我們經(jīng)常會講海拔越高氣溫就越低,也就是“高處不勝寒”,這句話既是正確的,也是有局限性的。我們知道大氣的氣溫高低取決于大氣中熱量的高低,而大氣熱量的根本來源是太陽。那么,我們就會有疑問了,海拔越高,不是離太陽就越近,也就是太陽輻射就會越強,那么氣溫不應(yīng)該越高嗎?
其實不然,理論上來看,海拔高一些的地區(qū),距離太陽是要近一些,但是這段距離和地球到太陽之間的距離,也就是1.5億千米(日地平均距離)比起來,那就是微乎其微的了,也就是說我們可以理解為在不同大氣高度,所接收到的太陽輻射是差別不大的。當(dāng)然,太陽輻射在經(jīng)過大氣層的過程中,會被大氣層削弱一部分能量,也就是說越靠近地面,太陽輻射能量就會越少,但是干潔空氣對于太陽輻射的削弱作用是十分有限的。
大氣對于太陽輻射的削弱作用包括反射、散射和吸收,能夠直接使大氣溫度升高的作用是大氣的吸收作用,所以在地球大氣層的平流層中,分布著大量臭氧,稱為“臭氧層”,其中大約20至25千米高度臭氧濃度最高,由于臭氧層的存在,臭氧強烈吸收太陽輻射中的紫外線,從而使大氣升溫,因此,平流層大氣的氣溫是海拔越高,氣溫越高。
而我們?nèi)祟愃畹拇髿鈱幼畹讓?,也就是對流層中的大氣,幾乎很少能夠直接吸收波長較短的太陽輻射能。因此,太陽輻射幾乎能夠透過對流層大氣,直接照射到地面,在地面反射了一部分能量后,其余部分被地面吸收,從而使得地面溫度增加。隨著,地面溫度的升高,地面就會向外,也就是像大氣層釋放能量,而由于地面溫度較低,釋放的能量波長較長,也就是以紅外線為主,我們稱為“地面輻射”。以紅外線為主的地面輻射,會被對流層大氣中的二氧化碳和水汽強烈吸收,從而使大氣溫度升高,所以越靠近地面的大氣溫度越高,越往高空,也就是海拔越高溫度就越低。