爲什麼地球離太陽越近越冷?海拔越高越冷?

雷厲風行1981


地球到太陽的平均距離大約1.5億公里,就算你從海平面爬到珠穆朗瑪峰的頂端,離太陽近了連0.0001%都不到,所以這點距離對溫度的影響幾乎可以忽略。

之所以海拔越高溫度就越低,主要原因在於大氣壓力。我們知道海拔越高氣壓越低,海拔和氣壓的大致關係如下圖。

在熱力學中,溫度反應的是大量分子運動的平均動能的大小,分子熱運動越劇烈,其溫度就越高,反之溫度越低。從微觀的角度來看,海拔越高相同體積的空氣中所含氣體分子就越少,空氣中的分子具有更多的運動空間,這使得它們之間相互碰撞的頻率就越低,分子熱運動就越不劇烈,於是平均溫度就較低。

從宏觀角度來看,氣壓越低,空氣的保溫效果就越差,熱量散失就越快,所以氣溫就較低了。

上述的現象和解釋是針對對流層而言的,也就是海拔12km以下的大氣層。如果海拔再往上,氣溫的變化又會呈現“之”字形的複雜走勢,如下圖。

在海拔12km~55km的平流層內,溫度隨著海拔的升高又再次上升,這是因為平流層尤其平流層的上部富含臭氧,臭氧有一大特點就是它能吸收太陽的紫外線從而保護了地球上的生物,臭氧也因此而被加熱。

海拔再往上到了中間層,也就是從平流層海拔55km~80km的這一段大氣,又出現了溫度隨著海拔升高而降低的現象。這主要因為中間層臭氧含量極少,不能大量吸收太陽紫外線,而太陽的短波輻射又大部分被上層大氣所吸收所導致的。

再往上就到了熱層,在熱層中氣溫隨高度的增加而迅速增高。因為這裡的大氣分子是因為吸收了來自太陽的短波輻射而被加熱的。而且熱層增溫程度與太陽活動程度關係密切。

熱層再往上就到了大氣層的邊界了,有人也把大氣邊界叫做大氣外層或散逸層,這裡空氣十分稀薄,空氣分子含量極少,但是空氣分子也會受到短波輻射而被加熱的,只不過溫度隨高度的增加並不如熱層來得明顯。


熊貓愛飛行


首先說海拔和溫度的關係吧 。

看圖,圖中紅線代表大氣層不同高度的溫度,橫座標表示溫度,左邊的縱座標表示高度,右邊則是氣壓。

當陽光穿過大氣時,大氣難以吸收陽光的熱量,因為熱量在無線電波中屬於長波範圍,即紅外和遠紅外輻射中才含有大量熱量,但陽光中並沒有太多這類輻射。所以,太陽很難直接把大氣溫度升高。要升高大氣的溫度,得依賴地表吸收了太陽的短波輻射後,地表溫度上升,這時候升溫後的地表發出紅外線和遠紅外線,加熱大氣。因此,離地表越遠,大氣溫度越低,也就是海拔越高溫度就越低。

圖示:注意看吸收比例。太陽輻射主要短波為主,其中大氣吸收16%,而地表和海洋則吸收了51%,當然還有被反射的。而這51%的短波統統變成了熱量,又被地表以長波的形式往外輻射,而大氣的溫度,則主要依賴地表發出的長波,這心長波被大氣吸收後,大氣才有了溫度。

地球的近日點、遠日點和季節的關係

首先,近日點和遠日點距離太陽的距離的差距並不大,一個是1.47億公里,另一個是1.52億公里,遠日點也僅僅多了3.4%距離。這點距離不是造成地球季節變化的原因。造成地球變化的原因,與光照的角度有關。角度越正,得到的能量越多,角度越傾斜得到的能量越少。而地球在近日點與遠日點時,南北半球對準太陽的角度不同,造成一個是夏天一個是冬天的交替輪換的現象。所以,也並非地球離太陽越近越冷,僅僅是北半球變冷,南半球此時卻是盛夏,最熱的時候。

