為什麼海拔越高反而溫度越低,不是離太陽更近嗎? - 劇多

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而大氣溫度是主要來自於地面輻射的,因此空氣是自上而下逐漸變暖的,那麼肯定就是離地面越近的地方,溫度會越高啦!就比如山下總會比山頂熱,而海拔越高的 ... 首頁>Club>青春美圖秀2020-06-2105:04 為什麼海拔越高反而溫度越低,不是離太陽更近嗎? 199 回覆列表 1#東山農夫 首先要了解溫度的三種傳播方式:輻射、反射、傳導; 從輻射的角度看,太陽對地表的熱輻射與地勢高低沒有差別,只與太Sunny線與地面的角度有關,但地勢高低與地面上覆蓋的空氣密度差別很大,地勢越低空氣密度越大,而地勢越高,空氣密度越小,所以影響溫度的關鍵因素是空氣密度。

從傳導的角度看,太Sunny通過氣體傳導到地面,氣體是太Sunny熱傳導的介質之一,但空氣稀薄,介質吸熱量就小,反之,空氣密度高,吸熱傳導就高。

從反射的角度看,太Sunny對空氣加熱是一方面,同時輻射到地面對地面加熱,地面加熱溫度升高後,又會把熱量反射到空氣中,對地面空氣二次加熱,但地勢高的地方空氣稀薄,空氣對地面的反射熱吸收不住,又不能起到對地面熱的保護作用,熱量很容易散發消失,而地勢低的則剛好相反,既能起到棉被對地面熱的保護,又能吸收保留從地面散發的熱量。



綜上所述,海拔越高反而溫度越低! 2#西曼船長Seaman 我們生活在大氣層裡的對流層,也就是從地表往上10公里左右,所有的雲,霧,雨,雪,雷電等等大氣現象都是發生在這一層。

在這一層中,氣溫隨著高度的上升而降低,平均每上升100米,氣溫下降0.65度C,為什麼會這樣呢,我們來分析一下: 太陽是一個表面溫度約為6000K的熾熱球體,不斷向四周放射輻射。

太陽輻射是地球表面和大氣唯一重要的能量來源。

太陽輻射是短波輻射,很少直接被大氣吸收,大部分穿過大氣射向地面,被地面吸收以後再通過地面輻射(長波輻射)傳導給大氣。

如果把進入大氣層的太陽輻射算作100個單位,那麼,純淨大氣幾乎不吸收太陽輻射,而大氣中的雲層,顆粒等吸收了太陽總輻射量的19%,地球表面吸收了51%,剩下的30%則被陸地面,海面,雲層和大氣反射回了宇宙。

由此可以看出,在我們所處的大氣層中(主要是我們生活的對流層),太陽照射能量(短波輻射)很少被空氣吸收,而是被大地吸收,再由大地以長波輻射方式傳導給空氣。

所以,太陽雖然是總能量來源,大地卻是介質,因此反而變成了大地這個下墊面成為我們所處的對流層大氣的直接熱量來源。

空氣的增熱和冷卻主要受大地這個下墊面的影響。

那麼,熱源一旦變成了從下方傳導上來,問題就迎刃而解,結果也是顯而易見,海拔越高,離熱源越遠,所以氣溫越低。

大氣層像一個殼子一樣保護著地球免受強烈太陽輻射傷害,大氣層之外,才存在離太陽越近,收到輻射越強烈的現象。

3#核先生科普 有兩個方面的原因: 其一:與溫度的微觀解釋有關。

從巨集觀上來看,溫度是表示物體冷熱程度的物理量,那有沒有想過,溫度計怎麼測量溫度的? 尤其是超低溫測量,氧氣的露點90.188K(約零下182.962攝氏度)以下就稱為超低溫,測量超低溫其實很困難的,因為超低溫一般都伴隨高真空、高磁場、高輻射等環境,水銀溫度計只能測量零下39°C至357°之間的溫度,太空零下270多度的溫度是怎麼測出來的?測量超低溫一般都用半導體溫度計或者金屬溫度計,溫度變化會影響金屬電阻等特定,溫度探頭就是基於這個原理測量溫度的,在0.03K到100K測量的溫度準確性都很高。

