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每次谈到沙漠,大家的印象是气候干燥、降雨少、昼夜温差大。白天的沙漠还是酷热难耐,一到晚上就极速降温。沙漠白天与黑夜温度相差大也成了许多冒险家和科考专家的“绊脚石”。沙漠白天热夜里冷的现象身后蕴含着怎样的秘密呢?
01
比热容
沙漠大白天热夜里冷的现象和沙漠中的沙石是存在关联的。当物质接触热量时,它们的温度就会升高,但不同类型的物质对热量的反应是不同的。
我们都知道,沙漠里水少沙多,而且沙子和岩石比水热得快。其中涉及到的是比热容,也就是使一种物质的温度升高1摄氏度必须施加的热量。水的比热容是4.2J/(kg·℃),而沙子和其它岩石的比热容是0.92J/(kg·℃)。所以,你可以想象一下,与周围的任何水域相比,沙漠升温的速度有多快。
由于沙石定压比热容比空气定压比热容小,当白天地球大气层消化吸收太阳光的热辐射时,等品质的沙石比地面周边空气温度高,热对流由沙石传至空气。
另外因为沙石的定压比热容都较小,沙石吸热反应提温快速,进而使地面周边的空气也快速提温(空气对流,使沙漠地域空气快速提温);等到夜里,地球大气层向空气开展热辐射,空气对流,沙石和地面周边的冷空气开展热交换,又由沙石向空气成减温传送。
这类现象在中国新疆省的一部分地域很显著。由于本地地面的自然景观主要是戈壁,热导率小,因此,白天吸热反应快,加热迅速;夜里则是放热反应快,减温快。“早穿棉袄午穿纱,围着火炉吃西瓜”,这就是新疆伊犁地区广为流传的俗语的由来。
02
气候
气候要素也是导致沙漠白天热夜里冷现象的缘故。在生活中,云是很普遍的。它是空气中的水蒸汽受冷汽化成的小雨滴或凝华成的小冰晶,所混和构成的飘浮半空中的高聚物。在大自然中,云拥有不容忽视的功效,例如云既能够“遮光”又可以“防寒保暖”。
换句话说,云能够根据反射面来消弱太阳对地面的辐射源,也可以根据逆辐射源向地面传送发热量,也就是给地面隔热保温。
云吸收从地面散发的热量,并将其反射回地面,这有助于使地球保温。但是云同时也将太阳光直接反射回太空,这样便有降温作用。哪种作用占上风取决于云的形状和位置。
沙漠极为干旱,挥发出去的水蒸气很少,因此,沙漠上空的云非常少。由于缺少蒸发冷却过程、缺少利用阳光的植被以及缺少反射阳光的云层,导致大部分阳光都用来加热地表。
在白天,太阳直射沙漠,造成平均气温大幅度上升,因而沙漠白天热;夜晚时,太阳落下,地面辐射源就变成核心,地面源源不绝地发出热量,并释放到上空,可是沙漠空中云少,逆辐射源基本上没有,也就起不上隔热保温功。因此,平均气温不断减少,因而沙漠夜里冷。