互动科普

许多人都有这样的经验，在高山或高原等海拔很高的地方是很寒冷的。例如海拔高度5859米的乞力马扎罗山，尽管位于赤道附近，却覆盖着冰雪。

一般说来，海拔高度每增高100米，气温会下降0.65℃。按照这个规律计算，乞力马扎罗山顶同海拔高度为0米的地点比较，气温会下降约38℃（0.65×58.95）。那么，为什么海拔高的地方气温会降低呢？也许有人会想，海拔高的地方，离太阳更近，按理说气温反而应该更高。

地球距离太阳约1.5亿公里，在太阳周围沿着一条椭圆轨道运动。在一年之中，地球到太阳的距离有大约500万公里的变化。

然而，这并不意味着地球移动到距离太阳越近的位置就越热。地球距离太阳最近的时间是在1月，北半球处于冬季。距离太阳最远的时间是在7月，北半球正好是夏季。登上高山顶，距离太阳才不过近了区区几公里，气温当然不会增高。

气温随高度增加而下降

地表是热源

大气对于太阳光几乎是透明的。来到地球的太阳光，有一半的能量会加热地表，使之温度升高。另一半能量，一部分被大气的顶面、地面和云层反射，散逸到宇宙空间，剩余的部分才被大气吸收。因此，地表附近的大气会被地面加热而升温。换句话说，地表是加热大气的热源。

被地表加热温度增高的大气变轻，会上升。随着上升，大气的气压下降，发生膨胀，温度下降。这就是随着海拔高度增加气温下降的原因。所以，越接近地面气温越高，越远离地面气温越低。

此外，大气有对流运动，有风，这会在上下方向和水平方向，乃至在高纬度和低纬度之间搅动大气。结果，在地球上的不同地区，在一定的高度上，只要是同样的海拔，气温会大致相同。所以，在海拔很高的高山上，即使贴近高山的地面，气温也很低。

臭氧层也是热源

不过，气温随高度增加而下降这个规律只适用于高度在11公里以下的范围。在这个高度范围，大气存在着对流，叫做“对流层”。从地面上升的大气只能够到达对流层的顶部，无法继续上升。

在对流层上面是“平流层”（11〜50公里）。在这个高度范围，温度反而是随高度增加而上升（不过，在11〜20公里的高度范围温度基本保持不变）。这是因为平流层含有大量臭氧，臭氧吸收来自太阳的紫外线产生加热效果，成为了这里大气的热源。从平流层再向上，温度变化更加复杂。

（本文发表于《科学世界》2011年1期）