Tavaly télen az Egyesült Államokban és Kanadában több területet "sarki örvény" sújtott. Véletlenül az egyik ilyen területen élek, és csodálkoztam, hogy a hőmérséklet mennyire változott ilyen hirtelen, csak azért, mert egy csomó "levegő" megváltozott.
Miért befolyásolhatja a levegő hőmérséklete ilyen radikálisan a felület hőmérsékletét?
A felületi hőmérséklet a levegő hőmérséklete a felszínen (nem pedig a talaj hőmérséklete). Ezt a hőmérsékletet általában 1 és 2 m között mérjük a talajtól, és ezt a hőmérsékletet érezzük, amikor kint vagyunk. Egyszerűen fogalmazva, az oka annak, hogy a levegő befolyásolja ezt a hőmérsékletet, néha radikálisan, az az oka, hogy a hőmérséklet a levegő tulajdonsága (összefüggésben van a levegőt tartalmazó molekulák átlagos mozgási energiájával).
Ha kíváncsiak vagyunk az átélt hőmérsékletváltozásra, írhatunk $ \ frac {DT} {Dt} $ -ot, ahol $ \ frac {D} {Dt} $ lényeges származék és $ T $ a hőmérséklet. Ez a hőmérsékletváltozás Lagrangi-féle, más szóval egy légcsomag hőmérséklete a mozgás közben. Ezt kibővíthetjük $$ \ frac {DT} {Dt} = \ frac {\ részleges T} {\ részleges t} + \ mathbf {u} \ cdot \ nabla T $$ néven. Ez az egyenlet nekünk ezt mondja a hőmérsékletváltozás kétféle hatással hozható összefüggésbe:
Az első pontot a talaj és a levegő közötti energiaátadás (vezetés) és sugárzási veszteségek (sugárzás) módosítja. . Ezek a változások azon a skálán mozognak, hogy a hőmérséklet hogyan változik reggel és délután között - semmi sem túl radikális.
A második pont az, ahol a radikális változások bekövetkezhetnek. A hőmérséklet a levegő tulajdonsága, tehát ha új levegő költözik az Ön helyére más hőmérsékletű hőmérsékleten, ez erősen meghatározza a helyi felületi hőmérsékletet.
Megemlíti a sarki örvényt, amely gyakran helytelenül használt kifejezés, amely a közelmúltban került a népszerű szókincsbe. A sarki örvény elsősorban a középső felső légköri keringés a pólusok felett. Amikor meghallja a tévében, akkor valószínűleg visszaéléssel hallja, és általában csak egy nagyon erős hidegfrontot jelent, amely mögött egy (talán szezonban nem megfelelő) hideg sarkvidéki kontinentális légtömeg található. Az elülső rész egyszerűen fogalmazva egy megnövelt felületi hőmérsékleti gradiens, amely elválasztja a különböző tulajdonságokkal rendelkező légtömegeket. A legfontosabb jellemző az erős hőmérsékleti gradiens - a felületi hőmérséklet viszonylag nagy változása viszonylag kis távolságon belül.
Ez a korábbi, a szél által okozott hőmérsékleti radikális változásokhoz való elsődleges hozzájáruláshoz vezet vissza. más hőmérsékletű levegőben. Amikor egy hideg front érkezik, azt a szél hajtja, és ez egy példa a hőmérséklet szél általi szállítására (hideg levegő advection).
Összefoglalva: a levegő olyan erősen befolyásolja a helyi felszíni hőmérsékleteket, mert a hőmérséklet a levegő tulajdonsága. Ha a városod körül jelenleg levő levegőt új levegő váltja fel, akkor ennek a levegőnek meg lesz a saját hőmérséklete, és így hőmérsékletváltozást fog tapasztalni - ha az új levegő radikálisan hidegebb, akkor radikális hőmérséklet-változást fog tapasztalni.