Milyen szerepkörben jelenik meg a hőmérséklet a meteorológiában?

A mostani tudásfelhő cikkben a hőmérséklet meteorológiai szerepét és annak fontosságát járjuk körbe, azonban a téma hosszúsága és összetettsége miatt két vagy három résszel is jelentkezünk.

A hőmérséklet az anyagoknak egy fizikai jellemzője, fizikus nyelven pedig a részecskék mozgási energiájával kapcsolatos mennyiség. E jellemzőt az ember elsősorban tapintás útján, másodsorban pedig valamilyen eszközzel, például egy hőmérő segítségével tudja észlelni. A mért értéket egy skála segítségével tudjuk a legjobban reprezentálni. A két leghétköznapibb skála a celsius-fok (°C) és a fahrenheit-fok (°F). Tudományos esetekben pedig leginkább a kelvint használják a hőmérséklet skálázásához.

Celsiusból fahrenheitet. (thoughtco.com)

Fahrenheitből celsiust. (thoughtco.com)

Hol és mivel mérik a hőmérsékletet?

Hőmérsékletet bárhol mérhetünk, azonban egy alapelvnek mindenképp teljesülni kell. Az egész mérés azon alapszik, hogy a hőmérséklet változásakor a két rendszer egyensúlyba kerül. A mi esetünk a két rendszer a mérendő közeg (pl a levegő) és a hőmérőként használt eszköz. Mérhetünk:

• léghőmérsékletet a felszín közelében különböző szinteken
• felszínhőmérsékletet
• talajhőmérsékletet különböző mélységekben
• tengerek és tavak hőmérsékletét
• magas légköri hőmérsékletet

A hőmérők mérése alapulhat térfogatváltozáson (sűrűségváltozás-nem terjed el, folyadékhőmérő-a folyadék kiterjedésének megváltozása, fémhőmérő-deformáció alapú) és elektromosságon (ellenállás hőmérők) is.

Magyarországon a hőmérők típusától függetlenül a felszínközeli léghőmérséklet mérésére van a legtöbb eszköz. Itt a cél az, hogy a mérőhely környezetének minél nagyobb területére reprezentatív legyen, így az optimális mérőhely egy nyílt terület, akadályozó tényezők nélkül. Ezek hiánya miatt a városban történő mérések sokkal megtévesztőbbek tudnak lenni (a lokális hatások miatt), mint egy külterületi mérés. A megvédése érdekében a mérőműszert egy jellegzetes dobozban helyezik el a sugárzás, a szél és a csapadék ellen, ezen felül árnyékolást biztosít, így nincsen kitéve a közvetlen sugárzásnak sem. A mérés a felszín felett 2 méterrel történik.

Ezenkívül történnek mérések műholdak, magas légköri ballonok és repülőgépek segítségével.

Vegyük a hőmérséklet gyakorlati megjelenését a légkörben

Földünk légkörének hőmérsékletéért a napból érkező energia, a napsugárzás felel, ami rövidhullámú sugárzásként érkezik a Földre. Ennek egy része visszaverődik a légkörből, felhőkről, és az albedótól függően a felszínről is. Az albedó a sugárzás visszaverődésének mértékét adja meg. A világosabb árnyalatú színek jobb fényvisszaverő képességgel rendelkeznek, mint a sötétek (legnagyobb albedóval a hó rendelkezik).

Az ábra jobb oldali hőáram része a következő részben lesz kifejtve. (nimbus.elte.hu)

A rövidhullámú sugárzás bizonyos része, azonban a felszín elnyeli, majd hosszúhullámú sugárzásként kibocsátva alulról melegíti a felszínt. Ezért van az, hogy minél magasabban helyezkedünk, el a légkörben annál hidegebb van. Lényegében a Nap csak közvetett módon melegíti fel a Föld légkörét. A kisugárzott hosszúhullámok egy része szintén elnyelődik a felhőkben és egyes légköri részecskékben, ami az üvegházhatás folyamatát biztosítja. Ha ez a jelenség nem lenne, akkor a Föld átlaghőmérséklete a mostani 15 °C helyett -18 °C, tehát lényegében élhetetlen. A legfontosabb üvegházgázok a vízgőz és szén-dioxid, de számos más anyag található a légkörben, amik ezt a szerepet töltik be. Természetesen ezen anyagokból, ha kifejezetten nagy többlet keletkezik, könnyen áteshetünk a túloldalra és létrehozva a globális klíma teljes átrendeződését, ami már jelenleg is folyik.

A következő részben tovább vesszük a légköri hő elosztásában résztvevő egyéb fizikai folyamatokat, így a teljes kép átlátásának érdekében érdemes idővel visszatérni a tudásfelhő rovatunkba.

lead kép: pngtree.com