XXX.
Hőmérséklet. – Éghajlat.
300. A meteorológiai hatások eredője. Tanulmányoztuk – legalább is nagy vonásokban – a főbb meteorológiai hatásokat, melyek a légköri jelenségeket alkotják, nevezetesen a légköri nyomást, a szelet, esőt, viharokat stb. Van még egy utolsó elem, a mely az élet feltételei szempontjából a többi közt a legnevezetesebb és a mely az összes többi elem hatásától függ; ez a hőmérséklet. És ez elemnek, valamint a többi már tanulmányozott elemnek egyesült hatása adja valamely vidék éghajlatát.
301. A hőmérséklet megmérése. Nem írjuk le a közönséges hőmérőt; a fizikának ezt az alapvető eszközét e tudományt tárgyaló könyvek behatóan ismertetik. Nem beszélünk a különböző hőmértékek átváltoztatásáról, mert a századfokos mérték ma már, Angliát kivéve, mindenütt használatos.
Csupán a manapság már mindenütt alkalmazott regisztráló
hőmérő hasznos voltát jelezzük, a mennyiben vele folytonosan követhetjük a levegő hőmérsékletének változását; a készülék mechánikai írószerkezete ugyanazon az elven alapszik, mint a regisztrálóbarométeré. Ez a műszer elsőbbséggel helyettesíti a régi maximum-minimum hőmérőket nemcsak azért, mert a legnagyobb és legkisebb hőmérsékletet jelzi, hanem azért is, mert a nap minden pillanatában megadja a közbeneső hőmérsékletet is.
Minthogy ez a műszer változást jelez, szükséges minden nap bizonyos órában a hőmérsékletet pontos, kénesős hőmérővel megállapítani, hogy a felírt görbe adatait a közvetetlen leolvasással egyenlő értékűvé tehessük.
125. rajz.
Bizonyos óvatosság szükséges, hogy hibáktól mentes észleleteket kapjunk; meg kell óvnunk a hőmérőt a közvetetlen napsugárzástól, a széltől, a közeli testek kisugárzásától. Akár egyszerű, akár regisztráló hómérőnk legyen is, kis, kettősfalú és légjárta, védett helyre kell tennünk, mely befogadja a nedvességmérőt és a többi készüléket is, kivéve az esőmérőt, a mely mellettük fedetlenül állítandó fel. Ha nincs ily védett helyünk, akkor egyszerű és hatásos fogással élhetünk a hőmérséklet leolvasásakor: szálra függesztjük a hőmérőt és bizonyos ideig megforgatjuk, mint valami parittyát; ekkor a hőmérsékletet igen gyorsan leolvassuk, A tapasztalat igazolta az eljárás helyességét és használatba hozta a parittyahőmérőt.
284
302. A hőmérséklet változása a magassággal. – A hőmérséklet menetének megfordulása. A hőmérséklet csökkenése a szabad levegőben, a mint a földtől felemelkedünk, bonyolult tünemény. Ha teljesen száraz levegővel van dolgunk, általában 1 fok hőmérsékletcsökkenést észlelünk 100, vagy 101 m. magasságra. Ha a levegő vízpárát tartalmaz, de nem annyit, hogy telítse, ez az 1 foknyi csökkenés csak 104, vagy 105 méterenként következik be. Ha a levegő párával telített, akkor a lehűlés sokkal lassúbb és a hőmérséklet 1 foknyi csökkenése a kezdeti hőmérséklet és nyomás szerint csak 150–200 méterenként következik be; ez onnan magyarázható, hogy a pára mely telítettségben van, a magasabb, hidegebb rétegekben lecsapódik és a fölszabaduló hő a hűlést késlelti. A légkör alacsonyabb rétegeiben a talaj hatásával is számolnunk kell. Éjjel a talaj gyorsabban hűl, mint a levegő. A hőmérséklet csökkenése a föld közelében akkora lehet, hogy a hőmérő itt kisebb értéket mutathat, mint az észlelő helytől bizonyos magasságban. A hőmérséklet tehát a földtől felfelé e magasságig növekedik, hogy aztán feljebb emelkedve ismét csökkenjen. Ez a tünemény a hőmérséklet menetének, vagy eloszlásának megfordulása. Fordított