地球大氣層最外層的散逸層空氣最為稀薄,為什麼溫度卻高達數千度?航小北的日常科普2019-01-12 19:20:26

這個問題沒有問錯,在大氣中的散逸層,有些時候大氣中的分子確實溫度可以高達2500攝氏度,這是為什麼呢?

如下圖所示,就是大氣層各層的溫度。可以看到,當比較靠近地面的時候,大氣溫度大概是十幾度,然後在飛機飛行的那個高度溫度相對來說就比較低,已經到了零下一百度到零下五十度的樣子,最後在大氣層邊緣的位置,溫度陡然升高,甚至於這張圖裡面已經畫不下了。

地球大氣層最外層的散逸層空氣最為稀薄,為什麼溫度卻高達數千度?

解答這個問題之前,我們先要分清楚兩個概念:溫度和熱量。

溫度是衡量某一部分分子運動激烈程度的量【如下圖所示,分子處於不同的運動之中】,理論上一個分子也是可以有溫度的,而且溫度不可以疊加,一杯50℃的水和另一杯50℃的水混合在一起溫度不會變成100℃;而熱量是衡量一堆分子運動能量的總和,所以熱量是可以疊加的,物質越多、熱量越高,兩杯50℃的熱水混在一起熱量就會比一杯翻一倍。

地球大氣層最外層的散逸層空氣最為稀薄,為什麼溫度卻高達數千度?

然後我們再回到大氣溫度的問題上來。地球最邊緣的那部分大氣非常稀薄,甚至於可以視作是真空,但是在那個高度太陽光還異常強烈,所以就造成了兩個結果:太陽光可以極大地激發這個位置空氣分子的運動激烈程度,同時因為這部分空氣十分稀薄,所以熱量無法在短時間內傳播出去。

換句話說,不多的熱量讓少量的分子短時間內獲得了巨大的動能,溫度變得非常高,這就是為什麼這部分空氣可以在某一小段時間內高達2000多攝氏度。

但是,因為這些空氣太稀薄了,所以沒有儲存多少熱量,即便這個時候你與這部分空氣發生接觸,你也不會覺得燙——這就跟針尖大的開水碰到你手上和一整杯開水碰到你手上你的感受不一樣類似,雖然這部分空氣溫度高,但是熱量低。

這樣你明白了嗎?