Waardoor wordt het kouder naarmate je hoger klimt?

Als het in het dal van Chamonix (1.035 meter boven zeeniveau) een heerlijke 25 graden is, zakt het kwik op de top van de nabijgelegen Mont Blanc (4.809 m) bijna door het vriespunt heen. Hoe kan dat?

Je zou kunnen denken dat het op de top van de berg, dichter bij de zon, juist wármer zou zijn. Maar het hoogteverschil tussen top en dal, een paar kilometer, valt totaal in het niet bij de afstand tot de zon: bijna 150 miljoen kilometer.

Op internet circuleren diverse verklaringen voor de koude bergtop. Een veelgehoorde – ook in de aardrijkskundeles – stelt kortweg dat de aarde de zonnestraling absorbeert en weer uitzendt – en dat je verder van het aardoppervlak dus minder warmtestraling ervaart. Net als wanneer je verder bij een kachel vandaan gaat zitten. Maar… die bergtop maakt toch ook deel uit van het aardoppervlak? Straalt die dan niet? En waarom zijn we eigenlijk afhankelijk van die indirecte ‘aardestraling’?

We vragen het aan Kike Blasband. Zij is geoloog en energie-expert bij consultancybedrijf BCG. En bergbeklimmer. „De zon zendt straling uit met korte golflengten, voornamelijk in de vorm van zichtbaar licht en ultraviolette straling”, vertelt ze. „Die straling passeert de atmosfeer vrij ongehinderd en wordt pas geabsorbeerd door het aardoppervlak.” Deze straling verwarmt het land en de oceanen, meren en rivieren, bossen en steden. In tegenstelling tot de atmosfeer is het aardoppervlak namelijk een heel efficiënte opnemer van zonne-energie.

Zodra het aardoppervlak zonnestraling absorbeert, zendt het die energie weer uit, vervolgt Blasband. „Maar nu in de vorm van straling met lange golflengten: infraroodstraling. Dat is warmte-energie, die vervolgens wordt overgedragen aan de lucht. Veel gassen in de atmosfeer, vooral methaan, waterdamp en koolstofdioxide, zijn namelijk heel goed in het absorberen van deze straling. Dit zijn de bekende broeikasgassen: ze houden de warmte vast en voorkomen dat het aardoppervlak meteen weer afkoelt.”

Het stralende oppervlak

Dit proces is echter minder effectief op grotere hoogten, benadrukt ze. Naarmate je hoger komt, wordt de atmosfeer dunner. Met andere woorden, er zijn minder gasmoleculen om de langgolvige straling te absorberen. Waardoor wordt de lucht eigenlijk dunner op hoogte? „Op zeeniveau is de lucht dichter doordat hij wordt samengedrukt door het gewicht van de atmosfeer erboven”, antwoordt Blasband. „Hoe hoger je komt, hoe minder atmosfeer er boven je is, en hoe lager dus de luchtdruk. En dus ook hoe lager de warmtecapaciteit van die lucht: de hoeveelheid energie die die lucht kan opnemen.”

De bergtop maakt dus weliswaar deel uit van het stralende aardoppervlak, maar de lucht op die hoogte warmt minder op. Een groter deel van de warmtestraling kan ongehinderd ontsnappen, de ruimte in. Kortom: „De ‘deken’ van broeikasgassen is daar dunner en isoleert daar dus minder goed.” Het resultaat is dat de temperatuur gemiddeld met zo’n 6 tot 7 graden daalt bij elke duizend meter die je stijgt. Hoeveel precies, dat hangt af van de luchtvochtigheid. „Het is vooral de hoeveelheid waterdamp die de warmtecapaciteit van de lucht bepaalt.”

En dan speelt er nog iets mee: „Bergtoppen zijn vaak vooral wit en grijs, door de sneeuw en kale rots. Daardoor weerkaatsen ze een groter deel van het invallende zonlicht en warmen ze dus in eerste instantie al minder op dan donkere grond, of een bos.”

En, wat is het koudst dat zij zelf heeft meegemaakt op een bergtop..? „…Kilimanjaro…? Mijn neus vroor er bijna af maar het was wel heel gaaf…”