發信人: Waitingchen.bbs@ptt.cc (Rejoyce ) 看板: AtmosSci
標 題: Re: [問題] 地勢越高越冷的原因??
發信站: 批踢踢實業 (10/21/06 19:31:48 Sat)

※ 引述《biostar (澎湖小雲雀)》之銘言:
: ※ 引述《Waitingchen (Rejoyce )》之銘言:
: : 335K (62C) 當然比實際全球平均地表溫度(~15C)高很多,因為我們沒有考慮
: : 大氣的對流--底下這麼熱的空氣一定要上升的啊....
: : 所以,還要感謝大氣的流動,不然地球上大概連小強都不會有吧....
: 最主要還要感謝海洋與水的高氣化熱吧......
: 空氣能上下對流... 大部份都要感謝水那種高潛熱吧...
: 地表有 71% 是海洋... 水蒸發吸走很多熱量...
: 所以地表沒有 335K (62C) ...
: 上空也沒有理論值那麼低... 水蒸氣凝結時釋出很多潛熱...
: 記得乾燥空氣是每上升一千公尺降低10度
: 潮溼空氣是每上升一千公尺降低6度

biostar大大補充的好
如果看實際的觀測資料,會發現整個地球平均而言
上升一公里約降6.5度 --> 這正是理論推導出來濕空氣上升所應該出現的降溫率
會這麼「剛好」的原因就是

1.前面推導出來太陽加熱地表和溫室效應會讓溫度隨高度遞減。
如果用很詳細的方法去計算,會發現溫度在地表非常高,在上空卻太低
-->靠近地面的空氣是不穩定的,所以一定會產生對流

2.我們很幸運有水,而且地球的溫度壓力正好是水的三相都可以存在的範圍。
液態水蒸發會吸走地面的熱,上升到一定高度後凝結又會放出熱,
所以效應是幫助地面冷卻,高空增溫-->跟1.的效應相反。
不過,因為同樣要遵守能量守恆,除了考慮凝結釋放的熱,還要扣掉壓力減小
氣體體積膨脹的冷卻效應,經過熱力學推導之後,含有水氣的空氣
上升一公里溫度還是會降6.5度。
(但已經比1.的溫度遞減率來得小,而且地面溫度也降低。)

3.更幸運的是我們有很多的水,大部份的地方都可以有水氣,
所以到處都是濕空氣對流,也因此實際的大氣溫度會很靠近2.的結果。


最後再說明一下,上面提到的都是全球平均的狀況,如果看局部地區,
溫度隨高度的遞減率會受到天氣系統與局部能量平衡的影響,而偏離平均狀態。

像是晚上,地面冷卻得比大氣快,反而會變成靠近地面有一層溫度隨高度增加,
這個叫「夜間逆溫層」,這種狀況下大氣非常穩定,如果有工廠在晚上排放廢氣,
污染物就會一直被困在這個逆溫層裡,沒有辦法跟高空混合。

等到太陽出來,地面溫度慢慢上升,近地面開始有小小的對流,
但上面還是蓋著「殘留」的逆溫層,
這些污染物就會先「燻」到地面,如果有一些化學物是吸收陽光進行化學反應的,
還會有很多噁心的東西生成(ex:臭氧),所以清晨的空氣未必是最乾淨的,
如果附近有工廠會在夜間趕工的,你就有理由睡晚一點,等逆溫層完全消失,
近地面可以跟高空順利混合的時候再出門吧....
(最後面整個離題...Orz)



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