A levegő nem önmagában melegszik fel, hanem a napsugárzást elnyelő felszíntől kapja a hőt. Ezért van az, hogy a troposzférában általában felfelé haladva csökken a hőmérséklet, de derült, szélcsendes éjszakán a talaj közelében akár fordított helyzet is kialakulhat.
A Földet vékony gázréteg, a légkör veszi körül. Tömege 5,2×1015 tonna, és a túlnyomó része az alsó 10-15 kilométerben található. Ebben a rétegben zajlik az időjárás nagy része, és itt vannak jelen azok az összetevők is, amelyek az élővilág számára fontosak. A levegő fő alkotói a nitrogén, az oxigén, az argon és a szén-dioxid, mellettük pedig nyomgázok, aeroszolok, folyékony és szilárd részecskék is előfordulnak.
Hogyan melegszik fel valójában a légkör?
A napsugárzás a légkörbe érve módosul: egy részét a légkör elnyeli, más részét szétszórja, és csak a beeső energia hozzávetőleg fele jut el a felszínre. A talaj ezt elnyeli, majd hőt ad le a fölötte lévő levegőnek. Innen ered az a szabály, hogy a légkör alulról melegszik fel. A levegő saját sugárzáselnyelése ehhez képest kisebb szerepű.
A felszín jellege sokat számít. Szántóföld fölött például nagyobb a melegedés, mert a napsugárzásnak csak körülbelül 15 százalékát veri vissza. Erdős és vízzel borított felszíneknél nagyjából 30 százalékos albedo jellemző, hó- és jégfelszínnél pedig a visszaverés 60-90 százalék is lehet. Minél világosabb egy felszín, annál kevesebb energiát nyel el, és annál lassabban melegszik fel.
A felszín felmelegedése után a hő a közeli levegőrétegekbe jut, a magasabb rétegek viszont kevésbé kapnak belőle. Ezért a troposzférában általában csökken a hőmérséklet a magassággal. Száraz levegőben 100 méterenként körülbelül 1 °C, nedves levegőben 0,65 °C ez az átlagos csökkenés. A meteorológiában külön számít a napi maximum, minimum és középhőmérséklet is, mert ezek együtt mutatják meg, hogyan változott a levegő az adott nap folyamán.
Mikor fordul meg a megszokott rend?
Előfordul, hogy a magassággal nem csökken, hanem nő a hőmérséklet. Ha ez közvetlenül a talaj közelében történik, talaj menti inverzióról beszélünk. Ennek feltétele a szélcsend és a derült, felhőtlen éjszaka. Ilyenkor a felszín erősen kisugároz, a talaj közelében pedig erős lehűlés alakul ki. A jelenség gyakran sűrű köddel jár együtt, és a nappali felmelegedés, valamint a megélénkülő szél hatására a következő délelőtt rendszerint feloszlik.
A levegő mozgását a légnyomáskülönbségek is alakítják. A légnyomás a fölöttünk lévő légoszlop nyomása, átlagosan 1013 hPa a földfelszínen. 10 kilométer magasságban már csak 225 hPa, 80 kilométerben pedig 0,01 hPa körüli érték mérhető. A szél mindig a magasabb nyomás felől az alacsonyabb felé tart, az északi féltekén pedig a Föld forgása jobbra téríti el. A nyomáskülönbség és a szél erőssége egyenesen arányos: minél nagyobb a különbség, annál erősebb a szél.
A szélirányt mindig onnan nevezik meg, ahonnan fúj. A tereptárgyakkal való súrlódás miatt a légáramlás nem egyenletes, hanem lökésszerű, és a széllökés általában 20-40 százalékkal haladja meg az átlagsebességet. Éjszaka a szél gyengébb és kevésbé lökéses, mint nappal. Vannak helyi szelek is: nappal a tavi vagy tengeri szél a víz felől a szárazföld felé fúj, éjjel pedig megfordul. A hegyvidékeken nappal a völgyekből a hegyek felé, éjjel a hegyekről a völgyek felé áramlik a levegő.
A víz a légkörben három halmazállapotban is jelen van: vízgőz, folyadék és jég formájában. Ha a levegő lehűl a harmatpontig, telítetté válik, és a felesleges nedvesség kicsapódik. Ebből lesz köd, harmat, dér vagy csapadék, attól függően, milyen a hőmérséklet és a környezet. Ködről akkor beszélünk, ha a látástávolság 1 kilométer alá csökken. A csapadék mennyiségét milliméterben adják meg: 1 mm csapadék 1 liter víznek felel meg 1 négyzetméteren. Hó esetében körülbelül 10 liter hó ad 1 liter víznek megfelelő olvadékmennyiséget.
Ha a talaj közelében derült, szélcsendes éjszakán különös lehűlést vagy ködöt látunk, érdemes a talaj menti inverzióra gondolni. Ilyenkor a délelőtti napfény többnyire el is oszlatja a jelenséget.
