事实上“高处不胜寒”已经是一种普遍存在的认知
如果有一天有人问不是离太远更近温度就更高吗?我相信很多人都会因此晃了一下神,没错呀,平时我们烤火的时候不是离火堆越近温度越高吗?山顶肯定比山脚下离太阳更近。但事实却并不是这样的,比如日本的富士山山顶白雪皑皑,而半山腰和山脚下确实绿意盎然、郁郁葱葱。
就算是地球上最为炎热的赤道附近也存在着雪山,比如位于坦桑尼亚和肯尼亚交界的乞力马扎罗山的山顶上常年覆盖着白雪,形成了非常迷人的一道风景:下脚下是炎热的大草原,有非洲象、长颈鹿等等,而山顶却戴着一顶白色的帽子。
这些都还不足以说明海拔越高而温度越低,那么请上取材于19世纪真实事件改编的《热气球飞行家》,讲述的是随着热气球的上升温度逐渐降低的冒险旅程,热气球上升到了海拔11300米的高空中,比珠穆朗玛峰还要高出2400多米。
自然界存在即合理
当我们普遍认知里海拔越高反而温度越低和烤火的场景相悖时,看似都是合理的总觉得一定有哪个是错的。事实是我们的认知有限,还没有考虑到大气层的存在。大气物理学是一门很高深的学科,涉及到了热力学和辐射。比如金星比水星离太阳更远,但温度却比水星更高,这是由于金星的周围存在着大气层,热能受到大气层的反射而保留在大气层内,反观水星没有大气在太阳照射下表面温度可以达到420℃,而夜晚太阳照射不到表面温度能降到零下170℃。
太阳的直径是地球的109倍,地球距离太阳1.4亿公里,按照面积换算下来地球仅能接收到太阳总辐射能量的22亿分之一,但别小看了这一丁点能量,它供养了地球上的生命,驱动着海洋、河流和大气。如果没有大气层的参与,阳光的本质就是一种电磁脉冲,它是通过大气层和地表的相互作用才生热量。
大气提供了一切生命活动的温室环境,可以说没有大气也就不可能形成地球上多姿多彩的生命形态。阳光中对生物有致命危害的紫外线在臭氧层就已经被臭氧吸收了绝大部分,所以臭氧层的温度会随着高度的升高而增加。
而我们人类活动的区域和地球上的高山都处于对流层,它也是蒸发、云、雨等常出现的区域,对流层的温度是随着高度而降低的,大约每上升100米平均温度下降0.6℃。这是由于对流层的温度主要来源于地表的长波辐射,在海拔高的地方空气稀薄、压强低能够吸收到地面长波辐射的能量就少,温度自然就会更低,而到了晚上确实大气保温的作用,温度也会更低。想不通的小伙伴们可以想象一下动物是如何通过羽毛来保温的?保温的并不是羽毛本身,而是空气。动物蓬松的羽毛能够锁住空气来进行保温,我们穿的羽绒服也是根据这个原理做出来的。
这时我们就很容易理解,对流层的热源绝大部分来自于地球本身而不是太阳,所以海拔越高,越是远离地表,温度降低也就变得理所当然。