为什么海拔越高气温越低(海拔和气温的关系)

有一个大部分人都知道常识，海拔每升高1000米，相应的温度会下降6摄氏度。

不过这种温度模式只适用于海拔10000米左右的地区，到了平流层后由于臭氧的作用，温度实际上会上升。

但今天我们主要来讨论下，在温度持续下降的高空范围内为什么会这样(海拔升高温度下降）!

太阳放射出大量的阳光，它携带着大量的能量。但大气层对大部分射入的阳光是“透明的”，特别是可见光和一些红外光。

这种光穿过空气而不被吸收，所以无论是高空还是低空的空气其实都很难被太阳加热。

与空气不同，地球表面很容易吸收阳光。土地和水吸收阳光并被加热(想象下夏天的马路)，并将热量转移到接触地面的空气中。

然而，空气也不太容易导热，所以它在地面获得的热量不能有效地传递到更高的海拔。因此，地面附近的空气通常是最温暖的。

这似乎解释了为什么高海拔的地方总是覆盖着白雪，而低海拔的地方却植被丰富。

但考虑到，空气本身不断地在运动，而且是暖空气上升，冷空气下沉，那为什么高空还是比较冷呢？

上升的空气实际会变冷

我们想象一下一个包裹着空气的“气团”往上升，好吧，我觉得“气团”的概念在分析空气的行为时会很有帮助。

一个气团是一个包含着一定数量的空气包，就像一个没有外表皮的气球，它可以改变大小，向任何方向移动，并且有自己独特的温度。(由于空气运动速度快，导热性差，我们有理由假设，运动中的空气不会与周围环境交换热量。)

气团上升的原因很多，它可能在地球表面受热后向上漂浮，因为温暖的空气相对来说是有浮力的。

无论是一个人，一架飞机，还是一个气团，“向上”飞向天空都会经历同样的事情，随着海拔的升高，施加在身上的大气重量（大气压）会减小。

这是由于大气也受地球引力的影响，随着远离地心引力作用的减少，你上方的空气密度会逐渐减少。

当一个气团上升时，它会开始膨胀，因为它遇到的大气压力变小了。这种现象在日常生活中是可以观察到的。

例如，我第一次去西藏时，我发过一条朋友圈，内容是我的小馒头包装袋膨胀成鼓鼓的一个，即使本来就知道会这样，但还是觉得很惊奇。

当一个气团在快速膨胀时(因为它遇到较低的大气压力)，它将会显著降温，而这种冷却并不是简单的导热到其它大气，前面我们也已经假设它不和周围大气交换热量了。

这种冷却原因实际上是在分子水平上，一个气团膨胀时消耗了它的一些内部能量。从某种意义上说，是气团“膨胀”到环境中需要能量。

图为：随着海拔上升，空气密度的变化

热力学能量的减少等于热能的减少，因此，当气体的内能降低时，它的温度也会降低。

同样，当一个气团遇到更大的大气压力时，它会压缩和变暖。大气压力的增加压扁了气团，从而把内部能量传递给气团并增加了气团的温度。

回到主题：暖空气上升却还是冷就很好解释了

暖空气上升是绝对正确的，只要空气比气团周围的空气温度高，气团就会一直上升。这是因为温暖的空气密度较低，因而浮力更大。

我们前面已经解释了任何上升的空气都会自然冷却，这是由于遇到较低的大气压力和膨胀造成的。一个气团升得越高，它的温度下降得就越多。

因此，尽管暖空气上升，但当它移动到较高的海拔时，很快就会冷却下来。曾经是“温暖”的空气现在绝对变成了“寒冷”。

最后

故事到了这里本来应该结束了，但是我要为自己说的话负责啊。

我前面说过，陆地可以很有效地吸收太阳的能量，并将热量转移到附近的空气中，那怎么高山上还是白雪皑皑呢？

这个说法肯定是正确的，山脉或高原表面吸收的阳光就会增加当地的温度，山的表面积越大，热效应越强。

但是，空气总是流动的，给定的山脉（即使被太阳明显加热）也会遇到从其他高空吹来的冷空气。

大部分空气将是相当的寒冷，因为它们很难吸收太阳能量，而地球上高海拔表面相对较少，因此大规模加热高海拔空气的能力有限。

另外，由于大气压力的下降，一些高山的空气会从较低的海拔上升，然后就是迅速膨胀和冷却了。

许多常见的自然现象都有科学道理，走出去发现世界吧，但要上山的话记得多穿两件衣服，因为真的会越高越冷。