⏰ DO MATURY 2027 ZOSTAŁO: 202 DNI

Efekt fenowy i spadek temperatury z wysokością - obliczenia krok po kroku

7 min czytania · aktualizacja

Temperatura powietrza w troposferze spada z wysokością średnio o 0,6°C na każde 100 m. Wiatr fenowy (w Tatrach - halny) liczy się dwoma gradientami: powietrze suche ochładza się i ogrzewa o około 1°C na 100 m, a powietrze, w którym zachodzi kondensacja pary wodnej - o około 0,6°C na 100 m. Ta różnica sprawia, że po zawietrznej stronie gór powietrze jest cieplejsze i suchsze niż po stronie dowietrznej. Na maturze zawsze używaj jednak wartości podanych w poleceniu.

Trzy gradienty, które trzeba rozróżniać

GradientWartość przyjmowana w zadaniachKiedy go używasz
pionowy gradient temperaturyok. 0,6°C / 100 mtemperatura na różnych wysokościach w spokojnej atmosferze, np. stacja w dolinie i na szczycie
suchoadiabatycznyok. 1°C / 100 mpowietrze wznosi się lub opada bez kondensacji - do poziomu kondensacji i podczas opadania po zawietrznej
wilgotnoadiabatycznyok. 0,5-0,6°C / 100 mpowietrze wznosi się powyżej poziomu kondensacji, a w chmurze uwalnia się ciepło

Powietrze nasycone ochładza się wolniej, bo podczas kondensacji pary wodnej wydziela się ciepło. To jest klucz do zrozumienia, dlaczego fen jest ciepły.

Spadek temperatury z wysokością - obliczenie

Stacja w dolinie na wysokości 400 m n.p.m. notuje 18°C. Jaka temperatura panuje w tym samym czasie na szczycie o wysokości 1 600 m n.p.m., przy gradiencie 0,6°C / 100 m?

  1. Różnica wysokości: 1 600 − 400 = 1 200 m.
  2. Spadek temperatury: 1 200 ÷ 100 × 0,6 = 7,2°C.
  3. Temperatura na szczycie: 18 − 7,2 = 10,8°C.

Odwrotne zadanie (szczyt → dolina) liczysz tak samo, tylko temperaturę dodajesz. Przy wartościach ujemnych zapisuj znak na każdym etapie: jeśli na szczycie jest −4°C, a w dolinie 1 500 m niżej temperatura jest o 9°C wyższa, wynik to 5°C, a nie 13°C.

Efekt fenowy krok po kroku

Wilgotne powietrze o temperaturze 15°C przemieszcza się nad pasmem górskim o wysokości 2 500 m n.p.m. Kondensacja zaczyna się na wysokości 500 m. Przyjmij gradient suchoadiabatyczny 1°C / 100 m i wilgotnoadiabatyczny 0,6°C / 100 m. Oblicz temperaturę powietrza u podnóża po stronie zawietrznej (0 m n.p.m.).

  1. Od 0 do 500 m (bez kondensacji): spadek 500 ÷ 100 × 1 = 5°C, więc na poziomie kondensacji jest 10°C.
  2. Od 500 do 2 500 m (kondensacja, chmury, opady): spadek 2 000 ÷ 100 × 0,6 = 12°C, więc na szczycie jest −2°C.
  3. Opadanie od 2 500 do 0 m po stronie zawietrznej (powietrze jest już osuszone, ogrzewa się suchoadiabatycznie): wzrost 2 500 ÷ 100 × 1 = 25°C, więc u podnóża jest 23°C.

Po stronie zawietrznej powietrze jest o 8°C cieplejsze niż na tej samej wysokości po stronie dowietrznej - i znacznie suchsze, bo wilgoć została w opadach na zboczu dowietrznym.

Skutki fenu, o które pytają zadania

  • Opady orograficzne na stoku dowietrznym i cień opadowy po stronie zawietrznej.
  • Gwałtowny wzrost temperatury i spadek wilgotności po stronie zawietrznej, szybkie topnienie śniegu, zagrożenie lawinowe.
  • Silne, porywiste wiatry łamiące drzewa - wiatr halny powoduje wiatrołomy w lasach tatrzańskich.
  • Złe samopoczucie u części osób, przypisywane szybkim zmianom ciśnienia i temperatury.

W Polsce typowym wiatrem fenowym jest halny, wiejący z południa przez Tatry na Podhale, najczęściej jesienią i wczesną wiosną. Odpowiedniki w innych górach to fen w Alpach i chinook w Górach Skalistych.

Pułapki, za które przepadają punkty

  • Jeden gradient na całej trasie. Do poziomu kondensacji i przy opadaniu - suchoadiabatyczny, w chmurze - wilgotnoadiabatyczny.
  • Gradient wilgotnoadiabatyczny po stronie zawietrznej. Powietrze opadające ogrzewa się i oddala od nasycenia, więc liczysz 1°C / 100 m.
  • Gradient „na metr”. Wartości podaje się na 100 m - przy 1 200 m dzielisz przez 100, a nie mnożysz.
  • Własne wartości zamiast podanych. Jeśli polecenie mówi 0,5°C / 100 m, liczysz z 0,5, nawet gdy pamiętasz inną liczbę.

Najczęstsze pytania (FAQ)

O ile spada temperatura powietrza z wysokością?
Średnio o 0,6°C na każde 100 metrów wysokości w troposferze. Powietrze suche wznoszące się bez kondensacji ochładza się szybciej, o około 1°C na 100 metrów, a nasycone wolniej, o około 0,5 do 0,6°C na 100 metrów.
Dlaczego wiatr fenowy jest ciepły?
Po stronie dowietrznej powietrze ochładza się wolno, bo podczas kondensacji pary wodnej wydziela się ciepło. Po stronie zawietrznej opada już suche i ogrzewa się szybciej, o około 1°C na 100 metrów, dlatego u podnóża jest cieplejsze niż po drugiej stronie gór.
Jak nazywa się wiatr fenowy w Polsce?
W Tatrach i na Podhalu to wiatr halny. Wieje z południa, najczęściej jesienią i wczesną wiosną, przynosi gwałtowne ocieplenie i niską wilgotność, a jego porywy powodują wiatrołomy w lasach.
Jak obliczyć temperaturę po zawietrznej stronie gór?
Policz spadek temperatury do poziomu kondensacji gradientem suchoadiabatycznym, dalej do szczytu gradientem wilgotnoadiabatycznym, a potem wzrost temperatury przy opadaniu po zawietrznej znowu gradientem suchoadiabatycznym, od szczytu do podnóża.

Gradient temperatury to jeden z wzorów zebranych w zestawieniu zadań obliczeniowych na maturze z geografii. Dane klimatyczne stacji górskich i nizinnych porównasz na klimatogramie, a ruch mas powietrza na mapie synoptycznej z frontami.

Źródło: zadania i klucze odpowiedzi z arkuszy maturalnych z geografii - arkusze CKE formuły 2023.

Więcej z geografii