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为什么海拔越高反而温度越低,分明离太阳更近?

海拔越高,温度未必越低!有个咱们都很了解,但实际上却是过错的知识:海拔越高,温度就会越低。这句话其实少了一个条件,那便是在大气层中的对流层,才会是温度跟着海拔的升高而下降。要知道对流层上面是平流层,平…

海拔越高,温度未必越低!

有个咱们都很了解,但实际上却是过错的知识:海拔越高,温度就会越低。

这句话其实少了一个条件,那便是在大气层中的对流层,才会是温度跟着海拔的升高而下降。要知道对流层上面是平流层,平流层的状况就彻底是反过来的,跟着温度跟着海拔的升高而升高。

那么问题来了,相同都是地球的大气层,为什么平流层和对流层呈现了彻底相反的状况呢?

大气层的受热进程

要了解这个问题,咱们得先处理一个最中心的问题:大气层的热量究竟是咋来的?

一般来说,热量的传递有三种方法:热传导,热对流和热辐射。

地球整个体系的能量来历首要是来自于太阳的热辐射。因而,地球大气层的热量最底子的来历是太阳辐射。即使都是依托太阳辐射,可是大气层各部分的受热进程是彻底不一样的。

要搞清楚这个受热进程,咱们就需要先搞清楚:辐射究竟是什么?

科学家发现,但凡高于绝对零度的物质都会向宣布辐射;一起,依据热力学第三定律:绝对零度是达不到的;咱们能够推出,世界中的全部物质都会向外宣布辐射。

尽管都是电磁波,但电磁波之间也有不同。电磁波是一个很大的宗族,其间有一部分波段是人类能够用肉眼看到的,也便是咱们看到的“光”,这部分被咱们称为可见光波段。除了可见光波段,还有红外波段和紫外波段,这是咱们肉眼看不到的,它们实实在在地存在。

不同波段之间的差异就在于波长,越往红端接近的,波长就越长;越往蓝端接近的,波长就越短;紫外线、X射线就归于波长很短的电磁波,而手机辐射,FM则归于波长较短的电磁波。

科学家发现,温度和辐射是存在联系的。假如温度越高,宣布电磁波的波长就越短,能量越强;假如温度越低,宣布电磁波的波长就越短,能量越弱。

而太阳外表的温度达到了5000~6000度,太阳辐射首要会集在短波辐射,其间首要包含可见光和紫外线。

太阳在向外辐射电磁波时,辐射是先抵达地球的大气层。这时候地球的大气层会对太阳辐射起到削弱效果。

具体来说,大气层会吸收一部分太阳辐射,不过大气层不是什么电磁波都吸收,而是有挑选地吸收。其间,大气中的二氧化碳能够吸收掉太阳辐射中的红外线,而臭氧则能够吸收紫外线。正如上文咱们提到的,太阳辐射首要是会集在可见光波段和紫外线。因而,吸收产生的削弱效果十分有限。

除了吸收之外,太阳辐射还会被大气层经过散射和反射的方式进行削弱,这两种削弱效果才是最首要的。因而,大气层的削弱首要体现在吸收、散射和反射。

因为削弱效果的存在,太阳辐射经过大气层后,就会只剩下一半左右。这部分抵达地球的外表,终究被地上吸收。地上吸收了太阳辐射后,温度会升高,也会向外宣布辐射。因为地表的温度较低。所以,地表辐射的首要是长波辐射。85%的地表辐射都会被大气中的二氧化碳和水汽吸收。所以,大气吸收了这部分辐射之后,温度也会升高,大气本身也会向外辐射。大气的辐射一部分会进入太空傍边,其他的会抵达地上,抵达地上的这部分辐射也被称为大气逆辐射。大气层之所以能够对地球起到保温效果,首要便是因为大气吸收了地上的辐射以及大气的逆辐射。

对流层vs平流层

了解了大气的受热进程之后,咱们再来看看为什么对流层和平流层的差异。对流层的热量首要来自于地表的辐射,说白了它是被地表烤热的。因而,对流层的温度是跟着高度的上升而下降。科学家发现,高度每升高1000米,温度就会下降6.5度。

因为热量来自于地表辐射,这使得接近地上的热空气因为受热胀大而上升,而高空的冷空气会下降,这就形成了对流,这也是对流程被称为对流层的原因。咱们日常日子的各种气候实际上都是产生在对流层傍边的。

平流层是在对流层上面,平流层傍边有臭氧的存在。因而,平流层的首要热量来自原臭氧吸收的太阳辐射中的紫外线。高度越高,意味着接收到的太阳辐射越多,也就越热。因而,平流层的温度是跟着高度的升高而升高的。因为高温在上方,低温在下方,不存在冷热空气对流的问题,平流层的空气是平流运动的,所以这层才被叫做平流层。

这个特色也使得平流层特别安稳,不会有太大的动摇。因而,咱们乘坐的飞机基本上都是在平流层中飞翔的,这样做会更安全。

总结

对流层的温度跟着高度添加而削减是因为热量首要来自于地球外表,而平流层的温度跟着高度的添加而添加是因为热量首要来自于太阳辐射。

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