飞机在万米高空飞行时，和地面正常温度为什么会差那么多？

一般客机的飞行高度都在6000到12000米左右，处于对流层和平流层底部的范围内，那里的温度非常低，可以按照每上升一公里，温度下降6到7摄氏度计算。因此一万米高空的温度大约是零下40到50摄氏度左右。

那为什么对流层的温度会随着高度增加而下降呢？

这主要是因为对流层的热量大多来自地面（太阳辐射增热在这一层并不是主要来源），因为热量来自地面，自然是海拔越高受热越少，继而温度下降。

一般来说对流层的平均高度是12公里，即便飞机超过了对流层，也只会在平流层下层飞行，而那个范围恰好属于平流层内的同温层。我们知道对流层的温度是随着高度的上升而不断下降的，大约是每一百米下降0.65摄氏度；而同温层，顾名思义，这段高度区间内温度基本相同，和对流层顶的温度基本一致，都很低。

当然了，虽然飞机外面很冷，但内部的温度是有空调系统调节的，内外温差还是很大的。

所以题目最后问万米高空的温度为什么是零下20度，只能说这个数值大了，实际温度还要低很多。

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炎热的夏天，我们乘坐飞机飞行在万米高空，机舱里温度宜人，可能你没有想到，此时阳光普照的机舱外，竟然是零下50度左右的严寒，可谓是冰火两重天。

我们已经飞到了一万米的高空，按理说距离太阳更近了，为什么反而会更冷了呢？

地球表面的热量主要来自哪里？

地球表面的温度，主要是来自对太阳温度辐射的积攒和再辐射。

地球，有着厚重的大气层，大气层越靠近地球，空气密度也越大，空气中的固体颗粒物和水汽也就越多， 这些尘埃和水汽，都会将太阳辐射的热量积攒下来。

而地球，更是一个巨大的吸热体，太阳辐射到地球的热量，绝大部分都在大气层的保护下积攒下来，积攒下来的热量，又再次通过辐射、传导和大气层的对流将这些热量散发出去。正因为如此，地球的常年平均温度才会保持在宜居的16度。

科学家经过测算，整个大气层的质量是5600万亿吨，由于地球引力的作用，大约有90%的大气，都集中在距离海平面16公里的范围内，而且越高，大气层就越稀薄。

大气层，可以粗略地分为三层，贴近地面的是对流层，这个高度大约是8、9千米，再往外是平流层，最外面就是高层大气。

因为靠近地面，是对流层最主要的直接热源，因此距离地面越高，大气所得到的热量就越少，温度也就越低，温度随着高度的增加而递减。基本上平均每上升1000米，温度就会下降6--7度。

我们乘坐的飞机，大多时候都是飞行在1万米左右的高空，这里是对流层和平流层的交会处，也叫做同温层，也就是和对流层的顶端的温度基本保持一致，我们按照每升高1000米，温度下降6.5度计算，如果地面温度是零度，这里就是零下65度。但是，地球表面的平均温度是在16度左右，因此，飞机在万米高空飞行，机舱外的温度就是在零下50度左右。

但是，飞机里有空调，可以把机舱内的温度控制在20--25度，因此，机舱里温暖如春，岂不知机舱内外是温差居然大到7、80度哩！

要弄明白这个问题，先清楚地球的大气结构分层很重要。

飞机飞行的高度，通常也就是在对流层的顶部，平流层的底部，也就是下图大致高度10㎞的地方，这里其实还有一个名字，叫做同温层。

图：同温层位于对流层和平流层的交接处，图中没体现。

同温层的意思就是温度较为恒定，它的上面大量的臭氧受太阳短波辐射的影响，温度逐渐升高。而它的下面，也就是对流层，自下而上，温度却是在逐渐降低的，平均每1000米，温度下降6℃。

以至于到了对流层的顶部，也就是同温层，飞机飞行的那里，温度下降到了零下40℃左右。

为什么会这样呢？按理说越往上距离太阳越近，温度越高？

其实还真不是这回事，太阳对地球的大气各层温度，影响甚小，和近不近没关系，就像我们北半球的夏天日地距离比冬天还远一样。

真正决定大气温度，是大气成分对太阳各波段的辐射吸收情况，以及大气密度和高度等综合因素，以至于地球大气结构的整个温度变化可谓是一波三折。

而位于对流层和平流层交接处的同温层，温度保持在零下40℃，主要原因就是其上面覆盖着大量的臭氧，吸收了太阳大部分的短波辐射，其中最多的也就是紫外线。

而同温层的下部，是整个的对流层，这里的热源主要来自地面的长波辐射，其中蓝光居多，这也是我们看到的天是蓝色的重要原因。

为什么是长波辐射？因为这里的水蒸气以及其他的气溶胶只能吸收长波，而穿过对流层的短波它们并不吸收，以至于短波一路辐射到了地面，最后又以一部分长波+短波的地面辐射形式反射出去。

而长波自下而上地被对流层的水蒸气等物质大量吸收，使得对流层越往上的大气能吸收的长波辐射越少，所以温度才越来越低。

这就是对流层顶部，平流层底部的同温层，万米高空飞机飞行的那层温度低的原因。

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