TUhjnbcbe - 2023/10/15 16:30:00
为什么海拔越高反而温度越低，不是距离太阳更近吗？“高处不胜寒”这是古人就知道的道理，一座山峰随着海拔高度的增加会呈现出一年四季的景观，就类似于随着纬度的增加从赤道到两极温度逐级递减，当然两种现象的产生机制并不相同。在常规的理解中距离热源越近的地方，温度自然就会越高，距离越远的地方温度低。像地球位于太阳系的宜居带中央，接收到太阳的辐射能适当，温度既不高也不低，还可以保证稳定的液态水存在，这是生命诞生的必要条件。但是地球的两个邻居金星和火星恰巧是两个例子，金星距离太阳较近它的表面平均温度可以达到°C，火星距离地球较远表面平均温度-60℃。上边所提到的是距离热源越近温度越高的例子，接下来再说一个比较相反的例子。地球绕着太阳以椭圆轨道公转，每年的1月初地球运行到公转轨道的近日点，距离太阳1.47亿公里，此时北半球是冬季平均温度较低；每年的7月初地球运行到公转轨道的远日点，距离太阳1.52亿公里，此时北半球是夏季平均温度较高。在这种情况下距离热源的远近，并不是控制温度的只要原因了，此时需要考虑太阳的直射点所处的位置。太阳释放出光芒，主要原因是内核处在高温和高压的环境下，发生了氢核的聚变，形成氦核，这个过程是有质量损失的，会按照爱因斯坦的质能方程转化为能量。例如科学家预估在太阳核心处每秒钟会有6亿吨氢发生核聚变，但最后只形成5.95亿吨氦，整个过程会损失万吨的质量，它们全部被转化为能量。这些能量以光和热的形式，跨越1.5亿公里的宇宙空间，照射到地球表面，这也是地球上生机勃勃的主要能量来源。热的传递方式主要有三种：热对流、热传导、热辐射，而地球接收太阳的热量主要靠的是热辐射。这些可见光还有不可见的光，会照射到地球的大气层上，部分直接被反射回外太空，部分被地球大气层吸收，但主要的有50%以上的太阳辐射能被地面所吸收。地面接收到太阳辐射能后温度会逐渐的升高，有温度差就会有辐射，这个时候地面除了反射一部分太阳光到大气层中还会进行长波辐射，这些辐射能被释放到大气层中。这个过程大气层会大量的吸收地面辐射的能量，因此出现了距离地面越近温度就会越高。要理解这一点还需要掌握个知识点，只要有温度差的存在就会向外辐射能量，而温度越高辐射的电磁波波长越短，因此太阳的辐射能都是短波辐射，但是大气层对于短波辐射几乎是透明的，吸收到的能量就相对少很多。但是地面温度低是缓慢的辐射，因此都是长波辐射，这些辐射会被大气层直接吸收，尤其是二氧化碳和甲烷等，是最容易吸收这些长波辐射的，这也就是了温室效应的存在。其实高处不胜寒距离太阳“越近”温度竟然越低看起来是矛盾的，但实际上并非如此，因为太阳释放的辐射能地球的接受过程让“热源”颠倒了，这个时候热源已经变成了地球表面，因此说距离热源越近温度越高是正确的。从地面到高海拔地区温度有一个逐渐递减的过程，因为地面长波辐射会逐渐的被吸收消耗，最上层的大气接收到的是最少的能量，温度自然会低。太阳能是地球上能量的根本来源，植物类可以进行光合作用吸收固化太阳能，转化为糖类等有机物，因此植物也就成为了食物链食物网的基石，能量沿着食物链向上传递直到顶级掠食者，可以说没有了太阳地球上是不会出现生命的。文/科学黑洞，图片来源网络侵删。