jelenség tapasztalható nagy magasságokban; ezt TEISSERENC DE BORT tisztán kimutatta, midőn 236 regisztrálókészülékekkel ellátott és a levegőbe felemelkedett kutató léggömb feljegyzett adatát dolgozta fel. E léggömbök meghaladták a 11 kilométer magasságot és 74 közülök elérte a 14 kilométert, a miről a felvitt RICHARD-féle barométer görbéje adott bizonyságot. Már pedig a hőmérő görbéi a következő nevezetes jelenséget derítették ki: A hőmérséklet csökkenése a magassággal, a mely az alacsony légrétegektől kiindulva növekedik, a helyett, hogy az emelkedéssel lépést tartana, miként eddig gyanították, bizonyos maximumot ér el és aztán gyorsan kisebbedik, hogy körülbelül zérussá legyen oly magasságban, a mely a mi vidékünkön mintegy 11 kilométer. Bizonyos magasságon túl, a mely a légköri helyzet szerint 8 és 12 kilométer közt változik, oly réteg kezdődik, a melyet a hőmérséklet nagyon gyenge csökkenése, vagy éppenséggel csekély emelkedése jellemez. Ez a réteg több kilométer vastagságúnak látszik. Ezt a szép felfedezést teljesen igazolták Assmann német meteorológus munkálatai. Tehát kimondhatjuk, hogy 10 és 15 kilométer magasság közt van egy kevésbé hideg levegőáramlat. Ebből látható, mily hasznos a magas légkör kikutatása írókészülékekkel felszerelt léggömbökkel, melyeket szabadon feleresztünk. Ha e felszállások megszaporodnak (mindennaposaknak és több állomáson egyidejűeknek kellene lenniök), oly eredményeket fognak szolgáltatni, a melyek lehetővé teszik, hogy az általános légkörzés egyetemes törvényeit, melyeket ez ideig csak az alsó légrétegekben tanulmányozhatunk, sokkal részletesebben ismerhessük meg.
A maximumhoz és a minimumhoz tartozó MM' és mm' kilengés a TT' napi középhőmérséklet felett és alatt, évszak, földrajzi szélesség, tengerszín feletti magasság és éghajlat szerint változik. Az MM' és mm' hosszak összegét napi változásnak nevezik.
Budapesten és a mérsékelt égövön nyáron nagyobb, mint télen; az egyenlítőn mindig nagyon kicsiny. A sarkokon nulla, minthogy a nappal 6 hónapig tart és az éjjel szintén 6 hónapig; itt csak évi változás van. A felhőzet erősen módosítja a napi változás nagyságát; Párizsban nyáron, tiszta égboltozat alkalmával 15°-ot is elér; míg borult időlcen 4–5°-ra csökken.
Megérthető, hogy valamely tengerparti állomás, melyet nagy fajmelegű víztömeg környez, melynek hőmérsékleti változása csekély, fölötte csekély napi változást mutat és hogy a változás sokkal nagyobb a szárazföldi fensíkok közepén. Algirban például nyáron csak 7°, míg Biskrában 18°.
Ha felemelkedünk a légkörben, a napi változás szintén csökken, a mi magától érthető, mert felemelkedve a távolság négyzete arányában csökken a föld kisugározta meleg. Párizsban pl. júliusban a napi teljes kilengés 9° a föld színén és csak 5° az Eiffel-torony tetején.
Az MM' a maximumnak és mm' a minimumnak megfelelő kilengés az évi TT' középhőmérséklet felett és alatt; összegüket évi változásnak, évi amplitudónak, vagy évi szélsőségnek nevezik.
Több ok módosítja ezt az évi változást. Egyenlő szélességi fokon a tengermenti vidékeken kicsiny, a szárazföldi állomásokon nagy. Ez teljesen érthető, mert a víz a hőmérséklet szabályozója és a meleget magában tározza. Az évi változás annál kisebb, mennél közelebb megyünk az egyenlítőhöz, a hol a nappal és az éjjel tartama csekély változásnak van alávetve; emelkedik a sarkok felé, hol a téli hónapokban a nappalok igen rövidek és a nyári hónapokban nagyon hosszúak.
