|
Atmosferische temperatuur
|
|
|
| Atmosferische temperatuur is een maatstaf voor de temperatuur op verschillende niveaus van de atmosfeer van de aarde. Het wordt bepaald door veel factoren, waaronder binnenkomende zonnestraling, vochtigheid en hoogte. De afkorting MAAT wordt vaak gebruikt voor gemiddelde jaarlijkse luchttemperatuur van een geografische locatie. |
| |
| Luchttemperatuur nabij het aardoppervlak |
| |
| De temperatuur van de lucht nabij het aardoppervlak wordt gemeten bij meteorologische observatoria en weerstations, meestal met behulp van thermometers die in een schuilplaats zijn geplaatst, zoals een Stevenson-scherm: een gestandaardiseerde, goed geventileerde, witgeverfde instrumentenschuilplaats. De thermometers moeten 1,25–2 m boven de grond worden geplaatst. Details van deze opstelling worden gedefinieerd door de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO). |
| |
| Een echt dagelijks gemiddelde kan worden verkregen uit een continu registrerende thermograaf. Meestal wordt het benaderd door het gemiddelde van afzonderlijke metingen (bijv. 24-uursmetingen, vier 6-uursmetingen, enz.) of door het gemiddelde van de dagelijkse minimum- en maximummetingen (hoewel de laatste kan resulteren in gemiddelde temperaturen die tot 1 °C koeler of warmer zijn dan het werkelijke gemiddelde, afhankelijk van het tijdstip van observatie). |
| |
| De gemiddelde oppervlakteluchttemperatuur ter wereld is ongeveer 14 °C. |
| |
| Temperatuur versus hoogte |
| |
| Temperatuur varieert sterk op verschillende hoogtes ten opzichte van het aardoppervlak; het is deze variatie die de vier lagen in de atmosfeer kenmerkt. Deze lagen zijn de troposfeer, stratosfeer, mesosfeer en thermosfeer. |
| |
 |
| Afbeelding-1 |
|
|
 |
| Afbeelding-2 |
|
| |
1: Vergelijking van de Amerikaanse standaardatmosfeergrafiek uit 1962 van de geometrische hoogte ten opzichte van de luchtdichtheid, de druk,
de geluidssnelheid en de temperatuur met de geschatte hoogten van verschillende objecten. |
2: Deze beelden tonen temperatuurtrends in twee dikke lagen van de atmosfeer, gemeten door een reeks satellietgebaseerde instrumenten tussen
januari 1979 en december 2005. De metingen werden uitgevoerd door Microwave Sounding Units en Advanced Microwave Sounding Units die
vlogen op een reeks weersatellieten van de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA). De instrumenten registreren
microgolfenergie die wordt uitgezonden door zuurstofmoleculen in de atmosfeer. |
| |
| De troposfeer is de laagste van de vier lagen en strekt zich uit van het aardoppervlak tot ongeveer 11 km in de atmosfeer, waar de tropopauze de grens tussen de troposfeerstratosfeer zich bevindt. De breedte van de troposfeer kan variëren afhankelijk van de breedtegraad: de troposfeer is bijvoorbeeld dikker in de tropen ongeveer 16 km omdat de tropen over het algemeen warmer zijn, en dunner bij de polen ongeveer 8 km omdat de polen kouder zijn. Temperaturen in de atmosfeer nemen af met de hoogte met een gemiddelde snelheid van 6,5 °C per kilometer. Omdat de troposfeer zijn warmste temperaturen dichter bij het aardoppervlak ervaart, is er een grote verticale beweging van warmte en waterdamp, wat turbulentie veroorzaakt. Deze turbulentie, in combinatie met de aanwezigheid van waterdamp, is de reden dat er weer in de troposfeer ontstaat. |
| |
| Na de tropopauze volgt de stratosfeer. Deze laag strekt zich uit van de tropopauze tot de stratopauze, die zich op een hoogte van ongeveer 50 km bevindt. Temperaturen blijven constant met de hoogte van de tropopauze tot een hoogte van 20 km, waarna ze met de hoogte beginnen toe te nemen. Dit wordt een inversie genoemd, en het is vanwege deze inversie dat de stratosfeer niet turbulent is. De stratosfeer ontvangt zijn warmte van de zon en de ozonlaag die ultraviolette straling absorbeert. |
| |
| De volgende laag, de mesosfeer, strekt zich uit van de stratopauze tot de mesopauze gelegen op een hoogte van 85 km. Temperaturen in de mesosfeer nemen af met de hoogte, en zijn de koudste in de atmosfeer van de aarde. Deze temperatuurdaling kan worden toegeschreven aan de afnemende straling die van de zon wordt ontvangen, nadat het grootste deel ervan al is geabsorbeerd door de thermosfeer. |
| |
De vierde laag van de atmosfeer staat bekend als de thermosfeer, en strekt zich uit van de mesopauze tot de top van de botsingsatmosfeer.
