[討論] 為何90~100km和 >100km的大氣增溫率不同?

看板TY_Research作者 (飄)時間10年前 (2015/04/22 19:29), 10年前編輯推噓8(807)
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其實應該算是問題,只是沒有這個分類... 我目前是在高中代課的地科老師, 由於是地質專長,大氣相關的背景知識較薄弱。 最近有學生拿著課本中的大氣分層圖片 (溫度變化與 http://ppt.cc/iaO7 繪製的相同) 詢問 「為什麼增溫層中 90~100km 的溫度增加率和 100km 以上的溫度增加率不一樣?」 我在google時沒有找到類似的資料,因此到本板詢問。 不知是否有板友能為我解惑? 或是有相關的資料可以提供給我閱讀呢? 非常感謝。 補充: 我自己在找相關資料時,有一個猜測,但不確定對不對。 http://www.lib.ncu.edu.tw/~hong/atmhmpg/intro/compo02.htm 此篇文中提到: 「在一百公里以上的高度,大氣的組成成分所佔的容積比例在不同的高度就不相同。  因此我們稱之為異質層Heterosphere)。」 http://www.lib.ncu.edu.tw/~hong/atmslds/intro/compo04.gif
從圖中可以看到 100km 以上 N2 和 O2 佔的比例開始逐漸減少, 100km以上和以下的溫度線斜率不同是否和此有關呢? 可是上面的想法會有一點矛盾的地方: 會吸收短波輻射導致增溫層溫度上升的氣體應該是 N2 和 O2 吧? 若是,當 N2 和 O2 比例逐漸降低時,增溫率不是應該變小嗎? 但圖中 100km 以上的增溫率卻比 100km 以下低, 所以我自己感覺好像不是這個因素造成的, 或著有什麼我沒考慮到的是嗎? -- ※ 發信站: 批踢踢實業坊(ptt.cc), 來自: 163.32.66.190 ※ 文章網址: https://www.ptt.cc/bbs/TY_Research/M.1429702145.A.333.html

04/22 19:47, , 1F
我還是不能理解 為何我們所在對流層
04/22 19:47, 1F

04/22 19:49, , 2F
離地表越遠 溫度就會越低 是反射量少嗎?
04/22 19:49, 2F

04/22 20:33, , 3F
因為對流層的熱量主要來自溫室氣體吸收地表紅外線
04/22 20:33, 3F

04/22 21:45, , 4F
現在的高中課本是用簡體字?
04/22 21:45, 4F
現在課本不是簡字,我只是說課本圖所畫的溫度變化與這張圖一樣。

04/22 22:42, , 5F
先給個觀念 中氣層之上的氣溫概念 要從近地表的平均
04/22 22:42, 5F

04/22 22:44, , 6F
動能 轉換到個別氣體分子的運動
04/22 22:44, 6F
謝謝。 但還是不懂為什麼 100km 以上與以下個別分子運動的動能增加率會不一樣呢?

04/23 04:25, , 7F
所以就是高原地形溫度低 主因就是空氣稀薄?
04/23 04:25, 7F

04/23 09:37, , 8F
對流層內會進行對流調整 #1GYDWorN (TY_Research)
04/23 09:37, 8F
這個問題已有答案。 為了避免混亂,我把問題與答案的推文排一起,並把我亂猜的刪掉了。 ※ 編輯: ckchi (163.32.66.190), 04/23/2015 08:04:31 ※ 編輯: ckchi (163.32.66.190), 04/23/2015 08:43:56

04/23 10:05, , 9F
我必須說 原PO問的問題並不容易 即便是大四氣候學
04/23 10:05, 9F

04/23 10:05, , 10F
或大氣輻射學的課程也不會講這麼細的溫度變化
04/23 10:05, 10F

04/23 10:06, , 11F
但是在哪邊吸收短波的不是O2 N2 而是氧原子
04/23 10:06, 11F
謝謝,如果吸收短波輻射的是 O, 那也許可以從 O 的含量變化思考,我會再找找看相關資料。 另外,因為這個問題我對各層的溫度重新思考, 結果我對平流層的增溫也產生了一點疑惑。 在平流層中, O2 會被紫外線分解成兩個 O,O 再和 O2 結合成 O3; O3 吸收紫外線後再變成 O2 和 0。 不斷重複上面的過程將紫外線的能量使周圍空氣增溫。 其中 O3 濃度最高的臭氧層(約20~30km)與溫度最高的平流層頂(約50km)並不相同, 主要原因是紫外線來自太陽,在平流層頂的紫外線強度較高, 到了臭氧層剩下的紫外線強度較低。 這部分我的問題是: 既然紫外線來自太陽,越高層的 O2 越容易被分解成 O, 就會有越多的 O 可以和 O2 結合成 O3, 同時越高的地方也有更多的紫外線可以被 O3 吸收, 那麼為什麼平流層頂是在 50km 的高度,而不是在更高地方呢? ※ 編輯: ckchi (163.32.66.190), 04/23/2015 11:12:00

04/23 16:24, , 12F
上網搜尋平均自由徑
04/23 16:24, 12F

04/23 16:27, , 13F
你就可以知道氧原子跟氧分子的碰撞機率
04/23 16:27, 13F

04/23 16:29, , 14F
去得到反應速率,得到不同高度的能量吸收
04/23 16:29, 14F

04/23 16:38, , 15F
主要還是粒子密度決定的碰撞機率跟UV吸收量
04/23 16:38, 15F
文章代碼(AID): #1LDuO1Cp (TY_Research)