圖釋:低溫下的超導現象 溫度表示物體內部無規則運動的劇烈程度,探頭測量高空溫度時,如果高空中環境溫度比探頭溫度高,高空中的氣體分子就會撞擊溫度探頭,探頭內部分子無規則運動就會加劇,探頭溫度就會增加;反之,探頭會輻射散熱,探頭內部分子無規則運動就會減弱,溫度降低。

高空中,空氣稀薄,很少有分子來撞擊探頭,因此探頭在輻射散熱後,溫度自然會降低。

其二,隨著海拔的升高,空氣濃度的變化比太陽輻射變化更大。

隨著海拔的升高,大氣很快變得稀薄,以珠穆朗瑪峰為例,海拔8000米以上的位置,大氣壓只有海平面的30%左右,減少了七成,海平面的含氧量是21%,0.21x0.3=0.063=6.3%,珠峰頂上含氧量相當於僅有6.3%。

珠峰高度不到9千米,而太陽距離地球為149597870千米,減少9千米幾乎不會影響日地距離,不會影響太陽輻射,所以珠峰頂上的太陽輻射和海平面接收到的太陽輻射強度基本沒變。

綜合以上兩方面的原因,海拔較高的地方,即使離太陽稍微近了那麼一點,但溫度還是會降低。

4#趣談科學 因為地球的最直接熱源並非太陽,而是地球地表,海拔越高,離地表越遠,所以越冷。

Sunny Sunny是地球萬物生長的本源,在我們沐浴Sunny時卻不知道Sunny化為光和能,實際上歷盡了千難萬阻。

Sunny產生於太陽內部,在巨大的引力產生的高溫高壓下,氫元素被點燃了,發生了核聚變反應,在這個過程中釋放了大量伽馬射線,這就是Sunny的前身。

伽馬射線會在太陽內部反覆被吸收再釋放,歷經幾萬,甚至上百萬年才能輻射到太陽表面。

當它離開了太陽表面就要在寒冷又寂靜的太空中穿行。

太空中接近於真空,沒有物質可以吸收其熱量,所以它無法使太空升溫。

同時太空中也沒有物質可以反射其光芒,所以太空是幽暗的。

太空就如同“保溫杯”,使它能把完整的能量貢獻給地球。

Sunny源於伽馬射線是一種電磁波,伽馬射線傳播的過程叫做電磁輻射,因為來源於太陽,所以也叫太陽輻射。

由於Sunny的波長不同,所以頻率和具有的能量不同,顏色也不相同,其中我們可以看見的波段叫做可見光。

實際上,在從牛頓發現的光並不是完整的太陽輻射,除了可見光之外,還有我們看不見的,例如人體時刻向外放熱,就是紅外線,還有在傳播過程中被物質所吸收掉的部分,例如植物是綠色的,是因為植物吸收了Sunny進行光合作用,但並不吸收其中的綠光,把綠光留給了我們的眼睛。

大氣層大氣層的主要成分氮、氧和二氧化碳,分為3層,高層大氣、平流層、對流層。

大氣可以削弱太陽輻射,吸收掉17%,反射和散射掉30%總輻射量。

其中吸收指的是臭氧層吸收紫外線,二氧化碳、水汽吸收紅外線。

反射一般是雲層對太陽輻射的反射,因此夏季白天多雲時沒有那麼晒和熱。

散射就是說太陽輻射通過一些空氣分子和小水滴向四周發光,藍天和彩霞都是散射作用的結果,所以削弱作用白天較為顯著。

透明空氣 在太陽輻射經過大氣時,雖然被吸收和散射,但是大氣升溫的程度並不顯著。

太陽輻射屬於短波輻射,主要能量集中在可見光的波段,空氣短波輻射並不敏感,無法吸收可見光,所以空氣在我們看來是透明的,不可見的。

於是太陽的主要的可見光能量得以穿透大氣來到地面。

大部分太陽輻射被層層剝削之後終於到達地面,地面吸收太陽輻射開始增溫,這一過程簡稱“太陽暖大地”。

大地的溫度根據地面的物質不同,吸收程度不同,地區的溫度也不不用。

例如:幹砂子的比熱容為1.1X103J/(kg·oC),水的比熱容為4.2X103J/(kg·oC),意義為1kg沙子和水升溫1度,各自所需的能量,以及降低1度所釋放的能量。