Végül a forró égöv vidékein az egyenlítő és a térítők között
|
a görbének elütő alakja van; az év folyamán két maximumot és két minimumot látunk (l. 128. rajz). Ez az eredmény megegyezik azzal, a mit a napsugárzás-mérés adott az egyenlítőre jutó melegmennyiség változására nézve az év folyamán; a Nap sugarai éjnapegyenlőségkor a Földnek az egyenlítőn fekvő pontjaira merőlegesek lévén, a hőmérsékletnek két M és M1 maximuma van; fordulók alkalmával a sugarak maximális ferdeségüket érvén el, két m és m1 minimum jelentkezik. |
128. rajz. |
Magán az egyenlítőn ez a négy pont m', M', m1
' és M1' egyenlő távolságban követi egymást. Abban a mértékben, a mint a fordulókhoz közeledünk, az M és M1 pontok egymáshoz közelednek ; a térítőn a két maximum összeesik és együtt marad a térítők és a sarkok közötti összes vidékeken; ekkor a görbe a 127. rajzon látható alakot veszi fel.305. A hőmérséklet változása a Föld felszinén. Izotermák. Ha ismerjük a Föld különböző pontjain az évi középhőmérsékleteket, melyeket a tenger szinére kell pontosan visszavezetnünk, akkor folytonos vonallal összeköthetjük azokat a pontokat, a hol az évi átlag egyenlő. Igy kapjuk az évi izotermák térképét (XII. térképlap), a melynek vizsgálata kiválóan tanulságos és több fontos következtetéshez vezet.
1. Egyenlő szélességi fokon az átlagos hőmérséklet az északi földgömbön nagyobb, mint a délin. Minthogy másrészről a napsugárzás mérésekor láttuk, Hogy a két félgömb az év folyamán
|
129. rajz. |
130. rajz. |
egyenlő melegmennyiséget kap a Naptól, ez az eltérés csakis az óczeánok és szárazföldek különböző eloszlásának tulajdonítható; az északi félgömb kiválóan szárazföldi, míg a déli félgömb kiválóan óczeáni. A 129. és 130. rajzok görbéi, melyeket kizárólag az észlelés adatai alapján húztunk meg, világosan megmutatják azt a különbséget, a mely egyenlő szélesség alatt az északi félgömbnek kedvez a 45 szélességi fokig; innen kezdve, fordítva áll a dolog. Ez könnyen megmagyarázható, minthogy az északi félgömb szárazföldi levén, a 0 és 45 szélességi fokok közt a szárazföldek melegebbek, mint a tengerek s ezért melegtöbbletet biztosítanak részére. Ellenkezőleg a hidegebb vidékeken a szárazföldek hidegebbek, mint a tengerek.
|
A 131. rajz, melyen a két félgömb minden szélességi fokára meghúztuk az évi középhőmérsékletek görbéjét, tisztán megmutatja a megfordulást a 45 szélességi foknál; a két görbe e szélességi foknak megfelelő pontján metszi egymást. Ha tehát minden földrajzi délkörön azt a pontot választjuk ki, a melyen az átlagos hőmérséklet a legnagyobb és az így nyert pontokat összekötjük, akkor megkapjuk a hőmérsékleti egyenlítő szabálytalan vonalát, mely a földrajzi egyenlítőtől állandóan északra helyezkedik el. Ez okból az egyenlítői szélcsend öve és a passzátok elválasztó vonala az egyenlítőtől mindig északra fekszik. |
131. rajz. |
2. Az északi földgömb nagy szárazföldjeinek nyugati partjai melegebbek, mint a keletiek. Valóban azt látjuk, hogy például
Newfoundland, mely hideg vidék, a hol a tengert télen jég borítja, ugyanoly szélességi fokon van, mint Cherbourg, melynek mérsékelt éghajlata ismeretes; New-York, melynek kikötője télen néha befagy, Lisszabon szélességében fekszik; végül Sanghai, a hol a tél nagyon szigorú, olyan szélességi fokon van, mint Dél-Orán és Alexandria.
