Здесь он оседает, образуя большие массы воздуха высокого давления. По мере накопления этого холодного воздуха в нижних слоях атмосферы он устремляется по направлению к экватору. На широте приблизительно 60°  фронт этой массы полярного воздуха, так называемый полярный фронт, встречается со значительно более теплым и менее плотным воздухом западных ветров, опускается под него и заставляет его подниматься. Этот поднимающийся, относительно теплый, легкий воздух образует зоны низкого давления по обе стороны от экватора на широте около 60°. Однако время от времени большая масса полярного воздуха высокого давления прорывается к экватору. Передняя граница этой массы, обращенная к экватору, называется холодным фронтом. Эти центры высокого давления и холодные фронты играют огромную роль в формировании погоды и климата.