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太阳内部时时刻刻都在进行着核聚变反应，为包括地球在内的太阳系所有星体提供能量来源，地球依靠温暖的阳光滋养着万物，迎来了生命的诞生，推动了生物的繁荣和发展。在我们的印象中，距离热源越近，那么我们所感受到的温度就会越高，比如围着火炉烤火。太阳是一个质量巨大的热源，那么，在地球海拔较高的地方距离太阳就近，为何温度不是越来越高，而是要比低海拔地区的低呢？  我们先来看一下热量的几种传递方式 我们日常生活中，用温度计测量或者用身体直接感受到温度的变化，其实就是发生了热量的传递过程，如果从系统来看，热量从一个系统传递到另外一个系统，或者从这个系统内的一个部分转移到另外一个部分，那么就实现了热量的传递过程。我们日常生活中看到的热量传递和引起的温度变化，这其实只是一种热量传递的方式。  热传导。主要通过固体或者固体、液体共同作为传导媒介完成的热量传递方式。发生热传导的原因是由于物体内部中的微观粒子，在发生热运动的基础上，通过相互之间的碰撞，实现热量从高温部分向低温部分、或者从高温物体向低温物体转移。热传导转移的是热量，而不是温度，温度只是一种表明物体微观粒子平均动能的标量；热传导更不是转移的“冷”，当手里抓住冰块，一会手冷了，有人说是冷发生了转移，这是不正确的，转移的只是热量，热量从手传导到冰上，引起手温度下降，冰温度上升。 热对流。与热传导一样，热对流也需要特定的物质作为热量传输的媒介，只不过热传导需要的是固体，热对流是液体和气体。通过具有流动性质的媒介，热量从一个物体转移到另外一个物体，或者从物体的一部分转移到另一个部分。这种热量传输过程，我们生活中也是经常遇到的，比如烧开水，既有水壶的热传导、水分子之间的热传导，也有作为液体的水的热对流作用；再比如大气运动中的空气对流，也是典型的热对流现象，热空气密度小向上升，冷空气密度大向下降，从而产生降雨、降雪等天气。 热辐射。这种热量传输过程与以上两种都完全不一样，它不需要任何媒介物质的参与，而是物体本身所固有的一种性质，就是组成物体的微观粒子时时刻刻都处于不断运动之中，就会拥有比绝对温度要高的温度，从而以电磁波的方式携带着能量向外释放，温度越高，那么这种热辐射强度就会越大，电磁波的波长就越短；温度越低，热辐射强度就越小，对应的波长就越小。热辐射是宇宙中最常见的一种热量传输方式，它可以使从恒星中发出的热量，穿过物质极其稀少的宇宙传输空间到达很远的地方。 再看一下热量从太阳到达地球的过程 从太阳释放的能量，穿过茫茫宇宙空间到达地球，其中分为几个不同的阶段，其占据主导地位的热量传输方式也不一样。主要包括：  第一阶段：从太阳表面到达地球大气层的外围。这个过程中热辐射占据绝对的主导，因为空间中的物质密度极低，热量基本不能以热传导和热对流的形式传递。理论上在真空中通过电磁波的方式可以将热量带到无限远的地方，但是宇宙空间不是真正意义上的真空，其中还含有微量的气体分子和星际尘埃，对电磁波具有一定的反射和吸引作用，因此在宏观距离的尺度上看，距离恒星越远的地方热量也会逐渐递减。 第二阶段：进入大气层散逸层之后。这里的空气虽然密度较低，但是在太阳紫外线和宇宙射线的作用下，大部分的气体分子发生电离，质子和氦核的含量很高。太阳辐射中通过电磁波携带的能量，转化为电离气体内能的效率很高，因此散逸层的温度急剧升高，可以达到上千度，是地球大气层中温度最高的部分。不过，随着散逸层高度的下降，电离气体的含量越来越低，温度下降得很迅速，到达散逸层底部时温度已经降到－50多度。 第三阶段：进入平流层之后。这里气体分子仍然稀薄，不过臭氧含量逐渐增多起来，臭氧可以强烈吸收太阳辐射中的紫外线，从而使内能增加，温度升高，在平流层距离地面60公里左右的区域，又达到一个温度的峰值，只不过这个峰值的绝对温度较低，是相对于其它区域而言的。第四阶段：进入对流层之后。这部分的大气层因为距离地面较近，因此获取的热量，主要取决于来自地面的长波辐射，而非太阳的热辐射，因此距离地面越高，地面长波辐射的作用就相对减弱，温度下降，一般每升高100米，温度就下降0.6摄氏度。 决定温度高低的主要因素 从以上的分析可以看出，对于任何一个系统来说，决定着其温度高低的因素，主要取决于它所接收到的转移热量数值。而这个数值的多少，则是热辐射、热对流、热传导3种热量传递方式的综合作用，因此，热源辐射强度的高低、距离的远近、系统物质组成这3个方面是决定物体温度高低最关键的因素。对于地球来说：  太阳辐射强度的变化可以忽略不计，在现有时间尺度衡量下，太阳本身所释放的热量几乎不变。 与太阳的距离有微弱的变化，比如不同区域的海拔、近日点和远日点的距离差异，都会使被测量温度的地区与太阳的距离有所差异，但这个差异与地球与太阳的平均距离（14960万公里）相比，又可以忽略不计。 地球系统物质组成影响地球温度，主要来自地球大气层的分布和组成的差异，这是决定地球温度垂直方向上变化最直接和最主要的原因。而推动垂直方向上温度变化，主要依靠两个方面的辐射强度，一个是太阳的短波辐射，另一个是地面的长波辐射。其中近地面的对流层，主要以吸收来自地面的长波辐射为主，靠气体分子吸收长波辐射，转换成分子的内能实现升温和保持温度的目的。 总结一下 之所以地球海拔越高的地区温度越低，主要原因在于大气层的分层结构，地面上的高山即使海拔再高，也是处于对流层之内，这里越往上，气体分子越稀薄，那么接收热辐射转化为内能的总量就越低。同时，对流层之内的气体分子，所能接收到的热辐射来源，主要来自地球的长波辐射，因此造成了在对流层之内越往上，所接收到的长波辐射效率越低、温度也相应下降的现象。 |
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