為什麼高空離太陽最近,但陽光卻是冷的?

永恆的智者

冷熱只是人體的感覺,太陽光攜帶的是能量。從太陽射出的光線攜帶有巨大的能量,我們地球上的大部分能量都直接或間接來自太陽輻射的能量。

太陽光的能量集中在可見光波段和近紅外波段。當陽光穿透大氣層到達地面,陽光中的能量被大氣層和地面吸收就轉化為熱能。

但是地球也不獨吞這些能量,地面會把一部分熱量反射出去。地面反射熱量主要集中在紅外長波段輻射。

地面反射的熱量被大氣吸收。大氣層中空氣密度越大,水蒸氣越密集,吸收地面反射熱量的能力就越強。然後大氣層再繼續將一部分熱量反射回地面和宇宙。地球表面就好像蓋著一床空氣棉被一樣,保護地表熱量不會快速流失。這一過程在幾十億年中不斷的循環發生,才有了今天地球適合人類生存的適宜溫度。

但是在對流層以內,十幾公里的高空,情況就不一樣了。這裡雖然比地面離太陽更近一點,但相比地球和太陽之間1.5億公里的距離來說可以忽略不計,熱量仍然主要來自於吸收地表反射熱量。

但高空距離地表遠啊,地表反射到達這裡的熱量少。空氣密度又低,吸收熱量的能力差,吸收太陽光能量的能力也差。所以高空熱量就少,加之風大空氣流動快,有點熱量也很快散失,造成高空溫度低,也就感覺更冷。

出了對流層到平流層,溫度反而隨著高度的增加而提高。主要是因為平流層頂部有臭氧層,臭氧可以大量吸收陽光中的紫外線,使得平流層頂部的溫度升高。

平流層以上的中間層,因為沒有什麼東西有效的吸收太陽能量,溫度再次隨著高度的增加而降低。


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