A sarkok és az egyenlítő közelsége tehát nem az egyedüli ok, mely valamely hely átlagos hőmérsékletét szabályozza; a hőmérsékleti eloszlás fontos tényezői a tengeri és légi áramlatok és a szárazföldek és tengerek eloszlása; a tengeri áramlatok a meleg szállítói; a levegőáramlatok, melyek föléjük helyezkednek, ugyanazt az utat követik és minthogy ezek az utak például az északi félgömbön délnyugatról északkelet felé tartanak, könnyen belátható, hogy az izotermák Európa felé felemelkednek az áramlatok irányában. Ezt különösen szépen látjuk az évi 0 izotermán, mely Európában jócskán északra vonul Norvégiától, a sarkkörön túl, míg Amerikában leszáll majdnem a Szent-Lőrincz folyó torkolatáig, jóval a sarkkör alá.
3. A nagy óczeánok felett a hőmérséklet eloszlása szabályosabb. Ezt a tengereken, főként a déli nagy tengereken átvonuló izotermák láttatják, a hol majdnem párvonalasak a földrajzi parallellekkel.
306. A januáriusi és júliusi izotermák. De az évi átlag nem nyujt elég felvilágosítást az éghajlatról. Vegyünk ugyanis két A és B állomást, melyeken az évi átlagos hőmérséklet 15°. A-ban az átlagos hőmérséklet minden hónap-
bani az egész év folyamán 15° marad; B-ben ellenkezőleg a hideg hónapok átlaga 5°, a melegeké 25°. A két éviközép egyenlő, mindazáltal A-nak az éghajlata szabályos, B-é szélsőséges.
Hogy tehát a Föld különböző vidékeinek éghajlatáról fogalmat alkothassunk, feltétlenül tovább kell vinnünk tanulmányunkat és egy hideg, valamint egy meleg hónapra meg kell szerkesztenünk az izotermás térképet; a XIII. és XIV. térképlapok a januáriusi és a júliusi izotermákat mutatják.
A januáriusi térképen (XII. lap) a Golf-áramlat hatása még tisztán látható; a zérus-izoterma felemelkedve Európa partjainál Norvégia északi részéig, Amerikában leszáll az Egyesült-Államok közepéig, megmutatva így, hogy a januáriusi átlagos hőmérséklet New-York közelében zérus és a vele egyenlő szélességen fekvő Cadix-ban 15°.
Látható a hőmérséklet roppant csökkenése az ázsiai fensíkokon a hol az izotermák Szibéria északi részén minimális övet fognak körül, melyben a januáriusi átlagos hőmérséklet 40° zérus alatt. Eppen így keleti Európában is van egy zérus-izotermánk a Balkán-félszigeten, míg Nápolyban és az Adrián ugyanoly szélességben –10° átlag mutatkozik.
Ausztrália, mely a tenger közepén teljesen elszigetelt szárazföld, nevezetes képet mutat. Januáriusban – a déli félgömb nyarán – hőmérsékleti középpont van rajta; tehát az ausztráliai izotermák egyközepűek és párhuzamosak a sziget partjaival, melyek felől a hőmérséklet szabályosan növekedik a középpontig; ez igen tisztán mutatja az óczeánok hatását; az izotermák hasonló elrendezését megtaláljuk részben Délafrikában is.
A júliusi térképen (XIV. lap) szintén érdekes jelenségeket találunk. Ekkor van délen tél; a zérus-izoterma felmegy a Horn-fokig s látjuk egyszersmind, hogy a déli tengerek izotermáinak majdnem mértani szabályossága van.
De az egyenlítőtől északra nyár van és ismét feltaláljuk a vízzel körülvett vidékek zártrendszerű izotermáit, így a Szaharán és déli Afrikában, hol nagyon szembeszökő, továbbá Arábiában, Spanyolországban és Mexikóban. Feltűnő a magas hőmérséklet (30°–35°-os izotermák), mely Ázsia fensíkjain a januáriusi –10° és –20°-os izotermákat felváltja és a mely e vidéket a szélsőséges éghajlat főképviselőjévé teszi.
Izanomália-görbék. A 129. és 130. rajz görbéit úgy szerkesz-
tettük, hogy minden párhuzamos kör átlagos hőmérsékletét raktuk fel; e görbék figyelmeztetnek bennünket az északi félgömb hőmérsékleti kiváltságaira.
