太阳系中,水星是距离太阳最近的行星,温度能达到400摄氏度,而距离太阳最远的海王星只有零下200摄氏度,可见离太阳越近的地方,温度也就越高。但是在地球上,高原的海拔远远要高于平原地区,但喜马拉雅山却常年积雪,气温在零度以下,而平原地区的温度却能保持在20摄氏度左右。离太阳越近反而更冷了,这是什么原因呢?
原来,太阳传递热量的形式并不是阳光,而是电磁辐射,太阳光抵达地球后会和大气发生作用,这时就产生了温度。阳光分为不同的波长,大气中不同的气体对阳光也有不同的作用,这其中包括反射、折射、吸收等等。
在对流层的大气中,氧气、氢气和二氧化碳都不能直接吸收波长较短的太阳辐射,而会产生反射和折射。因为海拔越高的地方,空气就越稀薄,最终地面会吸收绝大部分太阳的能量。地面在吸收能量后温度会升高,会对大气产生“地面辐射”,发射出红外线等能量,使大气的温度升高,这时候主要影响大气温度的不是太阳,而是地面。但是因为空气稀薄,大气透明度好,所以对地面的保温作用很弱,地面从太阳处获得的热量无法长时间保存,也就不能持续的给大气加热,所以高原的温度比平原更低。
不过在平流层中,海拔的温度越高,温度也就越高。这是因为平流层上方有臭氧层,可以吸收长波的阳光和紫外线,从而提高了大气的温度。地球上的温度和大气层、臭氧层息息相关,如果没有大气层隔绝各种宇宙射线和紫外线,地球就会和水星一样,是一颗环境极端恶劣、温差极高的星球,就无法孕育生命了。