有一个大部分人都知道知识,海拔每升高1000米,相应的温度会下降6摄氏度。
不过这种温度形式只适用于海拔10000米左右的区域,到了平流层后由于臭氧的效果,温度实践上会上升。
但今日咱们主要来评论下,在温度继续下降的高空范围内为什么会这样(海拔升高温度下降)!
太阳放射出许多的阳光,它携带着许多的能量。但大气层对大部分射入的阳光是“通明的”,特别是可见光和一些红外光。
这种光穿过空气而不被吸收,所以无论是高空仍是低空的空气其实都很难被太阳加热。
与空气不同,地球外表很简略吸收阳光。土地和水吸收阳光并被加热(幻想下夏天的马路),并将热量转移到触摸地上的空气中。
可是,空气也不太简略导热,所以它在地上取得的热量不能有效地传递到更高的海拔。因而,地上邻近的空气通常是最温暖的。
这好像解说了为什么高海拔的当地总是覆盖着白雪,而低海拔的当地却植被丰厚。
但考虑到,空气自身不断地在运动,并且是暖空气上升,冷空气下沉,那为什么高空仍是比较冷呢?
上升的空气实践会变冷
咱们幻想一下一个包裹着空气的“气团”往上升,好吧,我觉得“气团”的概念在剖析空气的行为时会很有协助。
一个气团是一个包含着必定数量的空气包,就像一个没有外表皮的气球,它能够改动巨细,向任何方向移动,并且有自己共同的温度。(由于空气运动速度快,导热性差,咱们有理由假定,运动中的空气不会与周围环境交流热量。)
气团上升的原因许多,它可能在地球外表受热后向上漂浮,由于温暖的空气相对来说是有浮力的。
无论是一个人,一架飞机,仍是一个气团,“向上”飞向天空都会阅历相同的工作,跟着海拔的升高,施加在身上的大气分量(大气压)会减小。
这是由于大气也受地球引力的影响,跟着远离地心引力效果的削减,你上方的空气密度会逐步削减。
图为:从山上带下来的饮料瓶
当一个气团上升时,它会开端胀大,由于它遇到的大气压力变小了。这种现象在日常日子中是能够观察到的。
例如,我第一次去西藏时,我发过一条朋友圈,内容是我的小馒头包装袋胀大成鼓鼓的一个,即便原本就知道会这样,但仍是觉得很惊讶。
当一个气团在快速胀大时(由于它遇到较低的大气压力),它将会显着降温,而这种冷却并不是简略的导热到其它大气,前面咱们也现已假定它不好周围大气交流热量了。
这种冷却原因实践上是在分子水平上,一个气团胀大时耗费了它的一些内部能量。从某种意义上说,是气团“胀大”到环境中需求能量。
图为:跟着海拔上升,空气密度的改变
热力学能量的削减等于热能的削减,因而,当气体的内能下降时,它的温度也会下降。
相同,当一个气团遇到更大的大气压力时,它会紧缩和变暖。大气压力的添加压扁了气团,从而把内部能量传递给气团并添加了气团的温度。
回到主题:暖空气上升却仍是冷就很好解说了
暖空气上升是肯定正确的,只需空气比气团周围的空气温度高,气团就会一向上升。这是由于温暖的空气密度较低,因而浮力更大。
咱们前面现已解说了任何上升的空气都会天然冷却,这是由于遇到较低的大气压力和胀大形成的。一个气团升得越高,它的温度下降得就越多。
因而,虽然暖空气上升,但当它移动到较高的海拔时,很快就会冷却下来。曾经是“温暖”的空气现在肯定变成了“冰冷”。
最终
故事到了这儿原本应该完毕了,可是我要为自己说的话担任啊。
我前面说过,陆地能够很有效地吸收太阳的能量,并将热量转移到邻近的空气中,那怎样高山上仍是白雪皑皑呢?
这个说法肯定是正确的,山脉或高原外表吸收的阳光就会添加当地的温度,山的外表积越大,热效应越强。
可是,空气总是活动的,给定的山脉(即便被太阳显着加热)也会遇到从其他高空吹来的冷空气。
大部分空气将是适当的冰冷,由于它们很难吸收太阳能量,而地球上高海拔外表相对较少,因而大规模加热高海拔空气的才能有限。
别的,由于大气压力的下降,一些高山的空气会从较低的海拔上升,然后便是敏捷胀大和冷却了。
许多常见的天然现象都有科学道理,走出去发现国际吧,但要上山的话记得多穿两件衣服,由于真的会越高越冷。