Gondoljunk valamely állomást bizonyos szélességi fokon. Ha minden szabályosan menne, akkor ennek a helynek, valamely adott hónapban, a szélességének megfelelő átlagos hőmérséklete volna. Valójában más átlaga van, nagyobb vagy kisebb az elméleti átlagnál. Ez a többlet, vagy hiány adja az illető hely hőmérsékleti anomáliáját, vagy eltérését valamely hónapban. Értéke pozitiv, vagy negativ a szerint, a mint többlet, vagy hiány mutatkozik.
Ha megszerkesztjük azokat a görbéket, a melyek a földgömb ama pontjait kötik össze, a melyekre nézve az anomália értéke ugyanaz, akkor izanomália-görbéket kapunk. A 132. rajzon bemutatjuk a januáriusi, a 133. rajzon a júliusi izanomáliákat az északi félgömbön. E görbék igen tanulságosak és megerősítik azt, a mit már a szárazföldek és a tengerek szerepéről tudunk.
Januáriusban pl. az anomália pozitiv a tengereken, negativ a szárazföldeken. Júliusban fordítva van a dolog.
|
132. rajz. |
133. rajz. |
307. Szabályos éghajlat. – Szélsőséges éghajlat. – Közepes éghajlat. Az előzőkből látható, hogy a hőmérséklet évi menete a Föld különböző pontjain nagyon különböző lehet; míg a hőmérséklet némely vidéken állandó, vagy közel állandó,
máshol tetemes ingadozásokat mutathat. A hőmérsékleti viszonyoknak ezt a rendjét nevezzük a hely éghajlatának; az éghajlat lehet szabályos, szélsőséges és közepes.
Szabályos éghajlat. Szabályos, vagy tengeri éghajlatnak nevezzük a hőmérsékletnek azt a rendjét, mely mellett a legmelegebb hónap havi átlaga nem különbözik többel, mint 10°-kal a leghidegebb hónap középhőmérsékletétől. Az óczeáni szigetek éghajlata ily értelemben szabályos, főként Madeira és az Azori szigeteké (januárius és július hőmérséklete közt 7° a különbség).
Szélsőséges éghajlat. Ebben a leghidegebb és legmelegebb hónap középhőmérséklete közötti különbség meghaladja a 20°-ot, kiválóan jellemző példa reá Közép-Ázsia és Szibéria éghajlata. Európában a szélsőséges éghajlat jellemző vidéke a Balkán-félsziget; Bukarestben például, bár a forró nyár Algeriára emlékeztet, a tél igen zord és mindazáltal Bukarest szélességi foka Nápolyéval egyezik, melynek enyhe tele ismeretes.
Közepes éghajlat. Itt a leghidegebb és legmelegebb hónap átlagos hőmérsékletének különbsége 10 és 20° közé ingadozik. Ilyen az éghajlat nyugati Francziaországban s különösen Párizsban.
308. Az észlelt legszélsőbb hőmérsékletek. – Hidegségi sark. Érdekes tudnunk a földgömb felszinén észlelt hőmérséklet szélsőséges értékeit.
A legmagasabb hőmérsékletet a Szaharán észlelték; bár az ilynemú adatok gyakran bizonytalanok, mégis biztossággal feltehető, hogy árnyékban mért +50°-os hőmérséklet gyakran van ebben a sivatagban. Francziaországban az észlelt maximum +41.2°, Magyarországban +40°.
A legalacsonyabb hőmérsékletet Szibériában, Verkhojánszkban észlelték Jakuczk mellett. Itt zérus alatt 72°-ot észleltek. Ha megjegyezzük, hogy ugyanezen az állomáson nyáron, árnyékban +31.5°-ra emelkedett már a hőmérséklet, látható, hogy az év folyamán e vidék lakóinak százhárom fok hőmérsékleti különbséget kell elszenvedniök. Ez bizonyára a szélsőséges éghajlat legjellemzőbb példája; szerencsére az állandó anticziklón, mely Szibériában az egész tél folyamán elhelyezkedik, a vidéket széltől megóvja és ezt a hőmérsékletet némileg elviselhetővé teszi. Úgy látszik az eddigiek alapján, hogy ez a vidék a hidegségi sark. Mindazáltal a januáriusi izotermák alakja a Hudson-öböl északi részén második hidegségi sarkot látszik jelezni a sarki sziget-
világban és a legutóbbi időben Grönlandban tartózkodó kutatók észleleteinek összetevéséből az tűnik ki, hogy ezen több mint 1000 m. vastag jégréteggel borított föld közepén is van hőmérsékleti minimum.
