越高处越冷吗「高处一定会更寒冷吗」

□河北日报记者 王璐丹

苏东坡的《水调歌头》中写道，“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒”，这里点明了一个科学小常识——海拔越高气温越低。我们生活中也确实有这样的体会，例如很多高山的顶端被终年不化的积雪覆盖。

“高处不胜寒”所说的高处的温度，是指空气、大气的温度。对于高处温度低的现象有一个直观的说法，即高度每上升1000米，气温就要下降6摄氏度左右。但热空气不是会向上走吗，为什么高处还是那么冷？越高的地方就一定越寒冷吗？

热空气上升途中会膨胀冷却

在物理学中有一个现象：热空气向上运动，冷空气向下运动。这种现象的原理在于热胀冷缩，热空气膨胀密度变小，冷空气密度较大，热空气就“浮”了上去。好比在寒冷的冬天，我们在屋里放上暖炉，接近房顶的部分就比下边更快热起来。

但在生活中，我们也能直观感受到另一个现象：自然光以较短的波长为主，很容易穿透大气。当短波长的太阳光到达地面被吸收后，地面就会被加热，再加上地球本身产生的热量，地球表面就变成了新的热源，导致离地面近的地方更加温暖，而越高的地方就会越冷。

为什么地球大气看上去并不符合热空气向上运动的原理呢？

“因为在地球引力的吸引下，空气会呈现越往高处越稀薄的情况，因此较高的空中气压较小，从下边升上来的空气反而因为密度太大，升上高空后会在气压作用下发生膨胀。”河北师范大学资源与环境科学学院教师张曼说，对空气来说，在气体状态下发生这样的膨胀，又没有其他的热源能加热它，就会降温而变冷。所以，地表附近的热空气的确在上升，但在上升中发生了膨胀和冷却，所以并不会使上层的空气温度升高。

极高处也可能“不胜热”

“高度每上升1000米，气温就下降6摄氏度左右”大概适用的高度在3000米以下，而我们所描绘的上冷下热的过程所处高度基本也不超过1万米。飞机普遍飞行都在1万米以上的高度，在这种高度下，情况是否又会有所不同呢？

事实上，地球表面从1万米到几万米高度区域的大气存在很多空气成分，例如臭氧层可以吸收太阳光当中的紫外线等，所以这个区域内的高度越高，温度也会变得越高。“因为加热这一区域的主要是来自太阳发出的光，而不是地面。”张曼说。

这里的空气上热下冷，加上客观规律是热气密度较小而上升，冷气密度较大而下降，所以在这里的空气上边热而轻，下边冷而重，除了一些扰动过程外，基本不会发生上下空气交换，故而气流是非常稳定的，被称为“平流层”，飞机也因此主要选择在平流层靠近底部的位置飞行。

“从平流层再向上几万米以内的区域叫做中间层，这个区域几乎没有臭氧，而氮气和氧气等气体可吸收的太阳辐射又大部分被上层大气所吸收，主要靠平流层承担起热源的角色。”张曼介绍，因此这里再次出现下面热、上面冷的状态。

从中间层再往高处去，直到再向上数千公里范围内，这里的空气会被太阳光中波长特别短的极紫外射线、X射线等加热，所以在这个范围内，都是下边冷、上面热。

而最“高处”，也就是进入到距离地球上千公里的宇宙中，对那里温度的描述往往取决于宇宙带电粒子的能量。航天器在宇宙中飞行，接受阳光照射的地方温度可能达到上百摄氏度，而背向太阳的一侧则可能达到零下百摄氏度。张曼介绍，在已经能够飞向宇宙的今天，科学技术的发展已经说明高处不一定就会更寒冷。

来源： 河北日报

越往高处越冷，但你知道是为什么吗？

如果你的家位于一栋高楼，你就能够感觉低层的楼在冬天的时候是比较温暖的，高层在冬天的时候是比较冷的。所以越往高处是越冷的，那这是什么原因造成的呢？

这种现象是非常正常的，因为随着海拔的升高，空气就会变得很稀薄，并且温度也会更低。所以如果你位于喜马拉雅山在山里的温度是比山顶的温度高很多的，所以你在爬山的时候是必须要携带好足够多的防寒的衣物的，不然等你到了山顶你就有可能被寒风给吹倒，让你的体温骤降。为了我们的身体健康，我们一定要在天气变冷的时候多穿一些衣物，特别是在爬一些高山的时候，我们肯定能够在山底感受到热议，但是随着海拔的升高，温度就会越来越低，这个手术。相信很多人都听说过这样的一句诗，山寺桃花始盛开，所以说山上的桃花开的是比山下要晚的，这也是由于温度造成的。

相信很多人都知道，随着海拔的升高，空气的密度会变低，所以很多人都会在海拔比较高的地方出现明显的缺氧现象。比如说如果你想前往西藏，西藏的海拔是比较高的，这个时候你要带着一个氧气瓶，这样才能够在缺氧的时候通过氧气瓶补充氧气，才会让你的身体比较的舒服。如果你长期处于低海拔在高海拔的时候你会缺氧，但是如果你长期待在高海拔，在低海拔的时候，你就有可能出现醉氧的状态，因为海拔比较低的地方的氧气是比较浓的。并且随着海拔的升高空气是越来越冷的，这个时候我们一定要带好防寒的衣服，要及时的增添衣物，不能够让身体失温。

为什么越往高处越冷？有哪些科学解释？

举个最简单的例子，人体比如地球，你穿上棉衣之后，内在的温度是恒温的，棉衣保护层以外却能结冰。地球这个大气层也是同样的道理，大气层以外肯定不受保护了，这就是超出大气层以外夏天结冰的原理。因为地热的辐射，越高距离地表越远。

温度本质是分子运动的激烈程度，温度高代表分子之间运动程度高，温度低代表分子之间运动程度低。物质是分子构成的，越往高空空气越少，也就是物质越少，所以分子运动程度低，所以温度低。你可以这么理解，人多热闹，人少冷清。

环境温度主要来源于对太阳辐射的吸收。在高处由于空气稀薄，大多数太阳辐射直接穿过，被用来加热的能量少，所以温升不大。至于高处接近太阳的说法，一万米几千米的高度，也只是十公里，几公里。对于1.5亿公里的日地距离来说，差异是微不足道的。

离地球几万米甚至几十万米的太空离太阳更近，但那里的温度却是零下一百多度，这说明温度的高低并不一定和太阳的距离有关。离热源在近，也得有传热的导体不是？你离电源在近，没导体你也感觉不到，离地平线越高，海拨越高，空气越博，传热导体越少，温度自然就低了。

地球被厚厚的大气层包围，同时也将来自太阳的热量收集起来，使得地球上的温度保持在15°c左右。而来自太阳的热量大部分被地表以辐射的方式反射回大气层，所以在有些情况下离地表越近温度越高。如炎热的夏天水泥路面和干燥的沙漠表面有时的地表温度会达到50°c，可以将鸡蛋直接烤熟。

为什么一年中最冷不是在冬至？那时太阳距离北半球最远，但是并不是最冷。和这个问题一个道理。因为冷暖不完全取决于太阳的照射，主要还是周边大气环境的影响。比如冬天刮风时，阳光再足也挡不住寒流的侵袭。