三伏天最熱嗎
為什麼三伏天是一年中最熱的呢?
據瞭解,夏至以後,雖然白天漸短,黑夜漸長,但是一天當中,白天還比黑夜長,每天地面吸收的熱量仍比散發的多,近地面的溫度也就一天比一天高。到三伏期間,地面吸收的熱量幾乎多於散發的熱量,天氣也就最熱了。再往後,地面吸收的熱量開始少於地面散發的熱量,溫度就會慢慢下降。所以一年中最熱的時候一般出現在夏至後的三伏。
“入伏”後,按照慣例,“桑拿天”將會增多。“桑拿天”的形成主要是受副熱帶高壓的影響,高溫、高溼、悶熱。入伏、入暑後,天氣非常悶熱,感覺身上黏糊糊的,那樣的天氣是“桑拿天”的特色,對此,市民要注意防暑降溫,儘量避免長時間在戶外活動,要多食用能提神醒腦、增進食慾、健脾利胃的苦味和酸性食物。
為什麼最熱的天是在“三伏”,而不是在夏至?
我們有幸生活在生命的樂園—地球上面。這裡不僅有適於生物生存和繁衍的條件,還有四季的變化。有春季的萬紫千紅,繁花似錦;又有秋季的紅葉簇簇,碩果累累。夏天可以下水游泳,搏擊浪花;冬天又能挑戰嚴寒,溜冰滑雪。為什麼在地球上的同一個地方,卻可以感受一年之中溫度週期性的變化呢?
地球圍繞太陽運轉的軌道不是正圓,而是橢圓形的。所以有的時候地球離太陽近一些,有的時候遠一些。會不會是地球與太陽距離的變化造成四季的變化呢?地球離太陽最近的時候是在一月初,距離是一億四千七百萬公里。那可是北半球最冷的時候。地球離太陽最遠是在七月初,距離是一億五千二百萬公里,反而是北半球很熱的時候。所以地球和太之間的距離變化不是四季形成的原因。
地球上豐富多彩的四季變化,是地球的自轉軸相對於圍繞太陽公轉的平面傾斜23.5度造成的。在夏天,北半球傾向太陽,太陽光的方向與地面近於垂直,我們看到太陽在天上很“高”。而在冬天,是南半球傾向太陽,北半球的人看太陽在天空中就很“低”。陽光很“斜”。
這一高一低,差別就出來了。如果你在晚上用手電筒照地面,就會發現,當手電筒垂直往下照的時候,被照亮的地方面積最小。越是斜著照,被照亮的區域面積越大。太陽位置“高”的時候,太陽光裡面的熱量都集中在一個小區域,自然這個區域的地面接收的熱就多了。太陽光“斜”的時候,同樣的熱量要分散到更大的面積裡面去,單位面積接收到的熱量自然就少了。而且太陽“高”的時候,日照時間也長。太陽越“斜”,日照時間越短。這兩個因素加起來,才是地球上四季的成因。不僅是地球,太陽系裡的其它行星也有自轉軸傾斜的,比如火星(25.2度)和土星(26.7度)。它們上面也有四季。
說到這裡,好像一切都清楚了。不過仔細想想,問題又來了。在夏至這一天,太陽在天上最“高”,理應是最熱的一天。但在實際上,最熱的天不是夏至(大約在6月22號),而是在一個多月後的“三伏天”,大約是7月12號到8月27號。冬至這一天,太陽在北半球最“低”,應該是最冷的一天。但是這裡最冷的一天也不是冬至(大約在12月22號),而是一個月以後的“三九天”,從第二年1月下旬才開始。這又是怎麼回事呢?
主要的原因是地球被濃密的大氣層所包裹。太陽光並不直接加熱靠近地面的空氣,而是先加熱地面。地面再透過紅外輻射、空氣對流和水分蒸發把熱帶給空氣。每平方米的地表上面,有大約10噸的空氣,可以儲存大量的熱。這就使地表的溫度不會太高。到了晚上,這些熱量又使地表的溫度不致過低。這樣,地球上的晝夜溫差只有幾度到十幾度。火星上空氣稀薄,晝夜溫差就可以超過100度。在太空中執行的人造衛星,被太陽照射到的地方溫度可以到100到200度,而照射不到的部分溫度又可以低到零下100到200度,就是因為周圍沒有空氣的緩衝作用的緣故。
不過這樣一來,每天的平均溫度就不完全取決於從太陽得到多少熱量了,而是每天得到的熱量和散失的熱量之間的差,是積累的熱量的淨變化。夏至那天北半球從太陽那裡接收到的熱量的確最多,但是在夏至過後的幾十天中,雖然太陽的位置不是最高了,但還是相當高。日照不是最長了,但還是相當長。每天接收到的熱量還是超過散失的熱量,所以日平均溫度繼續升高,到“三伏”天升到最高。只有當太陽足夠“低”,每天接收的.熱量少於散失的熱量後,溫度才開始降低。同理,冬至過後,雖然日照逐漸增加,但是每天接收的熱量還不足以彌補散失的熱量,所以“三九”天才最冷。只有當日照強到能超過每天的熱量散失時,才到“五九、六九,沿河看柳”的春天。
這就像燒一鍋水。用最大的火自然可以把水很快燒熱,但是用稍微小一點的火,水溫還是會上升,因為透過鍋的外壁和水的表面散失的熱量還是少於火帶來的熱量。只有火足夠小(如果爐子能做到的話),鍋裡的水才會逐漸冷卻。火最小時,水溫自然會下降。但是比最小的火稍微大一點的火,也擋不住水溫繼續下降。
同樣的道理,每天中午12點是太陽最“高”的時候,但是一天之中溫度最高的時候不是中午,而是下午兩點左右。
如果是在室內,又沒有空調,由於房屋(牆壁加傢俱)能儲存很多的熱,溫度的變化就更和太陽的高度不同步了。夏天室內感覺最熱的時候不是中午,而是傍晚。那時儘管外面已經比較涼快了,但是牆壁和傢俱還在不斷地把白天儲存的熱放出來,以紅外輻射的方式“烤”我們,所以就是有穿堂風也不覺得涼快。靠近大江的地方,如中國的重慶,武漢,南京,由於江水在白天被太陽曬熱,太陽“落山”以後這些熱再散放出來,傍晚就分外的熱,形成著名的“火爐”城市。
有趣的是,地下的溫度也和地表的溫度變化不同步。比如8月6號一般是地表日平均溫度最高的時候。但是在地下60釐米處,要到8月20號溫度才最高。在地下1.5米處,就要等到9月10號。在地下3.5處,要等到10月29號。到了地下9.4米處,夏季和冬季就和地表反過來了。窯洞冬暖夏涼,就是因為這個原因。而且由於地下的冬夏與地表相比在時間上可以相差很大,有些植物根部細胞的繁殖反而是在冬天進行,夏天停止。
火星上空氣稀薄,不僅晝夜溫差大,日平均氣溫與日照相比,也沒有明顯的滯後現象。金星上又是另一番景象了。由於大氣過於濃密(是地球上大氣壓的90倍),又主要是溫室氣體二氧化碳,從太陽進來的熱量很難“逃脫”,使得金星表面燙如煉獄,鉛在上面都會融化。這樣一比,我們生活在地球的大氣中,真是很幸運的。