Jaka jest temperatura w odległości 10 km?

Jaka jest temperatura na wysokości 10 km: -50 stopni

Zrozumienie tego, jaka jest temperatura na wysokości 10 km, uświadamia pasażerom ekstremalne i wręcz zabójcze warunki panujące na zewnątrz podczas lotu. Skrajne wychłodzenie oraz brak odpowiednich systemów podtrzymywania życia na pokładzie błyskawicznie skutkują utratą przytomności u człowieka. Poznaj te niesamowite atmosferyczne skrajności dla poszerzenia własnej świadomości.

Jaka jest temperatura w odległości 10 km nad ziemią?

Temperatura na wysokości 10 kilometrów nad poziomem morza - czyli w miejscu, gdzie zazwyczaj latają samoloty pasażerskie - wynosi zazwyczaj od -50 do -56 stopni Celsjusza. Jest to obszar nazywany górną granicą troposfery, gdzie panują warunki skrajnie nieprzyjazne dla człowieka. To mroźna pustynia. Choć na dole, na plaży w Sopocie, może być przyjemne 25 stopni, to zaledwie kilka kilometrów nad Twoją głową panuje mróz, jakiego nie doświadczysz nawet podczas najostrzejszej polskiej zimy.

Możesz się zastanawiać, dlaczego właściwie tak się dzieje. Logika podpowiadałaby, że będąc bliżej słońca, powinno być cieplej. Nic bardziej mylnego. Powietrze nie jest ogrzewane bezpośrednio przez promienie słoneczne, ale przez ciepło oddawane przez powierzchnię ziemi. Im dalej od tego kaloryfera, tym zimniej. W mojej pierwszej podróży samolotem, gdy dotknąłem szyby okna i poczułem przeszywający chłód, nie mogłem uwierzyć, że po drugiej stronie jest aż tak ekstremalnie. To było moje pierwsze zderzenie z fizyką atmosfery w praktyce.

Dlaczego temperatura spada wraz z wysokością?

Kluczem do zrozumienia tego zjawiska jest pionowy gradient temperatury. Średni spadek temperatury z wysokością wynosi około 6,5 stopnia C na każde 1000 metrów wysokości. Oznacza to, że z każdym kilometrem w górę tracimy kilka stopni. Ale to nie wszystko. Na wysokości 10 km ciśnienie atmosferyczne jest o około 70% niższe niż na poziomie morza. ^[2] Rozrzedzone powietrze ma mniejszą zdolność do zatrzymywania ciepła, co tylko potęguje efekt wychłodzenia.

Nazywajmy rzeczy po imieniu - to zabójcze warunki. Na tej wysokości około 80% masy całej atmosfery znajduje się już pod Tobą. Powietrze jest tak rzadkie, że bez systemów podtrzymywania życia w samolocie, człowiek straciłby przytomność w ciągu kilkunastu sekund. Ciekawostką jest jednak to, że spadek temperatury nie trwa wiecznie. Na wysokości około 11 kilometrów napotykamy tropopauzę. To swoista granica, za którą temperatura w troposferze przestaje spadać, a w wyższych warstwach stratosfery zaczyna nawet rosnąć. Brzmi to nielogicznie? Wrócę do tego tematu w dalszej części tekstu, wyjaśniając rolę ozonu. ^[3]

Komfort w kabinie a mróz za oknem

Skoro temperatura na zewnątrz samolotu wynosi -55 stopni Celsjusza, dlaczego w środku samolotu możemy siedzieć w krótkim rękawku? To zasługa zaawansowanych systemów klimatyzacji i ogrzewania. Powietrze do kabiny jest pobierane z silników (tak zwane powietrze upustowe), gdzie jest ekstremalnie gorące z powodu sprężania. Następnie jest chłodzone i mieszane, aby uzyskać optymalne 22-24 stopnie Celsjusza.