Meg kell jegyeznünk, hogy mindannyiszor, valahányszor nagy hidegség jelenik meg valamely vidéken és bizonyos ideig ott marad, mindig nagy nyomás kíséri; tehát az izobáros és izotermás térképek kiegészítik egymást.
Így történt, hogy az 1879-iki borzasztó tél alkalmával, midőn egész nyugati Európában kemény hideg volt, nagy légnyomás ült meg felette; ez év deczember havának izotermás és izobáros térképei feltűnő módon megmutatják e két jelenség együttességét.
309. Az éghajlatok állandósága és változósága. A kövesült szerves maradványok tanulmányozása megmutatja, hogy az élet körülményei korszakonkint sokat változtak a Föld felszinén. De e változások a geológiai korszakok egymásutánjához kötvék és tanulmányuk a geológia körébe vág. Minket az érdekel, hogy a Föld mai állapotában az éghajlatok állandóak, vagy változásoknak alávetettek-e?
Alig száz esztendeje, hogy mind az észlelők tudása, mind az eszközök pontossága folytán bizalmat érdemlő meteorológiai ész-
leleteink vannak. Ez az időszak sokkal rövidebb, semhogy észleletekből az éghajlatok állandóságára következtethetnénk. Az egyedüli jel, melyet a történelem mutat, bizonyos növények műveléséből állapítható meg, melyeknek tovaterjedése, vagy visszaszorulása az éghajlati okoktól függ.
A szőlőültetvények fajainak ugyanazon vidéken való állandóságát a római földművelőktől kezdve a középkor krónikásaiig, a legrégibb adatok alapján biztosra vehetjük. Mi sem kényesebb, mint a szőlőgyümölcs minősége; a legkisebb éghajlati változás már a szőlővidék helyzetét megváltoztatja. Már pedig a történelem azt mondja, hogy legalább is Bourgogne-ban, a szőlő művelésterülete a keresztény időszámítás óta nem változott. Cyprus szigetén, a középtengeri medencze keleti részén, az átlagos hőmérséklet már 1 foknyi különbségére annyira érzékeny datolyatermelés feltételei a görög történetírók óta nem változtak. Úgy látszik tehát, hogy legalább is a Földközi-tenger vidékén a Föld éghajlata történeti időben nem változott.
A sarkokon is így van-e a dolog? Valószínű, hogy ott nagy változások mentek végbe, például Grönland éghajlatában; a skandináv telepek romjai tanúságot látszanak tenni róla. Mindenesetre ez a földgömb történetének még egyik elég homályos pontja. (*)
310. Az ember hatása az éghajlatra. Nem lehetetlen, hogy az ember roppant munkálatokkal megváltoztassa valamely vidék éghajlatát.
Első helyen említendők a mesterséges belső tengerek, a melyet gyakran javasoltak Afrika északi részén. Valószínű, hogy e vidékek átlagos hőmérsékletét ily természetű átalakítás megváltoztatná.
Második sorban jön a hegyek befásítása; ha a csupasz felszínt növényzettel borított felszínné alakítjuk át, bizonyos, hogy valamely vidék vízjárását megváltoztatjuk.
Végül egy utolsó eshetőséget kell vizsgálnunk; azt, melyben az emberi kéz végbevitte munkálatok a tengeri áramlatok útját módosíthatnák.
