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(huì)越低。但這個(gè)實(shí)際上,這個(gè)常識(shí)是有問(wèn)題的,并不完全是高度越高,溫度越低的。只有在大氣層中的對(duì)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(huì)下降6.5度左右。但是,平流層的情況就恰恰反過(guò)來(lái),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(guò)程我們都知道,太陽(yáng)是太陽(yáng)系中唯一的恒星,它會(huì)向外輻射能力,主要是以輻射電磁波的形式,這也被我們稱(chēng)為太陽(yáng)輻射。地球大氣能量的根本來(lái)源就是來(lái)自于太陽(yáng)輻射。 實(shí)際上,科學(xué)家發(fā)現(xiàn)宇宙中所有的物體只要自身溫度高于絕對(duì)零度,就要向外輻射電磁波。我們?nèi)粘I钪锌吹降墓饩褪请姶挪ㄖ械目梢?jiàn)光波段。 可見(jiàn)光有七種顏色就是因?yàn)椴ㄩL(zhǎng)不一樣,紅光的波長(zhǎng)是最長(zhǎng)的,紫光的波長(zhǎng)是最短的,比紅光的波長(zhǎng)更長(zhǎng)的叫做紅外線,比紅外線的波長(zhǎng)還要長(zhǎng)的還有微波,F(xiàn)M,手機(jī)輻射等等。比紫外波長(zhǎng)更短的叫做紫外線,比紫外線再長(zhǎng)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(zhǎng)就會(huì)越短,電磁波的能量也就越強(qiáng)。反之,物體的溫度越低,放出的電磁波的波長(zhǎng)就會(huì)越長(zhǎng),電磁波的能量也就越弱。 太陽(yáng)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(jiàn)光和紫外線)。 人體的溫度很低,放出的電磁波輻射主要是長(zhǎng)波輻射,人的肉眼只能看到可見(jiàn)光,所以我們只能看到太陽(yáng)光,但是看不到自己在發(fā)光。如果在紅外線探測(cè)器下就可以看到人在發(fā)光。 太陽(yáng)距離地球的距離大概是1.5億公里,當(dāng)太陽(yáng)發(fā)出輻射時(shí),太陽(yáng)的輻射大概需要8分20秒才能從太陽(yáng)表面到達(dá)地球。不過(guò),太陽(yáng)輻射實(shí)際上會(huì)先抵達(dá)到地球的大氣層。而地球的大氣層對(duì)太陽(yáng)輻射有削弱作用。這個(gè)削弱作用主要體現(xiàn)在三個(gè)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,并不是什么都吸的。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(yáng)主要以可見(jiàn)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(huì)反射和散射太陽(yáng)輻射,其中藍(lán)紫光更容易被散射。大氣層大概能夠能削弱太陽(yáng)輻射的一半,這主要得益于反射和散射。剩余的太陽(yáng)輻射會(huì)透過(guò)大氣層,然后到達(dá)地球表面,這些太陽(yáng)輻射都會(huì)被地面所吸收,這使得地面會(huì)升溫。于是,地面也會(huì)向外輻射電磁波。但由于地面的表面溫度比較低,因此,主要向外輻射的是長(zhǎng)波輻射。這些長(zhǎng)波輻射的85%會(huì)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。于是,大氣層也會(huì)升溫,大氣也會(huì)向外發(fā)出輻射,一部分輻射進(jìn)入宇宙,另外一部分回到地面,也被稱(chēng)為大氣逆輻射。所以,我們會(huì)發(fā)現(xiàn),大氣吸收地面的輻射和大氣的逆輻射實(shí)際上對(duì)地球起到保溫作用。 對(duì)流層和平流層上文我們說(shuō)到,在對(duì)流層中,隨著高度的上升,溫度下降。這是因?yàn)榈孛媸菍?duì)流層大氣的直接熱源,換句話(huà)說(shuō),地球的大氣并不是被太陽(yáng)曬熱的,而是被地面烤熱的。對(duì)流層是吸收地面的輻射出來(lái)的電磁波而升溫。這會(huì)就導(dǎo)致靠近地面的熱空氣膨脹上升,高空的冷空氣收縮下降,于是產(chǎn)生了對(duì)流運(yùn)動(dòng),這也是這一層被叫做對(duì)流層的原因。所有的天氣現(xiàn)象都是在對(duì)流層發(fā)生的,比如:下雨,下雪等等。 和對(duì)流層不同,平流層,隨著高度的上升,溫度上升。這主要是因?yàn)槠搅鲗永镉谐粞鯇?,臭氧可以吸收太?yáng)輻射中的紫外線,所以,離太陽(yáng)越近(海拔越高),就越熱。由于平流層是上方熱,下方冷,所以沒(méi)有形成對(duì)流,空氣是平流運(yùn)動(dòng),這也是為什么這一層被叫做平流層的原因。 平流層由于氣流相對(duì)穩(wěn)定,所以,飛機(jī)大部分都會(huì)選擇在平流層當(dāng)中飛行,由于沒(méi)有氣流的影響,會(huì)更加安全。 總結(jié)溫度并不是隨著高度的升高而降低的。在對(duì)流層中,確實(shí)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。 |
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