Hier worden enkele van de warmste temperaturen aangetroffen, dankzij de sterke ioniserende straling die hier ter hoogte van de Van Allen-stralingsgordel wordt ontvangen. |
| |
| |
| De temperatuurvariatie die optreedt van de hoogtepunten van de dag tot de koelte van de nacht wordt dagelijkse temperatuurvariatie genoemd. Temperatuurbereiken kunnen ook gebaseerd zijn op periodes van een maand of een jaar. De grootte van atmosferische temperatuurbereiken op grondniveau hangt af van verschillende factoren, zoals: |
| |
| - Gemiddelde luchttemperatuur |
| - Gemiddelde vochtigheid |
| - Het regime van winden (intensiteit, duur, variatie, temperatuur, enz.) |
| - Nabijheid van grote watermassa's, zoals de zee |
 |
| Gemiddelde maxima, minima en bereiken van maandelijkse luchttemperaturen geregistreerd in Campinas, Brazilië, tussen januari 2001 en juli 2006 |
|
|
 |
Gemiddelde maxima, minima en bereiken van maandelijkse luchttemperaturen geregistreerd in Aracaju, Brazilië, tussen januari
2001 en juli 2006 |
|
| |
De afbeelding links toont een voorbeeld van maandelijkse temperaturen die zijn geregistreerd in de stad Campinas, Brazilië, die ongeveer 60 km ten noorden van de Steenbokskeerkring ligt op 22 graden noorderbreedte. De gemiddelde jaarlijkse temperatuur is 22,4 °C, variërend van een
gemiddeld minimum van 12,2 °C tot een maximum van 29,9 °C. Het gemiddelde temperatuurbereik is 11,4 °C. De variatie gedurende het jaar is klein, de standaarddeviatie van 2,31 °C voor het maximale maandelijkse gemiddelde en 4,11 °C voor het minimum. De grafiek toont ook het typische fenomeen van verhoogde temperatuurbereiken tijdens de winter. |
| |
| In Campinas kan het dagelijkse temperatuurbereik in juli (de koelste maand van het jaar) bijvoorbeeld typisch variëren tussen 10 en 24 °C (bereik van 14 °C), terwijl het in januari kan variëren tussen 20 en 30 °C (bereik van 10 °C). |
| |
Het effect van breedtegraad, tropisch klimaat, constante zachte wind en ligging aan zee laten kleinere gemiddelde temperatuurbereiken, kleinere temperatuurvariaties en een hogere gemiddelde temperatuur zien (de grafiek rechts, genomen voor dezelfde periode als Campinas, in Aracaju,
ook in Brazilië en gelegen op een breedtegraad van 10 graden, dichter bij de evenaar). De gemiddelde maximumjaartemperatuur is 28,7 °C en de gemiddelde minimumtemperatuur is 21,9 °C. Het gemiddelde temperatuurbereik is slechts 5,7 °C. De temperatuurvariatie gedurende het jaar in Aracaju is zeer gedempt, met een standaarddeviatie van 1,93 °C voor de maximumtemperatuur en 2,72 °C voor de minimumtemperatuur. |
| |
| Verhoogde minimumtemperatuur |
| |
De minimumtemperatuur op kalme, heldere nachten is waargenomen als niet op de grond, maar eerder enkele tientallen centimeters boven de
grond. De laagste temperatuurlaag wordt Ramdas-laag genoemd, naar Lakshminarayanapuram Ananthakrishnan Ramdas, die dit fenomeen als
eerste in 1932 rapporteerde op basis van observaties op verschillende schermhoogtes bij zes meteorologische centra in India. Het fenomeen wordt toegeschreven aan de interactie van thermische stralingseffecten op atmosferische aerosolen en convectieoverdracht dicht bij de grond. |
| |
| Wereldwijde temperatuur |
| |
| Het concept van een wereldwijde temperatuur wordt vaak gebruikt in de klimatologie en duidt op de gemiddelde temperatuur van de aarde op basis van oppervlakte-, nabij-oppervlakte- of troposferische metingen. Deze temperatuurregistraties en -metingen worden doorgaans verkregen met behulp van satelliet- of grondinstrumentele temperatuurmetingen en vervolgens samengesteld met behulp van een database of computermodel. Langetermijn wereldwijde temperaturen in het paleoklimaat worden onderscheiden met behulp van proxy-gegevens |
| |
|
|
|
|
|
|
