每日科普｜氣象預報，報的到底是哪裡的溫度？

2022年10月15日19:11:46 科學 1691

來源：科普中國

氣溫就是空氣的溫度。從物理學的角度說，氣溫是表示空氣冷熱程度的物理量，是空氣分子平均動能大小的一種量度。一般生活中所說的氣溫，是指氣象觀測所用的百葉箱中離地面1.5米高處的溫度。這個溫度基本上反映了觀測地點（當地）的氣溫。

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一、到底何為氣溫？

十九世紀三十年代，英國植物學家布朗用顯微鏡觀察到，花粉在水面永無休止地作無規則的運動，這就是人所共知的布朗運動。人們還發現，往含有固體微粒的溶液加熱，溫度越高，布朗運動就越激烈。空氣也是這樣，當空氣獲得熱量時，它的分子平均動能就增加，氣溫也就升高；反之，當空氣失去熱量時，它的分子平均動能就減小，氣溫也就隨之降低。

人們通常用大氣溫度來表示大氣的冷熱程度，稱為大氣溫度或氣溫。這是為了區別於土壤溫度（土溫）和水體溫度（水溫）來說的。如果不是為了這種區別，我們說溫度，就是指氣溫，也不會造成人們誤解。

因為大氣的熱量主要來自地面，地面的性質和狀況又有很大差別，海洋和陸地，高山和平原，沙漠和森林，潮濕地區和乾燥地區，等等，不同的地面情況對大氣溫度的影響也不相同。

二、氣溫、地溫和水溫，傻傻分不清楚

海洋和陸地的差別最有代表意義。例如，在某一緯度上到達地面的太陽輻射能量相同，可是結果並不一樣。陸地上劇烈升溫，海洋上升溫卻十分和緩，為什麼呢？仔細分析，至少有以下原因：

第一，陸地的反射率大于海洋水面，導致陸地實際吸收的太陽輻射比海洋少10％～20％，由於這個原因，陸地升溫應比海洋大，而冷卻則比海洋快。

第二，陸地對各種波長的太陽輻射都不透明，吸收的太陽輻射都用在加熱很薄的陸地表面上。水面雖然對紅色光和紅外線不透明，但對可見光其餘部分和到達水面的紫外線都是透明的，這一部分輻射能量可以達到海洋的深層。

第三，岩石和土壤都是不良導體，傳導到土壤下層的熱量很少。水卻相反，有很高的傳導本領，得到的太陽輻射能很快地向下層傳導。

第四，岩石和土壤不能上下左右流動，海洋上卻有波浪、洋流和對流進行熱量的水平輸送和垂直交換。

第五，岩石和土壤的比熱，小於水體的比熱。岩石的比熱約為0.8368焦/克·度；水比熱是4.184焦/克·度。如果將4.184焦熱量給1克水，溫度可升高1℃；如果將4.184焦熱量給1克岩石，溫度可升高5℃。

第二到第五個原因，使陸地得到的太陽輻射只集中於表層，導致地面迅速而劇烈地升溫，從而加強了地面和大氣的感熱交換。而水面則將太陽輻射的一部分向下層傳播，使水溫不斷升高，傳給大氣的感熱自然減少。

第六，海面有充足的水源供應，蒸發強烈，消耗了水面很多熱量，使水溫升不高，減少了空氣的感熱交換，但是熱量多以潛熱形式被帶到大氣中。感熱是可以感覺到的熱量，能立即使氣溫升高；潛熱暫不能升溫，只有當水汽凝結時，才能釋放潛熱，加熱大氣。

由此可見，即使在同樣太陽輻射條件下，地溫和水溫之間仍有很大差別。它們的大氣熱量交換方式（是感熱還是潛熱）和數量都不相同，從而產生天氣和氣候的差異。