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为何高处不胜寒
TIME: 2025.08.04

  由我国科学社于1933年8月创刊,距今已有80年的前史。《科学画报》在80年的办刊进程中,构成了浅显生动、图文并茂地介绍最新科技知识,方法多样地遍及科学技术的特色,对进步广大群众的科学水平,启示青年喜好科学、投身科学事业起了很大的效果,当今的不少闻名学者、教授、科学家,青少年时代都曾遭到它的熏陶和启示。

  当咱们爬山登高时,越是行至高处,则越是冰冷,这是再简略不过的知识。不过,细心一想,它却有悖常理:太阳是地球的热源,间隔热源越近,温度理应越高。这其间终究有何微妙呢?

  太阳是个巨大火热的气体球,不停地进行着热核反应,不断地将本身的质量转化为能量,并将这些能量以电磁波的方法向外辐射。太阳是经过辐射的方法将热量传递给了地球。太阳辐射的波长规模大约在0.15~4微米之间,咱们习气称之为短波辐射。在这段波长规模内,又可分为3个首要区域,即波长较短的紫外线区、波长较长的红外线区和介于两者之间的可见光区。在波长0.48微米的当地,太阳辐射的才能到达最高值。

  大气中的首要气体是氮和氧,只有氧能弱小地吸收太阳短波辐射。在波长小于0.2微米处有一个宽吸收带,吸收才能较强;在0.69和0.76微米邻近,各有一个窄吸收带,吸收才能较弱。

  而大气中的水汽、二氧化碳对太阳短波辐射的吸收效果也比较弱。其间,水汽在可见光区和红外区都有不少吸收带。不过,吸收最强的波段是从0.93~2.85微米之间的几个吸收带,因而,水汽从总的太阳短波辐射能里所吸收的能量不多。二氧化碳对太阳短波辐射的吸收更是弱小,仅对红外区4.3微米邻近的辐射吸收较强,而这一区域的太阳短波辐射极端弱小。

  别的,悬浮在大气中的水滴、尘土等杂质,也能吸收一部分太阳短波辐射,但吸收量甚微。因而,大气(特别是关于对流层大气而言)对太阳短波辐射的吸收效果很小,太阳短波辐射并不是大气首要的直接热源。

  已然不是太阳,那么终究是什么热源直接“加热”了大气呢?咱们或许没想到,实际上的意思便是地球表面。虽然大气“回绝”了太阳的热量,不过,地球表面但是来者不拒。太阳短波辐射经过大气后,直接被地表吸收。地表在吸收太阳短波辐射后,又将其间的大部分能量以辐射的方法传送出去。因为地表温度比太阳低得多,因而地表辐射的首要能量会集在1~30微米之间,其最大辐射的均匀波长为10微米,咱们习气称之为长波辐射。地表放出的长波辐射,除部分透过大气奔向世界外,大部分被大气中的水汽和二氧化碳所吸收。其间,水汽对长波辐射的吸收更为明显。所以,大气,尤其是对流层中的大气,首要是靠吸收地表长波辐射而增热的。

  海拔越高,大气接遭到的地表长波辐射越少,气温也就越低。所以,“高处不胜寒”是有道理可言的。海拔不同,气温不同,景色天然悬殊。正所谓,“人世四月芳香尽,山寺桃花始怒放。”唐代诗人白居易在《大林寺桃花》中点出了气候因海拔不同所发生的差异——初夏时节,山下已是春去夏来、芳香已尽,而在高山古寺中,桃花正在怒放。

  一般来说,在对流层中(对流层在中纬度区域均匀高度为10~12千米),均匀每升高100米,温度下降0.6摄氏度。诗中描绘的大林寺坐落如今的庐山“花径景色区”,海拔高度约1400米,比山下平原高出1100余米,气温较山下的九江市一带低6~7摄氏度;加之山上云雾充满,日照缺乏,温度益发的低,景色天然与山下有所不同。

  是否大气越到高层,温度就越低呢?答案只能是部分正确。气温的笔直散布在不同大气层中是不一样的。

  平流层间隔地表很高,地表长波辐射的热量现已没办法送到这层大气了,它是经过平流层大气中的臭氧吸收太阳辐射而增温的。臭氧对太阳辐射的吸收才能很强。0.2~0.3微米为一强吸收带,使小于0.29微米的太阳辐射不能到达地上。在0.6微米邻近又有一宽吸收带,吸收才能虽然不强,但因这一辐射带能量最强,所以,吸收的太阳辐射仍是相当多的。在平流层中,臭氧的数量跟着高度的添加而添加,所以,平流层中的气温是越高越热的。别的,大气最外界是高层大气,它也是靠直接吸收太阳辐射而增温的。

  “遭到辐射降温的影响,今早上海的最冷气温降至”在日常天气预报中,咱们咱们常常能听到辐射降温这个词,它指的便是从夜间到早晨,地表不断向外放出长波辐射,气温下降的进程。实际上,辐射降温每时每刻都存在,仅仅白日地表接遭到的太阳短波辐射大于地表长波辐射。夜间地表承受不到太阳短波辐射,虽然仍在放出长波辐射,但辐射才能不如白日,所以,气温不断下降。在太阳初升之前,气温一直在下降,这就解说了为何一天之中的最冷气温一般出现在清晨。当然,这种辐射降温进程还会遭到天空情况的影响:天空云系较多时,就像是给地上盖了床被子,起到“保暖”的效果,辐射降温效果较弱;而天气晴朗时,辐射降温效果较强,因而,冬天夜间假如晴朗无云,第二天早晨人们会感觉分外的冷。

  别的,秋冬天早晨因为辐射降温,气温降得比较低,这时饱和水汽压下降,空气中的水汽简单凝聚,然后构成雾、霜、露。其间,因为辐射降温而发生的雾被称为辐射雾,这也是秋冬天早晨简单出雾的原因。