Kétségtelen, hogy ha valamely tengeralatti fallal – a mi talán nem teljesen kivihetetlen – eltömnők a Golf-áramlat csatornakijáratát Florida és Kuba között, e melegáramlat folyása megváltoznék; és vele együtt erősen megváltoznék Európa nyugati
(*) Ezek a telepek nem bizonyítják, hogy Grönland éghajlata ezer éve kevésbé volt hideg, mivel a skandinávok nem tudtak ott tartósan megtelepedni. [NF]
partjainak éghajlata. Kevéssé valószínű, hogy ez a nyílás valaha eltömődik akár korállok, akár mesterséges építmények által; de érdekes reámutatni a kivitel lehetőségére és arra a képességre, a melylyel az ember, a látszólag tevékenysége alól kivont meteorológiai jelenségekre hathat oly módon, hogy a velük összefüggő tengeri jelenségeket módosítja, melyek közvetetlenebbül hozzáférhetők.
311. A talaj hőmérséklete. A talaj felszínének hőmérséklete a nappali besugárzástól és az éjjeli kisugárzástól függ, tehát jelentékeny ingadozásokat szenved. Láttuk (302.), hogy ez a sugárzás néha elég erős arra, hogy az egymásután következő levegőrétegek hőmérsékletének megfordulását idézze elő úgy, hogy a helyett, hogy felfelé hidegebbek lennének, ellenkezőleg, bizonyos meghatározott magasságban maximumot mutatnak, mig a földdel érintkező rétegek hidegebbek. A napnak kitett talajfelszín hőmérséklete igen jelentékeny lehet; a Szaharán +80°-ot is elér.
A talaj belsejében a külső hőmérséklet változásai csak nehezen és lassan terjednek. Brüsszelben, a hol erre nézve huzamos időn át észleltek, azt tapasztalták, hogy a július 20-ikán észlelt légköri hőmérsékleti maximum a 3 méter mélységben elhelyezett hőmérőben csak október 9-én jelentkezett. A külső hőmérséklet ingadozásának ez a lassú terjedése okozza, hogy minden vidéken van egy változatlan hőmérsékletű réteg, az úgynevezett semleges réteg, melyen alul az évi, vagy napi ingadozás többé nem észlelhető; Párizsban az obszervatórium pinczéjében (28 m. mélységben) a hőmérő több mint száz év óta egy huszadfok eltéréssel állandóan 11.7°-ot mutat.
Az a mélység, a melyben ezt a réteget megtaláljuk, több körülménytől függ; mindenekelőtt a felső rétegek kisebb-nagyobb hővezetőképességétől, aztán és főképpen a léghőmérséklet változásának nagyságától. Azokon a vidékeken, a melyeken az évi szélsőség számottevő, rendkivül nagy az a mélység, a melyben a változatlan hőmérsékletű réteget megtalálhatjuk.
Az egyenlítői vidékeken már néhány méter mélységben megtalálhatjuk. Éghajlatunk alatt általában 18–20 m. mélységben van.
312. A hőmérséklet emelkedése a mélységgel. – Geotermikus gradiens. E változatlan réteg alatt a hőmérséklet szabályosan növekszik abban a mértékben, a mint a Föld belseje felé leszállunk; ott tehát már nem a Nap melege érezhető, hanem
a belső meleg, melynek hatása annál inkább megnyilvánul, mennél közelebb jutunk az izzó maghoz, mely a szilárd kéreg alatt van.
Általában a hőmérsékletnek 1 foknyi emelkedése 33 m. mélységre jut, vagyis 3° esik körülbelül 100 m.-re. A hőmérsékletnek a mélységgel való állandó emelkedésének mértékét külön névvel jelölik; a geológusok – geotermikus grádiensnek – nevezik. Ez nem állandó szám, hanem állomásonként változó, mi nagyon is érthető, mert a különböző kőzetek hővezetőképessége nem egyenlő. A fentebb megadott szám középérték.
A geotermikus grádiens ismeretének alapján a Föld szilárd kérgének vastagságáról fogalmat alkothatunk.
Tegyül fel, hogy a melegedés mértéke változatlan; akkor látjuk, ha 1 foknyi emelkedést 33 m. mélységben észlelünk, 1000 foknyi hőmérsékletet, a felszín alatt 33000 m. mélységben és 3000 fokot, 3×33000 m., azaz 99 kilométer mélységben kell találnunk.
Már pedig 3000 fokon minden ismert szilárd test megolvad. Tehát a földkéreg vastagsága nem lehet több 100 km.-nél, vagyis a Föld sugarának 1/63 részénél.