而太陽總是直射地球的赤道,因此赤道一年四季都是夏日。


三思逍遙


地球任何一處的氣溫高低與地球處在近日點或遠日點無關,因這點距離的變化和日地間的距離相比微不足道。該處的氣溫,第一,決定於該處的緯度:緯度越高,陽光斜射得越厲害,單位面積接受的光子量越少,氣溫越低;第二,決定於該處的海拔:海拔越高,空氣越稀薄,熱量越不容易保存,就越冷。就比如海拔低的地方,大氣濃厚,是大棉襖;海拔高的地方只有單衣,所以寒冷。而該處的四季氣溫的不同,則是因地球與公轉面傾斜大約23.5度的自轉軸所造成:在不同的時段,該處所接受的陽光量不同。這種四季的變化,南北半球正好相反。


逍遙信天翁


首先明確,冷熱是主觀感覺,並不客觀,它由溫度和溼度兩個因素共同決定,相同溫度,溼度越大,在夏天越熱,在冬天越冷。再說為何離太陽越近越冷:茫茫太空是真空,沒有物質,沒有水汽,那兒沒有溫度一說,硬要問是多少度,回答是零開,或者說是零下273.15攝氏度,叫絕對零度。為什麼敢這麼肯定?因為溫度是物質分子無規則的熱運動產生的,說具體點,物體吸收了能量(比如光能,內能,機械能等)分子開始無規則地運動起來,物體的溫度開始上升,無規則運動越劇烈,溫度越高,沒有物質分子的真空,哪個吸收能量?哪來分子運動?當然就沒有溫度。離地面越高確實離太陽更近,也確實空氣和塵埃越少,所以溫度越低,越冷。


笑問天下3


題目是錯的,並不是離太陽越近越冷,而是要分高度。

我們人類生活在對流層,大氣主要有水汽、二氧化碳、塵埃等,這些東西不吸收太陽光的熱量,於是太陽光被地面吸收,然後地面會反射這些光,反射的這些光就被水汽、二氧化碳等吸收了。這些水汽、二氧化碳就是溫室氣體,可以把熱量截留住。

所以對流層,離地面越近,空氣越多,吸收地面反射光越多,越暖和,所以海拔高就冷。於是空氣上冷下熱,冷空氣會下降,暖空氣會上升,於是產生了對流,雷雨比較多。

對流層往上,是平流層,平流層有大量臭氧,臭氧可以直接吸收太陽光,所以距離太陽越近臭氧吸收的熱量就越多,也就越熱,所以平流層是上面熱下面冷,很穩定,不會產生對流,也就適合飛機飛行。


上丞工作室


提問者的意思是海拔越高溫度越低嘍?因為在大氣平流層以下,高度每上升100米氣溫下降0.6℃,所以海拔越高越冷。但是說海拔越高離太陽越近這個說法是不夠嚴謹的,而且一般不這麼說,地球岩石圈那點高度相對於地球到太陽的距離來說是微不足道的,可以忽略。


無畏級001


厚厚的大氣層就如同一層層塑料薄膜阻擋了外太空的高冷,同時阻止了地面熱量的散發,越在高處大氣層越稀薄所以越寒冷,比如,乞力馬扎羅山雖然地處赤道附近,但是此山是五千米以上的高山,山頂空氣稀薄非常寒冷積雪常年不化。


lvsehepingde


離太陽越近,可接受的太陽光越多,若物體能夠吸收接受的太陽光,該物體的熱平衡溫度才高!太陽光照到大氣時,大氣僅僅少量吸收,大部分太陽光漏到了地面,而地面吸收太陽光的能力比大氣強,因此地面溫度比大氣高呢!且形成了對流層(地面上空十幾公里之內)離地面越高大氣溫度越低的格局,對流層之上平流層溫度基本不變。


像風像雨又像霧4


太陽輻射的熱量主要集中在可見光波段,在進入大氣層後被大氣吸收的不多,地面吸收後再傳遞給大氣,所以離地面越遠氣溫越低。(大氣逆輻射)

地球在近日點附近,北半球是冬季,南半球是夏季。地球四季更替的主要原因是因為公轉軌道和自轉軌道有23.5°的夾角,造成太陽直射點在南北迴歸線之間移動,南北半球季節相反。(黃赤交角)


分享到:


相關文章: