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海拔越高氣溫越低,背後的原因到底是什麼?
“明月幾時有,把酒問青天。不知天上宮闕,今夕是何年。我欲乘風歸去,又恐瓊樓玉宇,高處不勝寒。”
蘇東坡這首膾炙人口的《水調歌頭·明月幾時有》,面對良辰美景發出了“高處不勝寒”的感慨。
登高望遠總是難免感到寂寥寒冷,登高與寒冷之間常被聯絡在一起。越是高處氣溫越低,這也是我們熟悉的常識。
山友們在山間行進中,常常會注意到山下溫暖,植被茂盛,而向上走的過程中,植被漸漸稀疏,氣溫也變冷。這些變化也讓人感到“高處不勝寒”。
這些現象背後,原因都是相似的。
為什麼高處不勝寒
高處不勝寒,也就是山上氣溫相對於山下偏冷。其原因主要是取決於兩大因素:
1)高處大氣稀薄,導致保溫作用差。
2)高處大地距離熱源遠。
所謂寒冷,也就是氣溫低。首先,地球表面覆蓋著大氣,大氣可以儲存熱量,像衣服一樣發揮保溫作用。但大氣厚薄不一:離地面越近就越厚,也越暖和;離地面越遠就越薄,因此越冷。
其次,大氣的熱源主要來自於大地輻射(而不是Sunny)。高層大氣離地面比底層大氣遠,所以溫度更低。兩大原因結合起來,就可以解釋高處不勝寒。
原因一:高處大氣稀薄,保溫作用差——大氣是儲存熱量的主要介質。但是大氣厚薄不一:低處大氣厚,厚的大氣儲存熱量的介質多,保溫作用也強,就像穿厚衣服;高處大氣薄,薄的大氣儲存熱量的介質少,保溫作用差,就像衣服穿得很薄,所以大氣稀薄的高海拔溫度低。
我們可以把山想象成人來進行理解:高山君海拔高,所處的大氣也很稀薄,保溫作用差,就如同身穿一件背心;矮山君海拔低,所處的大氣濃厚,保溫作用強,濃厚的大氣則像大衣,顯然大衣能留住的熱量比背心多。
原因二:高處離熱源遠,熱量少——大氣的主要熱源是地面的輻射(並非Sunny)。太陽輻射抵達地面後,地面會吸收熱量升溫。地面就像一個火爐,會不斷散發熱量,離火爐近的人,獲得的熱量就多。離火爐遠的人,獲得的熱量就少。
我們再一次利用高山君和矮山君來舉例。離熱源遠近,就好像高山君和矮山君去泡溫泉,個子高的站在溫泉裡,身上泡不到,會感覺冷。個子矮的站在溫泉裡,全身都能泡到,自然更熱。
所以,高處不勝寒是兩大原因共同作用的結果:一是大氣厚可以儲存熱量,高處大氣稀薄;二是大地可以輻射熱量,高處離大地遠。
正是在高處空氣稀薄、與距離熱源遠兩個因素共同作用下,高處不勝寒才成為可能。你也許會問:
為何高處大氣稀薄
地球上的大氣受到引力影響,吸附在地球表面。引力會使上面的大氣壓在下面的大氣之上,因此離地面越近的大氣也被壓得越緊。同理,離地面越遠的大氣也就越鬆散,分子間空隙大,密度小,所以稱為稀薄。
大氣看不見摸不著,因此你可以把大氣想象成米缸中的大米:高處的大氣就是表面的米,很鬆散;低處的大氣就是缸底的米,被壓得很緊密。
高處不勝寒的第二個原因是,距離地面熱源遠,也許你還會有一個疑問,大氣的熱源為什麼是大地,而不是太陽呢?
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高處不勝寒是指站在比較高的地方,周圍沒有其他人或物,顯得空曠淒涼,身上不自覺的感受到寒意,這種寒意包括兩層意思:
一、是指周圍溫度低而覺得物理上的寒冷。
二、是指內心由於無所寄託無人理解而感到心寒。現代人常引用這句話指身居高位擔任要職或達到較高成就後內心反而可能得不到認同,身邊人不理解,覺得孤獨,受周圍人敵視,缺乏安全感等等導致內心不安的心理。
海拔高度影響溫度變化取決於流層
對流層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。
平流層大氣的氣溫是海拔越高,氣溫越高。