為什麼海拔越高反而溫度越低,不是離太陽更近嗎? - 今天頭條
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在日常生活中,我們都知道海拔高度越高,溫度就會越低。
但這個實際上,這個常識是有問題的,並不完全是高度越高,溫度越低的。
只有在大氣層中的 ...
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鍾銘聊科學
為什麼海拔越高反而溫度越低,不是離太陽更近嗎?
2020-08-10 鍾銘聊科學原標題:為什麼海拔越高反而溫度越低,不是離太陽更近嗎?
海拔越高,溫度就越低嗎?
在日常生活中,我們都知道海拔高度越高,溫度就會越低。
但這個實際上,這個常識是有問題的,並不完全是高度越高,溫度越低的。
只有在大氣層中的對流層,才是海拔越高,溫度越低,其中海拔每升高1000米,溫度就會下降6.5度左右。
但是,平流層的情況就恰恰反過來,在平流層中是高度越高,溫度越高。
那具體是咋回事呢?
大氣的受熱過程
我們都知道,太陽是太陽系中唯一的恆星,它會向外輻射能力,主要是以輻射電磁波的形式,這也被我們稱為太陽輻射。
地球大氣能量的根本來源就是來自於太陽輻射。
實際上,科學家發現宇宙中所有的物體只要自身溫度高於絕對零度,就要向外輻射電磁波。
我們日常生活中看到的光就是電磁波中的可見光波段。
可見光有七種顏色就是因為波長不一樣,紅光的波長是最長的,紫光的波長是最短的,比紅光的波長更長的叫做紅外線,比紅外線的波長還要長的還有微波,FM,手機輻射等等。
比紫外波長更短的叫做紫外線,比紫外線再長一些的電磁波輻射還有X射線和伽馬射線。
物體的溫度越高,放出的電磁波輻射的波長就會越短,電磁波的能量也就越強。
反之,物體的溫度越低,放出的電磁波的波長就會越長,電磁波的能量也就越弱。
太陽的表面溫度很高,放出電磁波輻射主要是短波輻射(其中主要是可見光和紫外線)。
人體的溫度很低,放出的電磁波輻射主要是長波輻射,人的肉眼只能看到可見光,所以我們只能看到太陽光,但是看不到自己在發光。
如果在紅外線探測器下就可以看到人在發光。
太陽距離地球的距離大概是1.5億公里,當太陽發出輻射時,太陽的輻射大概需要8分20秒才能從太陽表面到達地球。
不過,太陽輻射實際上會先抵達到地球的大氣層。
而地球的大氣層對太陽輻射有削弱作用。
這個削弱作用主要體現在三個方面分別是:吸收、反射和散射。
大氣層的吸收作用是具有選擇性的,並不是什麼都吸的。
大氣層中的二氧化碳可以吸收紅外線輻射,而大氣層中的臭氧可以吸收紫外線。
但我們知道的是太陽主要以可見光和紫外線為主,因此,只吸收了很小的一部分。
除此之外,大氣層還會反射和散射太陽輻射,其中藍紫光更容易被散射。
大氣層大概能夠能削弱太陽輻射的一半,這主要得益於反射和散射。
剩餘的太陽輻射會透過大氣層,然後到達地球表面,這些太陽輻射都會被地面所吸收,這使得地面會升溫。
於是,地面也會向外輻射電磁波。
但由於地面的表面溫度比較低,因此,主要向外輻射的是長波輻射。
這些長波輻射的85%會被大氣所吸收,吸收這些輻射主要是大氣中的二氧化碳和水汽。
於是,大氣層也會升溫,大氣也會向外發出輻射,一部分輻射進入宇宙,另外一部分回到地面,也被稱為大氣逆輻射。
所以,我們會發現,大氣吸收地面的輻射和大氣的逆輻射實際上對地球起到保溫作用。
對流層和平流層
上文我們說到,在對流層中,隨著高度的上升,溫度下降。
這是因為地面是對流層大氣的直接熱源,換句話說,地球的大氣並不是被太陽曬熱的,而是被地面烤熱的。
對流層是吸收地面的輻射出來的電磁波而升溫。
這會就導致靠近地面的熱空氣膨脹上升,高空的冷空氣收縮下降,於是產生了對流運動,這也是這一層被叫做對流層的原因。
所有的天氣現象都是在對流層發生的,比如:下雨,下雪等等。
和對流層不同,平流層,隨著高度的上升,溫度上升。
這主要是因為平流層里有臭氧層,臭氧可以吸收太陽輻射中的紫外線,所以,離太陽越近(海拔越高),就越熱。
由於平流層是上方熱,下方冷,所以沒有形成對流,空氣是平流運動,這也是為什麼這一層被叫做平流層的原因。
平流層由於氣流相對穩定,所以,飛機大部分都會選擇在平流層當中飛行,由於沒有氣流的影響,會更加安全。
總結
溫度並不是隨著高度的升高而降低的。
在對流層中,確實是隨著高度的增加,溫度在降低;但是在平流層中,這是隨著高度的增加,溫度在升高。
文章來源:https://twgreatdaily.com/GCYZ1HMBLq-Ct6CZDaKa.html
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