Pamiętam, jak kiedyś podczas lotu do Tajlandii klimatyzacja zaczęła działać zbyt mocno. Siedziałem przy oknie i czułem, jak chłód bije od kadłuba. To uświadomiło mi, że oddziela mnie od pewnej śmierci tylko kilkanaście milimetrów aluminium i kompozytów. Izolacja samolotu musi być niesamowicie wydajna, aby zrównoważyć różnicę temperatur przekraczającą 70 stopni między wnętrzem a zewnątrz. Systemy te są projektowane tak, aby utrzymać wilgotność na poziomie około 10-20%, co niestety sprawia, że powietrze jest bardzo suche. To dlatego po długim locie czujemy się tacy wypompowani.

Wpływ wysokości na bagaż i paliwo

Częstym pytaniem jest to, czy w samolocie jest zimno na zewnątrz w każdym punkcie maszyny. Odpowiedź brzmi: zazwyczaj nie, ale jest tam znacznie chłodniej niż w kabinie pasażerskiej. Temperatura w luku bagażowym nowoczesnych samolotów utrzymuje się zazwyczaj w przedziale od 7 do 15 stopni Celsjusza.^[4] Jest to konieczne, ponieważ wiele osób przewozi w bagażu leki, elektronikę czy delikatne kosmetyki, które mogłyby ulec zniszczeniu przy -50 stopniach.

Paliwo lotnicze również musi być odporne na takie warunki. Kerosene (nafta lotnicza) ma punkt krzepnięcia około -47 stopni Celsjusza dla typu Jet A i jeszcze niższy, około -50 stopni dla Jet A-1. Podczas bardzo długich lotów nad biegunami piloci muszą monitorować temperaturę paliwa. Jeśli spadnie zbyt nisko, muszą zejść na niższą wysokość, gdzie powietrze jest cieplejsze, lub zwiększyć prędkość, aby tarcie powietrza o skrzydła nieco je ogrzało. To fascynujący dowód na to, jak technologia walczy z fizyką każdego dnia.

Porównanie temperatur na różnych wysokościach

Poziom morza (0 km)

• 1013 hPa (standardowe)

• +15 stopni Celsjusza

• Naturalne i swobodne

Szczyt Mount Everest (8,8 km)

• Około 33% ciśnienia na poziomie morza

• Około -36 stopni Celsjusza

• Wymaga butli z tlenem (strefa śmierci)

Wysokość przelotowa (10 km) REKOMENDOWANA DLA LOTÓW

• Około 25% ciśnienia na poziomie morza

• Od -50 do -56 stopni Celsjusza

• Niemożliwe bez hermetyzacji kabiny

Zagadka zamarzniętego kremu Marka

Marek, 34-letni inżynier z Poznania, leciał na wakacje do Kanady. W bagażu rejestrowanym schował drogą maść leczniczą, którą musiał stosować codziennie. Nie zastanawiał się nad temperaturą w luku bagażowym, zakładając, że skoro samolot jest nowoczesny, wszędzie jest ciepło.

Po wylądowaniu i dotarciu do hotelu Marek otworzył bagaż i zauważył, że słoiczek z kremem pękł, a jego zawartość zmieniła konsystencję na grudkowatą. Był wściekły - wydał na ten preparat 400 złotych i myślał, że linie lotnicze zniszczyły jego własność przez złe traktowanie walizki.

Marek zaczął czytać o warunkach na wysokości 10 km i zrozumiał, że choć luki są ogrzewane, to temperatura w nich może spaść do kilku stopni Celsjusza. Jego krem zawierał naturalne oleje, które krystalizują już przy 10 stopniach. Zdał sobie sprawę, że to nie uderzenie, a niska temperatura zniszczyła strukturę produktu.

W drodze powrotnej Marek zapakował nową partię leków do bagażu podręcznego, gdzie panuje stałe 23 stopnie. Dzięki temu produkt dotarł bezpiecznie. Marek nauczył się, że fizyka atmosfery wpływa na nasze życie nawet wtedy, gdy siedzimy wygodnie w fotelu samolotu.