中午太陽輻射能量多,所以沙子升溫快,溫度比水高。

當太陽下山,沙子的熱量褪去的也快,而水釋放的慢,結果就是保溫作用更好。

由此可知:沙漠中午吸收大量能量,並源源不斷向外釋放熱輻射(看不見的長波輻射)。

當太陽一下山,溫度會快速褪去,所以就有了“早穿皮襖午穿紗,圍著火爐吃西瓜”,形容沙漠地區晝夜溫差大。

由此可知近地面大氣的直接主要熱源是地面輻射,地面吸收太陽輻射增溫,又以長波輻射形式層層向上傳遞給大氣層。

這一過程叫做:大地暖大氣。

重力作用 近地面大氣的直接主要熱源是地面輻射,由於地球引力的作用,隨著海拔升高,空氣越稀薄,所以吸收地面輻射越少,出現氣溫隨海拔升高1000米下降6℃現象,所以高山山頂都處於低狀態,常年積雪不化,珠穆朗瑪峰海拔8000多米,所以會低48度。

地處非洲的乞力馬扎羅山,在赤道附近,本應是地球離太陽最近得距離,山頂卻常年積雪。

除此之外,因為山的幾何形狀,導致山體存在陰陽兩面,山頂尖狀Sunny的接觸面積低,不能更好的太陽輻射。

有些高山常年積雪,積雪為白色對光的吸收能力較弱,反射和散射能力強,使山頂長期處於低溫狀態,雪常年不化。

5#優己 這個其實涉及到兩個物理知識!第一個是光在傳播過程中會因傳播介質產生衰減,這涉及到能量轉化問題。

我們用一組能量守恆公式便可以得到理解,太Sunny能=近地光能+衰減光能。

在這組公式中我們可以得知,在高原地區,由於距離太陽比較近,那麼他的近地光能是比平原地區強得多的,這也就可以理解為何高原地區的紫外線輻射會更大。

光能衰減少,那麼光能轉化為熱能的總量就會低。

我們都知道太陽能能夠燒開水,那是因為太陽能熱水器把太陽的光能直接轉化為熱能了。

空氣實際上就起到了太陽能熱水器的作用,他把光能轉化為熱能並表示為溫度。

高原地區空氣稀薄,轉化光能的能力差,這就使得當地的熱能不足,氣溫低。

其次,介質的物理特性會導致物理表現不一樣。

比如,空氣的問題,空氣實際上跟條被子一樣,他自己不產生熱量也不會釋放熱量,但是他可以保溫,你放冰塊進去他保溫,你放熱水進去也保溫。

高原地區空氣稀薄,空氣的保溫能力降低,這使得當地的溫度散熱非常快,這也是高原地區溫度低的主因之一。

6#科學黑洞 上邊所提到的是距離熱源越近溫度越高的例子,接下來再說一個比較相反的例子。

地球繞著太陽以橢圓軌道公轉,每年的1月初地球執行到公轉軌道的近日點,距離太陽1.47億公里,此時北半球是冬季平均溫度較低;每年的7月初地球執行到公轉軌道的遠日點,距離太陽1.52億公里,此時北半球是夏季平均溫度較高。

在這種情況下距離熱源的遠近,並不是控制溫度的只要原因了,此時需要考慮太陽的直射點所處的位置。

地面接收到太陽輻射能後溫度會逐漸的升高,有溫度差就會有輻射,這個時候地面除了反射一部分太Sunny到大氣層中還會進行長波輻射,這些輻射能被釋放到大氣層中。

這個過程大氣層會大量的吸收地面輻射的能量,因此出現了距離地面越近溫度就會越高。

其實高處不勝寒距離太陽“越近”溫度竟然越低看起來是矛盾的,但實際上並非如此,因為太陽釋放的輻射能地球的接受過程讓“熱源”顛倒了,這個時候熱源已經變成了地球表面,因此說距離熱源越近溫度越高是正確的。

從地面到高海拔地區溫度有一個逐漸遞減的過程,因為地面長波輻射會逐漸的被吸收消耗,最上層的大氣接收到的是最少的能量,溫度自然會低。

7#星球上的科學 珠穆朗瑪峰是世界之巔,也是很多Explorer和遊客夢寐以求抵達的聖地,因為攀上峰頂就可以俯瞰大地壯麗河山的地方。

珠穆朗瑪峰海拔8844.48千米。

在地理常識中我們都知道珠峰上面空氣稀薄、風大,而且頂部的溫度也非常低。

那麼問題就來了。

為什麼海拔越高所擁有的氣溫就越低呢?按理說海拔越高距離太遠不就越近嗎?我們觀測到地球是太陽系的八大行星中離太陽第三近的行星,而且地球是處於太陽系內一個合適的位置,所以不至於像金星一樣,與太陽距離過近而成為“一片火海”。

