海拔高的地区为什么温度低 海拔高为什么温度低? 海拔高的地区为什么会呕吐
海拔越高温度越低的现象主要与大气层结构、热源分布及气体物理性质有关,具体机制如下:
一、对流层热源依赖地面辐射
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地面是主要热源
太阳辐射以短波(可见光、紫外线)为主,大部分直接穿透大气被地面吸收。地面升温后释放长波红外辐射(地面辐射),成为对流层大气的主要热量来源。- 海拔影响:随着高度增加,空气距离地面热源越远,接收到的地面辐射能量越少,导致温度下降。例如,珠峰海拔8848米处接收的地面辐射仅为海平面的10%左右。
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大气储热能力随高度减弱
高海拔地区空气稀薄,单位体积内的气体分子减少,导致储热能力下降。即使吸收相同热量,稀薄空气的温度上升幅度也更小。
二、热空气上升经过中的膨胀冷却
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热力学膨胀效应
近地面的热空气因密度较低上升,但高空气压随高度降低(每上升100米气压下降约1%),上升气体因外界压力减小而膨胀做功,内能减少导致温度下降。- 冷却速率:干空气绝热上升时,每升高100米温度下降约1℃(干绝热直减率);若含湿空气(如云层中),因水汽凝结释放潜热,冷却速率减缓至约0.6℃/100米。
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能量传递受限
对流层内热量通过空气流动传递,但高海拔区域空气稀薄,对流运动减弱,热量难以有效输送。
三、其他辅助影响影响
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水汽与温室效应减弱
高海拔地区水汽含量低,削弱了大气对地面长波辐射的吸收能力(温室效应减弱),进一步减少热量保留。 -
地表反射率差异
高山积雪或冰川(如喜马拉雅山脉)反射大量太阳辐射,减少了地面吸收的热量,间接导致空气温度降低。
四、独特层结的例外情况
上述规律仅适用于对流层(地表至约12千米)。在平流层(12-50千米),臭氧层吸收太阳紫外线成为主要热源,因此温度随高度上升而升高。
海拔升高导致温度降低的核心缘故是远离地面热源和空气膨胀冷却,辅以大气储热能力、水汽含量等影响的协同影响。这种效应在对流层内表现为每升高1000米气温下降约6℃。登山者或飞行员需特别注意高海拔区域的低温环境,例如民航飞机巡航高度(约1万米)外界温度可低至-50℃