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决定气温的要素
为了调节温度,夏天有空调,冬天有暖气。
空调吹出的冷气来自于电能。
而煤油炉做成的暖气是靠燃烧煤油来生热的。
春季与秋季既不需要空调,也不需要暖气。
大自然的温度恰好适宜。
那么,大自然是如何保持这种既不热又不冷的气温呢?
无论是冷空气还是暖空气,都与光有关。
直接来源于太阳的光线(可视性光线)可使空气变暖,物体反射的红外线则会使空气变冷。
众所周知,把手罩在灯泡上会感觉到热。
那是因为灯泡反射的光温暖了手掌。
产生的热量取决于灯泡的度数。
42瓦的灯泡在1秒钟内产生的热量可以将1克水加热至10℃。
垂直照射在1平方米面积上的太阳光线,产生的热量与1370瓦灯泡产生的热量相同。
这些光线源源不断地照射在地球的截面(通过地球中心的平面所截的面积=半个地球的面积),加热着地球。
但地球的温度并非每年升高的。
地球表面的温度平均保持在15℃左右。
这是因为,地球在受热的同时,也把等量的热量释放到宇宙中去。
地球四周为真空。
地球虽然看起来像被隔离在魔球中,但实际上它在不停地向宇宙空间发射着红外线。
那些红外线所带走的热量,使地球的温度不能持续升高。
这种现象被称为“放射冷却”
。
大自然通过放射冷却降低空气的温度。
总之,地球通过太阳光线升温、通过放射冷却降温,空调与暖气同时启动,且保持平衡,所以地球的气温既不会一味上升,也不会一味降低。
放射冷却的强度与温度有关。
地球温度越高,红外线脱离得越多。
两者保持平衡时的温度为零下18℃(这一温度被称为“放射平衡温度”
)。
地面附近的平均气温为1.5℃,比放射平衡温度高33℃。
这是因为,大气中含有的水蒸气与二氧化碳可以吸收红外线,使之停留在大气中。
这些气体的这种作用被称为“温室效应”
。
可以产生温室效应的气体被称为温室效应气体。
对地球而言,空气就像包在温室效应气体外的一席被褥,被褥外是零下18℃,被褥内为零上15℃。
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