也不至於火星一樣,與太陽的距離相對較遠,擁有較大的晝夜溫差,表面也缺乏大氣層的保護,至今只有一片死寂。

離太陽越近溫度越高嗎? 地球由於受到自轉和公轉的影響,在一年之中總會有一天會離太陽非常近,但相對於日地距離來說,地球的大小可以忽略,因此地球上的高度變化並不會引起多大的溫度變化。

我們都知道地球是呈一個橢圓形的軌道而圍繞著太陽旋轉的,在我們地球離太陽最近的時候也就是近日點,距離太陽也是有一億四千四百多萬公里的距離的。

但是到了夏季,這個數字會再加上五百萬,於是就有了夏季,太陽有大小的一個說法了。

但其實我們地球上的溫度與日地距離是沒有太大的關係,主要是和太陽與地球之間的所形成的角度存在著很大的關係。

由於太陽並不是直接通過介質來將自己的熱量傳播到地球的,所以,地球距離太陽的遠近,並不會直接影響地球上的溫度。

那到底是什麼在影響地球的冷熱呢? 其實地球上的一天之中冷暖變化,一般與日地距離的遠近無關,只與太Sunny線與地平面的夾角有關。

舉個例子給大家講解一下吧,或許大家都會疑惑為什麼一天之中正午12點的時候溫度是最高的,其實是因為這個時候太陽高度角是最大的,而等量太陽的輻射經過的大氣路程最短和散佈的面積也最小,那麼到達地面的太陽輻射自然也就是最多的。

而地球上的四季變替是由於地球繞太陽公轉,眾所周知,地球是自西向東自轉,同時還繞太陽公轉,再加上地球公轉的軌道又是一個橢圓的形狀,因此太陽始終位於一個焦點上,再加上地球始終是斜著繞太陽公轉,導致太陽直射點在地球表面發生變化。

而地軸又是地球自轉的假想軸,它是透過地心連線南北兩極,那麼地球每天圍繞地軸轉一圈,也就形成了晝夜交替。

為什麼海拔越高溫度越低呢? 其實溫度隨著海拔的升高而降低,這隻適用於對流層,在平流層的大氣溫度卻是會隨著海拔的升高而逐漸升高。

而大氣溫度是主要來自於地面輻射的,因此空氣是自上而下逐漸變暖的,那麼肯定就是離地面越近的地方,溫度會越高啦!就比如山下總會比山頂熱,而海拔越高的地方,海拔高雲層少,所以空氣越稀薄,那麼受到地面的輻射就越少,因而溫度就越低。

在晚上對逆輻射的作用也比較弱,大氣的保溫作用也差,溫度自然就要比海拔低的地方低的多,這就是為什麼海拔越高溫度越低的原因。

如果是1萬米的高空,那麼理論上來說就會下降60℃。

為什麼對流層海拔越高,溫度越低,而平流層海拔越高溫度也就越高? 對流層是地球大氣層中靠近地面的一層,同時還是地球大氣層裡中密度最高的一層,可以說它蘊含了整個大氣層約75%的質量,以及幾乎所有的水蒸氣及氣溶膠。

