Jaka jest temperatura na wysokości 20 km?

Temperatura na wysokości 20 km: Ile wynosi?

Znajomość parametru takiego jak temperatura na wysokości 20 km ma kluczowe znaczenie dla bezpieczeństwa nowoczesnego lotnictwa oraz badań atmosferycznych. Poznanie fizycznych właściwości tej specyficznej warstwy pozwala zrozumieć zachodzące w atmosferze globalne procesy oraz unikać poważnych błędów nawigacyjnych. Przeanalizuj szczegółowe wartości liczbowe oraz oficjalne normy fizyczne.

Jaka jest temperatura na wysokości 20 km i dlaczego tam panuje?

Temperatura na wysokości 20 km wynosi około -56,5°C zgodnie z danymi atmosfera wzorcowa temperatura na wysokości. Na tym etapie, znajdującym się w dolnej części stratosfery, kończy się chłodna warstwa tropopauzy. Oznacza to moment przełomowy dla pionowego rozkładu temperatury w ziemskiej atmosferze.

Przejście z troposfery do stratosfery

W troposferze, czyli przyziemnej warstwie powietrza, temperatura spada wraz ze wzrostem wysokości. Kiedy docieramy do tropopauzy, spadek ten zatrzymuje się, tworząc warstwę izotermiczną o stałej, niskiej temperaturze. To właśnie w tych rejonach panują najniższe temperatury w dolnych warstwach atmosfery.

Mogłoby się wydawać, że wraz z dalszym wzrostem wysokości temperatura będzie nieustannie spadać. W rzeczywistości jednak reguła ta ulega całkowitej zmianie po przekroczeniu granicy 20 km.

Co się dzieje z temperaturą powyżej 20 kilometrów?

Od poziomu 20 km temperatura na wysokości 20 km zaczyna stopniowo rosnąć wraz z wysokością. Jest to spowodowane obecnością warstwy ozonowej, która pochłania promieniowanie słoneczne UV. Pochłonięta energia przekształca się w ciepło, co powoduje ogrzewanie otaczających mas powietrza w stratosferze.

Warto pamiętać, że ten wzrost temperatury trwa aż do stratopauzy, czyli górnej granicy stratosfery. Choć analizowana jest temperatura w stratosferze na 20 km i wciąż jest siarczysty mróz rzędu -56,5°C, to sytuacja ta diametralnie różni się od tego, co dzieje się tuż pod nią w tropopauzie.

Porównanie warstw atmosfery pod względem temperatury

Troposfera

Od powierzchni ziemi do około 8-15 km

Spada wraz z wysokością (około 6,5°C na każdy kilometr)

Stratosfera (od 20 km)

Od około 11-50 km

Rośnie wraz z wysokością pod wpływem ozonu

Loty balonem stratosferycznym a pomiary temperatury

Projektanci misji balonów meteorologicznych często muszą mierzyć się z ekstremalnymi warunkami panującymi w górnych warstwach atmosfery.

Podczas jednej z prób wypuszczenia balonu badawczego w IMGW, aparatura pomiarowa na wysokości 20 km zarejestrowala stabilną temperaturę około -56,5°C, co idealnie pokrywało się z modelem matematycznym.

Inżynierowie początkowo obawiali się, że elektronika zamarznie na kość, ale dzięki uwzględnieniu specyfiki izotermy i początków wzrostu temperatury, sprzęt przetrwał.

Wynik ten potwierdził, że modele fizyczne poprawnie opisują zachowanie powietrza w dolnej stratosferze, co ułatwia planowanie lotów bezzałogowych.