为什么高处不胜寒？

海拔越高气温越低，背后的原因到底是什么？

“明月几时有，把酒问青天。不知天上宫阙，今夕是何年。我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。”

苏东坡这首脍炙人口的《水调歌头·明月几时有》，面对良辰美景发出了“高处不胜寒”的感慨。

登高望远总是难免感到寂寥寒冷，登高与寒冷之间常被联系在一起。越是高处气温越低，这也是我们熟悉的常识。

山友们在山间行进中，常常会注意到山下温暖，植被茂盛，而向上走的过程中，植被渐渐稀疏，气温也变冷。这些变化也让人感到“高处不胜寒”。

这些现象背后，原因都是相似的。

为什么高处不胜寒

高处不胜寒，也就是山上气温相对于山下偏冷。其原因主要是取决于两大因素：

1）高处大气稀薄，导致保温作用差。

2）高处大地距离热源远。

所谓寒冷，也就是气温低。首先，地球表面覆盖着大气，大气可以保存热量，像衣服一样发挥保温作用。但大气厚薄不一：离地面越近就越厚，也越暖和；离地面越远就越薄，因此越冷。

其次，大气的热源主要来自于大地辐射（而不是阳光）。高层大气离地面比底层大气远，所以温度更低。两大原因结合起来，就可以解释高处不胜寒。

原因一：高处大气稀薄，保温作用差——大气是储存热量的主要介质。但是大气厚薄不一：低处大气厚，厚的大气储存热量的介质多，保温作用也强，就像穿厚衣服；高处大气薄，薄的大气储存热量的介质少，保温作用差，就像衣服穿得很薄，所以大气稀薄的高海拔温度低。

我们可以把山想象成人来进行理解：高山君海拔高，所处的大气也很稀薄，保温作用差，就如同身穿一件背心；矮山君海拔低，所处的大气浓厚，保温作用强，浓厚的大气则像大衣，显然大衣能留住的热量比背心多。

原因二：高处离热源远，热量少——大气的主要热源是地面的辐射（并非阳光）。太阳辐射抵达地面后，地面会吸收热量升温。地面就像一个火炉，会不断散发热量，离火炉近的人，获得的热量就多。离火炉远的人，获得的热量就少。

我们再一次利用高山君和矮山君来举例。离热源远近，就好像高山君和矮山君去泡温泉，个子高的站在温泉里，身上泡不到，会感觉冷。个子矮的站在温泉里，全身都能泡到，自然更热。

所以，高处不胜寒是两大原因共同作用的结果：一是大气厚可以保存热量，高处大气稀薄；二是大地可以辐射热量，高处离大地远。

正是在高处空气稀薄、与距离热源远两个因素共同作用下，高处不胜寒才成为可能。你也许会问：

为何高处大气稀薄

地球上的大气受到引力影响，吸附在地球表面。引力会使上面的大气压在下面的大气之上，因此离地面越近的大气也被压得越紧。同理，离地面越远的大气也就越松散，分子间空隙大，密度小，所以称为稀薄。

大气看不见摸不着，因此你可以把大气想象成米缸中的大米：高处的大气就是表面的米，很松散；低处的大气就是缸底的米，被压得很紧密。

高处不胜寒的第二个原因是，距离地面热源远，也许你还会有一个疑问，大气的热源为什么是大地，而不是太阳呢？

为何地面是热源

太阳辐射是短波辐射，大气无法吸收。大地是长波辐射，大气可以吸收长波辐射。所以太阳光直接穿过大气，烤热了大地，大地则加热了大气。这一过程有两大要点：

1）太阳是短波辐射，大气不能吸收短波辐射，所以太阳光会穿透大气。

2）大地是长波辐射，大气会吸收长波辐射，所以大地是热源。

要点1：太阳穿透大气——作为短波辐射的太阳光穿透性很强，大气自身是比较难吸收的，很大部分太阳光会如利箭一般，直接穿过大气，照射到地面。

他们的关系大概是这样的：太阳男送出一朵花，被大气姐断然拒绝，但大地君却感到温暖。

要点2：地面加热大气——地面在太阳照射下升温，自身发出的是长波辐射，这些长波辐射易为大气吸收，大气因此也携带了热量，大气的温度，即气温，也就因此上升。

也就是说，大地君接下太阳男的花，但是送给了大气姐。

所以，整个过程就像是太阳，大地和大气之间的三角关系：太阳男是个暖男，四处释放温暖，被冰冷的大气姐拒绝，却感动了老实的大地君。可惜大地君一切的爱，都只能给大气姐。

写在最后

高处不胜寒是一种常见的自然现象，正如打油诗云：

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文：李易瞳 图：小强 编辑：宇昕/腰子

（全文完）