2.3 大氣的增溫和冷卻

第三節 大氣的增溫和冷卻

一、海陸的增溫和冷卻的差異

大氣的熱能主要來自地面，而地面情況有很大的差別。不同的地面情況對大氣的增溫和冷卻有不同的影響。海洋和陸地、高山和深谷、高原和平原、林地和草地、濕區和干區等對大氣的增溫和冷卻有不同的影響，其中海洋和陸地的差異最大。

首先，在同樣的太陽輻射強度下，海洋所吸收的太陽能多于陸地所吸收的太陽能，這是因為陸面對太陽光的反射率大于水面。就平均狀況而論，陸面和水面的反射率之差約為10％—20％。換句話說，同樣條件下的水面吸收的太陽能比陸面吸收的太陽能多10％—20％。

其次，陸地所吸收的太陽能分布在很薄的地表面上，而海水所吸收的太陽能分布在較厚的水層中。這是因為陸地表面的巖石和土壤對于各種波長的太陽輻射都是不透明的，而水除了對紅色光和紅外線不透明外，對于紫外線和波長較短的可見光是相當透明的。同時，陸地所獲的太陽能主要依靠傳導向地下傳播，而水還有其它更有效的方式，如波浪、洋流和對流作用。這些作用使得水的熱能發生垂直和水平的交換。因此，陸面所得太陽輻射集中于表面一薄層，以致地表急劇增溫，這也就加強了陸面和大氣之間的顯熱交換；反之，水面所得太陽輻射分布在較厚的一個層次，以致水溫不易增高，也就相對地減弱了水面和大氣之間的顯熱交換。據測陸面所得的太陽輻射傳給大氣的約占半數，而水體所得的太陽輻射傳給空氣的不過0.5％。

此外，海面有充分水源供應，以致蒸發量較大，失熱較多，這也使得水溫不容易升高。而且，空氣因水分蒸發而有較多的水汽，以致空氣本身有較大的吸收熱量的能力，也就使得氣溫不易降低。陸地上的情況則正好相反。

最后，巖石和土壤的比熱小于水的比熱。一般常見的巖石比熱大約是0.8374J/g·K，而水的比熱是4.1868J/g·K。因此對等量熱能的接受，如果使1g水的溫度變化1℃，則使1g巖石的溫度變化大約是5℃。常見巖石（例如花崗巖）的密度約2.5g/cm3。因此，如果等量熱能使一定體積水的溫度發生1℃的變化，那末該熱能可使同體積巖石發生2℃的變化。

由于上述差異，海陸熱力過程的特點是互不相同的。大陸受熱快，冷卻也快，溫度升降變化大。而海洋上則溫度變化緩慢。如大洋中，年最高及最低氣溫的出現要比大陸延遲一兩個月。

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