大气压强的作用
我们回到温度的概念,什么是温度?宏观上讲它是用来表征物体的冷热程度的,而其微观本质是粒子的运动剧烈程度。
在我们所讨论的问题“为什么海拔越高反而温度越低”中,温度就是指空气的温度,也就是空气分子运动的剧烈程度。
空气虽然看不见摸不着,但它的确是有重量的,如何描述空气的重量呢?大家都知道有个词叫大气压。
大气压的本质就是空气的重量,它加压于地球上的每个物体,而且,海拔越低的地方压力更大。
这个很好理解,就跟潜水一样,当我们潜得越深越接近海底时,所受到的水压也就越来越大。
对于地面附近的空气而言,它所受到的压力要远大于更高海拔处的空气受到的压力,因此它被压缩的更厉害。
被压缩的空气密度更大,更容易发生碰撞,而碰撞可以产生热量,这样一来,它就能产生更多的热量了。
同理,海拔高的地方气压较小,分子之间也比较疏散,碰撞的频率较小,因而不会有太多热量产生。
这就是海拔越高温度越低的主要原因,可以这样理解,作为导热性不怎么好的空气,温度差更多是自身原因导致的,外部因素(地面辐射)只占一小部分。
离太阳真没近多少
其实,在“海拔越高温度反而越低”这个问题中,我们所能选取的最高高度在地日距离面前依旧是微不足道的。
地球与太阳之间的距离约为1.5亿公里,而对流层的厚度只有十几公里,对于太阳来说这点距离还是太短了。
所以,理论上讲海拔越高确实离太阳更近,但在实际情况中,不管海拔高低,跟太阳的距离几乎不变。
如果在高度上再增加几个数量级,那么跟太阳的距离就能切肤地感到变近了,那才是真正的“离太阳更近”。
但在那个距离尺度上我们也就没有讨论冷热的必要了,而且称海拔两万公里或海拔两百万公里或海拔1亿公里岂不是很奇怪?
最后
海拔高低与离太阳远近其实在实际意义中没多大关系,前者就像是微观中的距离,后者则像宏观中的距离。
将这两者分清后,再来看海拔高低与温度高低的关系就容易多了,因为没有固有的认知中的热源来干扰了。
顺便说一下一个相关的问题,为什么太空中很冷?
上面说了太阳辐射必须要与物体“撞击”才能达到加热效果,而太空中基本是真空环境,没多少粒子。
所以,太阳辐射基本不会在这里“留下”多少热量,而是径直奔向地球、月球之类的“实物”。