為什么高處會(huì)冷呢？

春回大地，萬物復(fù)蘇。隨著冬日的嚴(yán)寒褪去，氣溫逐漸回升，柔和的陽光透過嫩綠的枝丫，灑在大地上，每一處都洋溢著生命的活力與希望。此時(shí)正是踏青游玩、登山賞景的絕佳時(shí)節(jié)，不少朋友提議徒步爬山，登高望遠(yuǎn)。但我們越往高處走時(shí)，越感覺冷，正所謂“高處不勝寒”。同學(xué)們這個(gè)時(shí)候會(huì)問了：“太陽明明就在天上，越到山頂，它離我們不是越近嗎？為什么會(huì)冷呢？”

奇妙的氣溫直減率

想知道為什么高處會(huì)冷，首先，需要了解地球大氣的加熱機(jī)制。我們生活在大氣層最底部的地面上，太陽光穿過大氣層到達(dá)地面，因?yàn)榇髿馐峭该鞯模瑹o法吸收太陽光線，所以照向地面的短波長太陽光會(huì)穿過大氣抵達(dá)地球表面并被吸收，再加上地球本身產(chǎn)生的熱量，地面的溫度會(huì)上升成為新的熱源。在積聚一定能量后，地面再將這些熱量以長波輻射的形式散發(fā)到大氣中，使得大氣自下而上逐漸變暖，地理學(xué)家把這個(gè)過程叫做“大地暖大氣”。

“大地暖大氣”有個(gè)規(guī)律：越靠近地面的地方受到地面輻射的熱量越多，氣溫越高；越是高處，如山頂?shù)?，得到的地面輻射越少，氣溫反而?huì)越低。包括峨眉山在內(nèi)的許多山峰，即使在春天也能看到積雪，甚至夏天上山還要租借軍大衣呢！

海拔高度的增加意味著離地面的距離增加，因此高處的大氣接收到的地面輻射減少，溫度降低。此外，高海拔地區(qū)的大氣保溫作用較差，這也是高處寒冷的原因之一。高海拔地區(qū)云層稀少，晚上對地面的逆輻射作用弱，地面輻射的熱量散失大，溫度容易迅速下降。同時(shí)，高海拔地區(qū)的空氣稀薄，對地面長波輻射的吸收能力減弱，白天溫度也相對較低。

據(jù)科學(xué)家計(jì)算，在大氣底層，我們每向上爬1000米，氣溫會(huì)下降6.5℃，這一規(guī)律被稱為“氣溫直減率”。我們用這個(gè)公式來算算成都平原最高處和最低處的溫差：當(dāng)成都平原最低處簡陽市沱（tuo）江出市域處河岸（海拔高度為359米）的氣溫為30℃的時(shí)候，最高處的大邑縣西嶺鎮(zhèn)苗基嶺（海拔高度為5364米）的氣溫是-2.5℃。如此大的溫差，我們會(huì)看到什么樣的景象？

簡陽沱江附近的人們可以穿著短袖吃西瓜，而到了大邑苗基嶺，人們就得裹著厚厚的羽絨服喝熱水，當(dāng)然這只是考慮氣溫直減率的情況下計(jì)算出來的結(jié)果。緯度、降水量、山坡朝向、植被覆蓋等條件也會(huì)影響溫差。如喜馬拉雅山脈南麓，由于海拔落差懸殊，從山腳到山頂溫差最大可以達(dá)到50℃以上，加上南亞溫濕氣流的滋潤，山脈南坡從低到高孕育出了8個(gè)自然帶（北坡因?yàn)榛鶐Ш０胃撸挥?個(gè)自然帶），在山腳可以看到茂密的森林，越往上走，溫度越低，過了雪線就只能與皚皚白雪相伴。

高空都是寒冷的嗎？

然而，并非所有高空都是寒冷的。要想弄清這個(gè)問題，我們先來了解一下大氣的組成。干潔大氣的主要成分包括氮?dú)狻⒀鯕?、氬氣、二氧化碳、氖氣、氦氣、甲烷、氨氣、氫氣、一氧化二氮和臭氧等，此外，大氣中還包含水蒸氣，其含量在0-5％之間變化。

在某些特定條件下，如逆溫層出現(xiàn)時(shí)，海拔升高反而會(huì)導(dǎo)致氣溫升高。逆溫層是一種特殊的大氣現(xiàn)象，如在空氣下沉、輻射冷卻、空中熱氣流流向地面、近地層擾動(dòng)等因素的影響下，高層氣溫反而高于低層氣溫，這種現(xiàn)象稱為逆溫。出現(xiàn)逆溫現(xiàn)象的一層氣體，稱為逆溫層。

從圖中我們可以看到，在距離地表約30千米處，存在著含有高濃度臭氧的臭氧層，它可以吸收來自太陽的有害紫外線。吸收紫外線的臭氧層會(huì)變暖，從而使溫度上升。

用氣溫直減率計(jì)算得出，以溫度為-50℃距地表11千米處的高空為界限，越向上走溫度會(huì)越高，在50千米處可以達(dá)到0℃。臭氧層的下層是較重的冷空氣，上層是較輕的暖空氣，上熱下冷，大氣穩(wěn)定，不易形成對流，因此形成了一個(gè)較為穩(wěn)定的層結(jié)構(gòu)，這個(gè)層就是平流層。

而從地面到地面上空11千米處，下層是暖且輕的空氣，上層是冷且重的空氣，上層和下層經(jīng)常會(huì)發(fā)生對流，兩處空氣混合在一起，這個(gè)范圍被稱為對流層。對流層大氣垂直對流運(yùn)動(dòng)顯著，對流活動(dòng)所產(chǎn)生的上升氣流會(huì)形成云和降雨，因此我們所說的氣象變化只發(fā)生在水汽、塵埃雜質(zhì)含量多的對流層。它最大的特點(diǎn)就是氣溫隨高度增加而遞減（熱量來自地面）。