离太阳更近应该更热,可为什么海拔上升反而使温度更低(为什么气压高的地方温度低 地球为何会产生温度)
导语:对气压有一定了解的人应该清楚,气候的变化是与风、天气的好坏等方面有着密切的联系。人人都说,气压高的地方温度低,那么,大家知道为什么气压高的地方温度低?地球...
导语:对气压有一定了解的人应该清楚,气候的变化是与风、天气的好坏等方面有着密切的联系。人人都说,气压高的地方温度低,那么,大家知道为什么气压高的地方温度低?地球为何会产生温度?一起来看看。
为什么气压高的地方温度低
因为温度低,气体收缩,气体密度变大,所以气压就变大了;温度高了,气体膨胀,那么气体密度就小了,从而气压就小了。气压的高低与气体的密度有关。气体密度大了,气压就高,否则就小。
气压公式:P=F/S,由公式可知压强的大小只和F有关,温度升高,大气变得稀薄,密度变小;因此在大气稀薄的这一指定面积中,压力就变小了,所以气压就相对变低。
在密闭容器中温度越高气压就越高;大气中,温度越高,气压越低。气温高了,气体膨胀(热胀冷缩的原理),那么气体密度就小了,从而气压就小了。气温低,气体收缩,气体密度变大,所以气压就变大了。
气压不仅随高度变化,也随温度而异。气压的变化与天气变化密切相关。
气压的含义
气压是大气压强的简称,是作用在单位面积上的大气压力,即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。气压大小与高度、温度等条件有关。一般随高度增大而减小。在水平方向上,大气压的差异引起空气的流动。表示气压的单位,习惯上常用水银柱高度。例如,一个标准大气压等于760毫米高的水银柱的重量,它相当于一平方厘米面积上承受1.0336公斤重的大气压力。国际上统一规定用"百帕"作为气压单位。经过换算:一个标准大气压=1013百帕(毫巴)。 深圳市的年平均气压为1009.8百帕。
大气压,指单位面积上承受大气柱的重量。气象上常用毫巴或水银柱高度的毫米数表示。一个标准大气压力是1013.2毫巴,或相当于760毫米高的水银柱。因离地愈高,气压愈低,故可根据气压在垂直方向上的变化测算高度。在水平方向上,气压的差异能引起空气的流动,所以是分析天气预报的重要气象要素之一。
从空气分子运动观点出发,它是空气的分子运动与地球重力场两者综合作用的结果。在这综合的作用下,许多空气分子在每瞬时平均对单位面积的平面所施的撞击力就表现为气压。空气分子密度大的地方,也是空气分子平均动能大的地方,因此,撞击力就大,故气压也大。
地球为何会产生温度?
太阳,占据了太阳系总质量99.86%的最大天体,极大的质量使它拥有极大的引力,从而使核心温度与压强也极其巨大,太阳内核具有1500万摄氏度以及200多万的标准压强。
在如此高温高压的环境下,电子可以获取足够的能量,它可轻易逃脱原子核的束缚,在太阳内部产生等离子态。
加上高温的推动,氢原子核聚变成氦原子,又慢慢形成了氦原子核,哪怕损失的部分也可以转化成能量,逐渐向宇宙空间内散发。
在太阳的内部,大约具有一个直径达到了30多万千米的区域进行着核聚变反应,这一反应产生的热量会通过辐射与对流传导等方式传递到表面,这也就形成了“阳光”,也使它表面的温度具有5500摄氏度。
其实太阳光真正意义上就是太阳辐射。
据相关研究人员推测,虽然说太阳辐射仅需8分20秒就可传递到地球,但这种辐射从太阳内核处到太阳表面却需要耗费14万年的时间。而我们地球上的光热能源,主要就是源自于它。
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离太阳更近应该更热,可为什么海拔上升反而使温度更低
如果我们在冬天围着一个火堆或烤火炉取暖是不是距离火堆或烤火炉的距离越近就越暖和啊?有人会说当然是的。在人类掌握生火的方法之前地球上的热量主要就是来自于太阳,那么按说离太阳越近的地方就该越热才对啊,可为什么地球上海拔最高的青藏高原却比平原地区更冷呢?首先我们要明白在其他条件完全相同的前提下离太阳越近的确会越热。
太阳系八大行星中距离太阳最近的水星平均地表温度高达179℃,最高温度甚至可以达到427℃。这可就要比地球的气温热得多了,那么为什么地球上距离太阳更近的高海拔山区反而比平原地带更冷呢?这里必须强调的是:“离太阳越近就越热”这个结论是建立在其他条件完全相同的前提之下,然而与太阳的距离远近并不是决定温度高低的唯一条件。
我们在日常生活中基于常识就会知道距离火堆越近就越暖和,然而地球上的火堆所能温暖的范围其实非常有限,所以距离稍微变化就会影响很大,我们可以很明显地感觉到这种变化。然而地球距离太阳的平均距离约为15210万公里,地球的远日点和近日点相差约500万公里,所以地球即使在距离太阳最近的近日点位置时仍与太阳相距大约14710万公里。这是一个相当遥远的距离。
这种距离遥远到什么程度呢?地球上海拔最高的珠穆朗玛峰约为8844米。这个距离只有近日点日地距离的1亿分之6左右。海拔越高的确会相应地距离太阳更近一些,然而即使高到像珠穆朗玛峰一样的高度在日地距离这个天文数字面前都只是零头而已,所以地球上的高海拔地区与低海拔地区距离太阳的远近差异其实都可以忽略不计。在地球上影响温度高低的主要因素有两个:一是阳光直射不直射;二是大气密度。
阳光直射时同样的热量所照射的面积就小,这样单位面积得到的热能就大,因此太阳直射时温度就高;太阳斜射时同样热量所照射的面积就大,单位平均得到的热量小,因此温度就要低些。所以中午太阳直射时的温度就会高于一早一晚太阳斜射时的温度。早上的阳光本来并不热,随着地球持续接受足够的阳光加热就使地表温度逐渐上升,然后到了下午又随着日地运动逐渐降温。
地球表面在接受太阳热量的同时也会向四周散热。这一散热过程使我们周围的空气得到加热。空气的温度就是我们日常所感受到的温度。所以我们平时所感受的气温直接热源不是太阳,而是太阳的热量发射到地球表面之后所扩散的。在这一过程中空气对太阳热量的吸收是与大气密度直接相关的:气体分子密度越大就能吸收更多的太阳能量,分子运动越激烈就使我们感受到的温度就越高。
高海拔地区由于空气稀薄、气压低,因此对太阳光吸收的热量保温效果就差。其实高海拔地区的阳光确实更毒辣了,所以西藏人的高原红其实就是太阳晒的结果。然而当地的稀薄空气对太阳光热的吸收远抵不过散热快,所以同一纬度的高原地区通常要比低海拔地区更冷。在地球大气层的对流层内海拔大约每升高100米将导致气温下降大约0.6度。这里的前提条件是必须是在对流层内。
如果是在平流层内情况恰恰反过来:随着高度的增加会使温度更高。平流层的气温分布与存在着大量臭氧能直接吸收太阳辐射有关:臭氧吸收的太阳紫外线把平流层的顶部加热,而在平流层的底部来自顶部的传导及下部对流层的对流正好在那里抵消。所以平流层的主要热源不是像对流层那样来自地面散热,而是直接来自于太阳紫外线辐射,所以随着高度的增加使其与太阳的距离更为接近也就变得更热。
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