为什么在山上比在海平面上更冷?

Question

我听过很多原因。我只想知道哪个是对的。

Answer 1

传统的答案基本上可以归结为绝热冷却的物理概念，其描述是:

• 当你在大气中上升时，压力就会变小(基本上是因为空气的重量变小了)
• 空气在压力较低时所占体积较大
• 由于没有其他东西来提供膨胀所需的能量，空气就利用了温度下的能量(即空气分子运动的量)。结果是，高空的空气每公里冷却约10摄氏度(对于干燥空气…湿气释放热量，使冷却降低到每公里约6摄氏度)

但总的来说，空气越高越冷在大气中。

这当然是解释为什么空气温度随着你在对流层(我们在生活中通常遇到的唯一一层大气)上升而下降的动力学。其他的东西在其他层面也会发挥作用……比如臭氧在平流层中收集并重新释放来自太阳的能量，实际上会导致那里的高度变暖)。

然而，这种典型的解释似乎是不够的。因为如果你注意“因为大气中更高的空气更冷”这句话的措辞，它实际上并没有回答这个问题。

因为你考虑的所有位置都是地表位置，无论是在海平面还是在山上。

表层基本上吸收了对流层的所有阳光(对流层吸收的太阳辐射可以忽略不计)。毕竟，山区和低海拔地区接收到的太阳能是一样多的(事实上，严格来说多一点，就是我提到的对流层吸收到海平面位置的那一点点)。

我想说什么?

如果地面得到同样的能量。如果它们的材料相同颜色相同，那么它们的温度就会相同。然后空气的热量从地面上升。

那么，再一次，为什么山更冷?!?

因为他们曝光．
空气主要是水平流动而不是垂直流动(基本上认为这是重力和由此产生的空气密度分布的影响)。正是水平风改变了一切。因为在山上的大多数地点通常非常接近(至少在区域上)，风会吹在比低海拔地面更高的空气中，因此更冷。山上的空气受到有限的保护(因为风更高)，与附近位于海平面以上的绝热冷空气强烈混合。

为了让大家更信服这一点是至关重要的，我邀请大家看看这些比较美国两个城市的气候图。

这些城镇是什么?
红色:犹他州温多弗(海拔4291′，北纬40.73°)
蓝色:宾夕法尼亚州拉特罗布(海拔997′，40.32°N)高度差超过一公里。所以你预计拉特罗布的温度会高18华氏度。
但事实并非如此。相反，它更凉爽(尤其是在夏天的下午，平均相差10度左右)。
为什么?因为很多山间西部实际上是一个相当宽阔平坦的盆地高原。所以在这个地区的中部，从地势较低的地方进来的冷空气没有那么多。

请放心，很难找到这样的例子。你需要一个非常宽的平坦的抬高区域，这是相当罕见的。再加上比较强调的恰当位置。

还有其他一些共同的因素确实会增强山区的寒冷偏好，包括海拔高度的水分含量较低，凸起地形的土地颜色通常较浅，以及由于空气在地形上上升而增加的云层覆盖。

但山上更冷的根本原因是绝热冷却和曝光在较冷的空气中上升的位置。