由於對流層大氣的主要熱源是地面長波輻射,所以說離地面越高,受熱越少,氣溫也就越低,當然在一定的條件下,對流層中也會出現氣溫隨高度增加而上升的情況。

平流層又被稱為同溫層,是在地球大氣層中上熱下冷的一層,其中高溫層和低溫層分別在頂部和低部,所以說它與對流層上冷下熱剛好相反。

由於離地面比較遠,因此地面輻射對它的影響可以基本忽略,它的熱量主要是來自臭氧吸收的太陽紫外輻射,所以下冷上熱,大氣以水平流動為主。

8#軍機處留級生 但是正是缺乏大氣壓力,把高溫帶走了。

對於氣體來說,壓力的變化意味著溫度的變化。

視情況而定,可以有很多方法來看待這個問題。

一個是壓力是一種外力,將能量泵入它所加壓的東西。

從這個角度看,高壓下的氣體分子比低壓下的氣體分子具有更高的能量水平是很自然的。

另一個是,隨著壓力的降低,氣體的體積通常會增加。

如果相同數量的氣體分子在一個更大的空間裡,它們不會互相推擠,它們的總動能會分散在一個更大的區域,從而降低平均溫度。

海拔越高,接收地面反射的熱能越少。

除了空氣多少對溫度有影響外,地面反射熱能的多少,對溫度也有重大影響。

研究表明,從太陽輻射到地球的熱能,38%會被大氣層以及地面反射回宇宙空間,只有12%會被大氣層吸收。

而剩下的50%都會被地面吸收,所以地面也是空氣溫度一個重要的熱源。

越是靠近地面,接受到地面的熱量輻射越多,所以溫度越高。

而越遠離地面,不僅接收到地面的熱量輻射少,由於空氣稀薄,大氣的儲熱效能也很低。

所以,最終導致了海拔越高、溫度越低。

9#跪射俑 首先,太陽的確是賦予了地球光和熱,但太陽提供熱量的形式是電磁輻射,太Sunny抵達地球后,會與地球大氣產生相互作用,這樣才產生了溫度。

從這個方面來說,海拔越低的地方,得到的太陽能量就會越少,這是沒有問題的。

問題出在不同氣體對太Sunny的不同作用上。

太Sunny中分為不同的波長,而不同的大氣對於不同波長的太Sunny,作用也是不一樣的,大體上包括反射作用、折射作用和吸收作用。

在對流層的大氣中,氧氣,氫氣和二氧化碳等都不能直接吸收短波的太陽輻射,只會發生折射和反射,而且海拔越高,空氣越稀薄。

最終吸收太陽能量的還是地面。

地面在吸收太陽能量後溫度會增加,接著會對大氣釋放以紅外線為主的能量,這就是地面輻射。

紅外線會被大氣中的二氧化碳和水蒸氣吸收,從而令空氣的溫度升高。

在對流層內,大氣溫度不是按照距離太陽的距離遞減的,而是按照離地面的距離遞減的,所以才會發生海拔越高的地方溫度越低的現象。

但也有例外。

在平流層中,溫度的確是海拔越高,溫度就越高的。

因為在平流層上方約25千米的高度中有一層臭氧層,它們能夠對太陽輻射中的長波輻射如紫外線等進行吸收,從而提高大氣的溫度。

這才導致了平流層中海拔越高,大氣的溫度就會越高的現象。

說白了太陽輻射能的多少,與大氣成分有密切的關係,太陽距離地球達到1.5億千米,地球上這點距離其實可以忽略不計。

我們應該感謝地球臭氧層的存在,如果沒有臭氧層的話,太陽的紫外線和各種宇宙射線就會直接照射到地球的表面,從而會大大影響地球生命的生存環境。

在夏天,我們在烏雲密佈的時候往往會感到很悶熱,這也是因為厚厚的雲彩反射了地面輻射,從而令地面的溫度升高了。

10#測繪地理資訊研究 看到回覆的答案五花八門,很多答案不敢苟同。

本人研究的是地球科學之類,我認為是和大分層有關。

大氣從地面向上分為對流層,平流層,電離層高層大氣。

我們地球表面處於對流層特點隨著海拔升高,溫度降低,對流層變化多端,雨雪雲比較集中,天氣變化明顯。

因此海拔約高,溫度越低,大概1000米低6攝氏度。

自地球表面向上,隨高度的增加空氣愈來俞稀薄。

大氣的上界可延伸到2000~3000公里的高度。

在垂直方向上,大氣的物理性質有明顯的差異。

根據氣溫的垂直分佈、大氣擾動程度、電離現象等特徵,一般將大氣分為五層對流層、平流層、中間層、熱層和外層(又稱外逸層或逃逸層)。

接近地面、對流運動最顯著的大氣區域為對流層,對流層上界稱對流層頂,在赤道地區高度約17~18千米,在極地約8千米;從對流層頂至約50千米的大氣層稱平流層,平流層內大氣多作水平運動,對流十分微弱,臭氧層即位於這一區域內;中間層又稱中層,是從平流層頂至約80千米的大氣區域;熱層是中間層頂至300~500千米的大氣層;熱層頂以上的大氣層稱外層大氣。

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