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为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

导读:为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

这一点其实很好理解,我们只需要记住在太阳光中可见光波段的光占了很大的一部分。而我们地球上大气并不能直接吸收可见光的能量。所以可见光就会直接穿透大气层直接达到地球表面。

为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

而地面却可以吸收可见光的能量并被加热,加热后的地面又会释放出波长比较长的红外辐射,这种波段的电磁辐射就可以被大气吸收,来增加温度。所以虽然地球大气温度的主要能量来源是头顶上的太阳,但是直接加热大气的确实地球表面。这一点我们在夏天时候的地面就可以看到一股股的热浪不断地上升,通过热对流的方式加热大气。

所以,地球地面附近的大气是首先被太阳加热地,而高层大气只会通过热对流的方式获得热量。所以越往高处走,温度越低。

为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

还可以这样去理解:

我们生活中都有这样的感受,围着火堆时,距离火堆越近就感觉越热。而太阳就可以看做是一个巨大的“火堆”,那么理论上是不是距离太阳越近就越热呢?

并不是这样的。地球上的火堆能温暖的范围非常有限,距离稍微变化就会影响很大,这种变化我们感觉就会非常明显。而由于地球距离太阳达到1.5亿公里,这只是平均距离,地球的远日点和近日点相差在500万公里左右。

如果我告诉你,对于地球的北半球来说,地球在远日点时正好是夏季,也就是说地球在距离太阳最远时恰好是最热的时候,你相信吗?

为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

但事实正是这样!这说明什么?与太阳的距离并非冷热的关键。简单想想,远日点比近日点与太阳的距离远了500万公里也不能影响地球北半球的冷热(甚至恰恰相反),地球上的那点海拔高度就更可以忽略不计了。

地球上海拔最高的珠穆朗玛峰也不到1万米,与500万公里相比几乎可以忽略不计,而与地球太阳距离1.5亿公里更是微不足道!

影响地球冷热程度最关键的因素有两点:太阳直射情况还有热量被地球吸收情况,太阳越是直射,地面温度就越是相对较高,比如赤道地区温度常年较高。而太阳热量照射地球时被地面和大气吸收一部分,其中地面吸收的更多,造成距离地面更近的地方温度相对更高。同时还有一点,随着海拔升高,空气变得比较稀薄,吸收热量和锁定热量的能力也会下降!这也是为什么金星并非距离太阳最近的行星,但却是平均温度最高的行星。

为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

其实这是一种理解的误区。我们简单的认为我们感觉暖和是因为太阳光是暖和的,实际上没有这么简单的。

太阳光确实有温度,但是发现没有,早上的太阳光比中午的凉快很多,同样都是太阳光,太阳距离地球的位置变化也不大,这是为什么呢?因为太阳光本来照射到地球上的就没有那么热,我们觉得热是因为地球持续接受了足够的太阳光,地表逐渐升温的过程,在这个过程中,地表的空气被加热到一定温度后我们才会觉得热,空气的温度才是我们感受到的温度。地表的温度在接受热量的同时也在向四周散热,空气就是散热过程中被加热的,空气中的二氧化碳被称为温室气体,因为二氧化碳可以保温,正是这种保温作用,才使得地球温度相对恒定,昼夜温差不大。

为什么海拔越高反而温度越低,不是离太阳更近吗?

在高海拔地区,空气稀薄,因此对太阳光吸收的热量保温效果就差,因此空气升温比较慢。同理,在高海拔地区昼夜温差也是非常大的。此外,高海拔地区风相对大一点,冷风的交换频繁更加降低了空气的保温性能。这就好比是两个体温一样的人,在冬天里一个穿羽绒服,一个穿短袖一样,虽然体温一样的,但是保温效果不一样。

其实高海拔地区太阳确实更加毒辣了,西藏人的高原红就是太阳晒的结果,但是毒辣的太阳也抵不过散热快,因此高原地区比低海拔地区总体要冷。

因此空气密度与海拔、气压、温度又有密切关系。

海平面空气密度在标准大气压下,也就是0℃、0海拔、1个标准大气压下,空气密度为1.293kg/m³,温度为25℃时,空气密度为1.205kg/m³。

计算气压与高度的对应关系公式为:空气密度ρ=1.293*(实际压力/标准物理大气压)*(273/热力学温度)

热力学温度=摄氏温度+273。

根据计算,海拔每升高1000m,相对气压降低约12%,随着高度降低率会递减;而气压随着高度升高,每1000米会降低约10%;温度则每升高1000米,相对降低约5摄氏度。

珠穆朗玛峰是地球最高峰,按高度8845m计算,比海平面温度要低44℃。

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