高处不胜寒下一句
在苏东坡的传世之作《水调歌头》中,有句词写到“我欲乘风归去,又恐琼楼玉宇,高处不胜寒”,此词背后隐藏了一个自然科学的现象——海拔与气温之间的关系。
生活中我们常有这样的体验,许多避暑胜地都隐藏在高山的怀抱中,高山之巅常年被积雪覆盖,这便是对“高处不胜寒”的生动诠释。这里的“寒”,指的是空气、大气的温度。
有一个普遍认知的现象是,每升高一定的海拔,气温就会有所下降。具体来说,当海拔每上升1000米时,气温大约会降低6摄氏度。乘坐飞机时,我们甚至能体验到机舱外零下50摄氏度的低温。
那么,为何热空气上升时,高处仍然感觉寒冷呢?
这是因为热空气在上升的过程中会膨胀并冷却。当太阳光照地球表面时,其短波长的光线能够穿透大气层并被地面吸收,进而加热地面。地面因此成为新的热源,而离地面越远的高处则因为热量的散失而显得更为寒冷。
除了上述原因,物理学上还有一条重要原理:热空气向上运动,冷空气向下运动。这源于热胀冷缩的原理。在地球的大气环境中,这一规律也会因引力的作用而有所不同。
地球的引力使高空的空气变得愈发稀薄,高空中的气压较小。从下方升上来的高密度空气在高压下会膨胀。对于这种膨胀的空气而言,若没有其他热源进行加热,它便会因膨胀而降温。
在文章起始提到的“高度与温度关系”适用于的高度大约在3000米以下。那么,当超过这个高度时,情况又会如何呢?
在高达万米以上的高空区域,由于没有地面的直接加热,温度变化则主要由太阳光直接加热高空的空气来决定。而在更高的平流层中,稳定的空气流动和特殊的大气成分使得这里的温度呈现出不同的变化规律。
在平流层中,由于热气密度较小而上升、冷气密度较大而下降的规律依然存在。尽管如此,由于大气环境的特殊性,这里的空气流动相对稳定。这也为飞机的飞行提供了理想的条件。
再往高处走,进入中间层及更高区域的大气环境则更加特殊。这些区域的大气成分和太阳辐射的相互作用使得这些区域的温度变化更为复杂。尽管这些区域的温度变化不同于我们熟悉的地表环境,但它们共同构成了我们宇宙中不可或缺的一部分。