中華學(xué)生百科全書—天氣與氣候

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1、大氣溫度三種溫標(biāo)一般說，溫度表示物體冷熱的程度，這只是從現(xiàn)象上說。從科學(xué)意義上講，溫度實(shí)際上是表示物體分子運(yùn)動(dòng)的速度，它反映物體內(nèi)能的大小。當(dāng)物體獲得熱量時(shí)內(nèi)能增加，溫度就升高；當(dāng)物體失去熱量時(shí)，內(nèi)能減少，溫度就降低。所以，物體溫度的升降取決于外來熱量的多少。物體的溫度條件，還取決于該物體的比熱大小。以同樣多的熱量給予比熱大的物體，它的溫度升高得少；而給予比熱小的物體，它的溫度升高就大。用來測(cè)量溫度的單位是度。經(jīng)常使用的有三種溫標(biāo)，一是攝氏溫標(biāo)。它把在標(biāo)準(zhǔn)壓力下純水溶解和純水沸騰的溫度作為基點(diǎn)，把兩個(gè)基點(diǎn)

2、之間的距離分成100等分。純水溶解的溫度定為0℃，而純水沸騰的溫度定為100℃，它們之間每一等分稱1℃。水的溶解點(diǎn)相當(dāng)于32°F，而沸騰點(diǎn)相當(dāng)于212°F。所以華氏溫標(biāo)基點(diǎn)間的距離分成為180等分。愷氏溫標(biāo)又稱為絕對(duì)溫標(biāo)。在這個(gè)溫標(biāo)上，把干空氣體積變成零的溫度取為0°K，它相當(dāng)于-273℃，水的融解點(diǎn)相當(dāng)于273°K，而沸騰相當(dāng)于373°K。在氣象學(xué)和人們的生活中，常用攝氏溫標(biāo)。但是在說英語的國(guó)家，如英國(guó)、美國(guó)、加拿大、澳大利亞和印度等國(guó)，多采用華氏溫標(biāo)。而在科學(xué)研究中，最好使用愷氏溫標(biāo)。三種溫標(biāo)之間的關(guān)

3、系是：如果要從一種溫標(biāo)換算成另一種溫標(biāo)。則可按下面的公式進(jìn)行。其中，t、x、T分別表示攝氏溫標(biāo)、華氏溫標(biāo)和愷氏溫標(biāo)的數(shù)值。氣溫、地溫和水溫的關(guān)系人們通常用大氣溫度來表示大氣的冷熱程度，稱為大氣溫度或氣溫。這是為了區(qū)別于土壤溫度（土溫）和水體溫度（水溫）來說的。如果不是為了這種區(qū)別，我們說溫度，就是指氣溫，也不會(huì)造成人們誤解。因?yàn)榇髿獾臒崃恐饕獊碜缘孛?，地面的性質(zhì)和狀況又有很大差別，海洋和陸地，高山和平原，沙漠和森林，潮濕地區(qū)和干燥地區(qū)等等，不同的地面情況對(duì)大氣溫度的影響也不相同。海洋和陸地的差別最有代表

4、意義。例如，在某一緯度上到達(dá)地面的太陽輻射能量相同，可是結(jié)果并不一樣。陸地上劇烈升溫，海洋上升溫卻十分和緩，為什么呢？仔細(xì)分析，至少有以下原因：第一，陸地的反射率大于海洋水面。導(dǎo)致陸地實(shí)際吸收的太陽輻射比海洋少10％～20％，由于這個(gè)原因，陸地升溫應(yīng)比海洋大，而冷卻則比海洋快。第二，陸地對(duì)各種波長(zhǎng)的太陽輻射都不透明，吸收的太陽輻射都用在加熱很薄的陸地表面。水面雖然對(duì)紅色光和紅外線不透明，但對(duì)可見光其余部分和達(dá)到水面的紫外線都是透明的，這一部分輻射能量可以達(dá)到海洋的深層。第三，巖石和土壤都是不良導(dǎo)體，傳導(dǎo)到

5、土壤下層的熱量很少。水卻相反，有很高的傳導(dǎo)本領(lǐng)，得到的太陽輻射能很快地向下層傳導(dǎo)。第四，巖石和土壤不能上下左右流動(dòng)，海洋上卻有波浪、洋流和對(duì)流進(jìn)行熱量的水平輸送和垂直交換。第五，巖石和土壤的比熱，小于水體的比熱。巖石的比熱約為0.8368焦／克·度；水比熱是4.184焦／克·度。如果將4.184焦熱量給1克水，溫度可升高1℃；如果將4.184焦熱量給1克巖石，溫度可升高5℃。第二到第五個(gè)原因，使陸地得到的太陽輻射只集中于表層，導(dǎo)致地面迅速而劇烈地升溫，從而加強(qiáng)了地面和大氣的感熱交換。而水面則將太陽輻射的一

6、部分向下層傳播，使水溫不斷升高，傳給大氣的感熱自然減少。第六，海面有充足的水源供應(yīng)，蒸發(fā)強(qiáng)烈，消耗了水面很多熱量，使水溫升不高，減少了空氣的感熱交換，但是熱量多以潛熱形式被帶到大氣中。感熱是可以感覺到的熱量，能立即使氣溫升高；潛熱暫時(shí)不能升溫，只有當(dāng)水汽凝結(jié)時(shí)，才能釋放潛熱，加熱大氣。由此可見，即使在同樣太陽輻射條件下，地溫和水溫之間仍有很大差別。它們的大氣熱量交換方式（是感熱還是游熱）和數(shù)量都不相同，從而產(chǎn)生天氣和氣候的差異。地球上天氣和氣候的差異，并不僅僅發(fā)生在海洋和陸地之間，即使都在陸地上，沙漠和森

7、林，荒地和農(nóng)田，干燥地區(qū)和潮濕地區(qū)，山脈的向風(fēng)坡和背風(fēng)坡，陽坡和陰坡等等，天氣和氣候也不相同。但是，在一定程度上都與地面干燥或潮濕情況有關(guān)。相對(duì)干燥的地面更接近一般陸地表面情況，相對(duì)潮濕的地面更接近水面的情況，只是差別沒有陸地和海洋對(duì)比那樣突出罷了。從赤道到極地由于太陽輻射是隨緯度增加而減少的，所以，就整個(gè)地球來說，氣溫是從赤道向兩極遞減的。不過這個(gè)規(guī)律往往受到其他因素干擾，在同一緯度上，溫度并不一定相等。特別是在高緯度地區(qū)，海陸間的溫度相差很大。為了說明單純的緯度對(duì)溫度的影響，人們就以緯度平均氣溫來比較

8、，辦法是從各月與年等溫線圖上，求取每隔10°緯度圈上等距36點(diǎn)的溫度，然后加以平均，就可以得到各緯度的緯度平均氣溫。通常是計(jì)算0°、10°、20°、30°直到80°的緯度平均氣溫。這樣做的好處就是把緯度以外的影響互相抵消掉了，只剩下緯度的影響。從緯度平均氣溫看，氣溫隨緯度增加而降低的規(guī)律就十分明顯。例如，全年緯度平均氣溫（見下表），無論在南北半球，都是從赤道向兩極逐漸降低的。赤道是26.2℃，到緯度55°附近變成負(fù)值，到極地都