看到前面一系列的回文
大部分都是搬出pv=nrt这个公式
不过这种微观的观点其实不太能让我们理解为什么巨观的大气温度剖面是长这个样子
另外也有从气压变低 气块绝热冷却的角度出发
愈高空气压愈低所以空气膨胀冷却
但平流层的温度随高度增加又是怎么回事？
要探讨这个问题 首先要知道温室效应的概念
地球的大气层几乎不吸收太阳的短波辐射
所以地球表面代替大气吸收了大部分的短波
然后以长波辐射的方式再放出去
这个时候大气层中的温室气体就发挥功用了
他们会吸收这些地表放出的长波辐射 然后自己再放出长波辐射
往下的部分回到地表使地表变暖 这就是温室效应
由此可见 加热大气的其实不是太阳 而是被太阳加热的地表
这样就可以解释为什么 山顶明明离太阳比较近 却比地面冷
这样大概对八成
但真实的大气更复杂
上面的过程都没有考虑到大气会流动
会有对流 (所谓的热空气上升 冷空气下降)
根据模拟，如果不考虑这些空气的运动
只靠辐射过程来达到平衡
最后的大气(对流层)还是会呈现下热上冷的分布
只是这样的温度递减率会远大于那个我门国小就学到的数字：6.5度/km
而且地表温度会比真实还高
这样的大气会很不稳定 只要有一点外力就会发生对流
所以在真实地球，大气会透过对流将地表的能量往上带进大气
经过辐射跟对流的多方角力
使地球大气最终的温度递减率来到6.5左右 一个还蛮稳定的状态
回到最一开始的问题 为什么山上的空气比较冷却不会一直掉下来
你刚刚不是才说 热空气上升 冷空气下降吗？
这时候绝热冷却就派上用场了
虽然根据”6.5定律” 山上的空气的确比较冷
但如果你把山上的空气硬是拖到地表
由于地表附近气压较高 空气被绝热压缩会变热
他的温度会变的比周遭空气还高
你一放手 热空气上升 他又会飘回原本待的高度
所以虽然山上的空气比地面冷
他实际的温度是比地面暖的 很奇怪吧
所以
你看到的大气是一个已经被调整到接近平衡的状态
一个该上去的已经上去 该下来的已经下来的结果
因此不会有上面冷空气一直掉下来的画面发生
当然 对流还是有机会发生
只是一旦发生
大气会很快的调整回原本稳定的样子
而这个过程就是我们每天感受到的天气的一部分喔