太阳辐射|海拔越高，温度就越低？错了！你被忽悠了多少年？对流层|大气层|电

海拔越高，温度未必越低！
有个大家都很熟悉，但实际上却是错误的常识：海拔越高，温度就会越低。
这句话其实少了一个前提，那就是在大气层中的对流层，才会是温度随着海拔的升高而降低。要知道对流层上面是平流层，平流层的情况就完全是反过来的，随着温度随着海拔的升高而升高。

那么问题来了，同样都是地球的大气层，为什么平流层和对流层出现了完全相反的情况呢？
大气层的受热过程
要了解这个问题，我们得先解决一个最核心的问题：大气层的热量到底是咋来的？
一般来说，热量的传递有三种方式：热传导，热对流和热辐射。

地球整个系统的能量来源主要是来自于太阳的热辐射。因此，地球大气层的热量最根本的来源是太阳辐射。即便都是依靠太阳辐射，但是大气层各部分的受热过程是完全不一样的。

要搞清楚这个受热过程，我们就需要先搞清楚：辐射到底是什么？
科学家发现，凡是高于绝对零度的物质都会向发出辐射（电磁波）；同时，根据热力学第三定律：绝对零度是达不到的；我们可以推出，宇宙中的一切物质都会向外发出辐射（电磁波）。
虽然都是电磁波，但电磁波之间也有不同。电磁波是一个很大的家族，其中有一部分波段是人类可以用肉眼看到的，也就是我们看到的“光” ，这部分被我们称为可见光波段。除了可见光波段，还有红外波段和紫外波段，这是我们肉眼看不到的，它们实实在在地存在。

不同波段之间的区别就在于波长，越往红端靠近的，波长就越长；越往蓝端靠近的，波长就越短；紫外线、X射线就属于波长很短的电磁波，而手机辐射， FM则属于波长较短的电磁波。

科学家发现，温度和辐射是存在关系的。如果温度越高，发出电磁波的波长就越短，能量越强；如果温度越低，发出电磁波的波长就越短，能量越弱。
而太阳表面的温度达到了5000~6000度，太阳辐射主要集中在短波辐射，其中主要包括可见光和紫外线。

太阳在向外辐射电磁波时，辐射是先抵达地球的大气层。这时候地球的大气层会对太阳辐射起到削弱作用。
具体来说，大气层会吸收一部分太阳辐射，不过大气层不是什么电磁波都吸收，而是有选择地吸收。其中，大气中的二氧化碳可以吸收掉太阳辐射中的红外线，而臭氧则能够吸收紫外线。正如上文我们说到的，太阳辐射主要是集中在可见光波段和紫外线。因此，吸收产生的削弱作用非常有限。

除了吸收之外，太阳辐射还会被大气层通过散射和反射的形式进行削弱，这两种削弱作用才是最主要的。因此，大气层的削弱主要体现在吸收、散射和反射。
由于削弱作用的存在，太阳辐射通过大气层后，就会只剩下一半左右。这部分抵达地球的表面，最终被地面吸收。地面吸收了太阳辐射后，温度会升高，也会向外发出辐射。由于地表的温度较低。所以，地表辐射的主要是长波辐射。 85%的地表辐射都会被大气中的二氧化碳和水汽吸收。于是，大气吸收了这部分辐射之后，温度也会升高，大气自身也会向外辐射。大气的辐射一部分会进入太空当中，其余的会抵达地面，抵达地面的这部分辐射也被称为大气逆辐射。大气层之所以可以对地球起到保温作用，主要就是因为大气吸收了地面的辐射以及大气的逆辐射。

对流层vs平流层
了解了大气的受热过程之后，我们再来看看为什么对流层和平流层的区别。对流层的热量主要来自于地表的辐射，说白了它是被地表烤热的。因此，对流层的温度是随着高度的上升而降低。科学家发现，高度每升高1000米，温度就会下降6.5度。
由于热量来自于地表辐射，这使得靠近地面的热空气因为受热膨胀而上升，而高空的冷空气会下降，这就形成了对流，这也是对流程被称为对流层的原因。我们日常生活的各种天气实际上都是发生在对流层当中的。

太阳辐射|海拔越高，温度就越低？错了！你被忽悠了多少年？

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