天气为什么热?
先问是不是,再问为什么。 气象意义上描述天气热不热的标准是等温差线(即等温线),而不是温度本身。高温和高湿都是形容天气的词语。 但高温和高湿往往让人误以为气温就是判断天气的关键因素。所以很多人会问「为什么会天气这么热」、「为什么这么热」或者「天气怎么突然变热了」之类的。 但天气真的就是由气温高低决定的嘛? 显然不是!决定一个地区天气的要素是大气中各种气体的含量和混合比例,这些气体形成了一个复杂的动态系统。而温度只是这个复杂系统的输出结果之一而已。
在近地面(约100m左右的高度),影响天气的主要气体是氧气(O2)、氮气(N2)和二氧化碳(CO2)。 其中氧气是燃烧反应的中介,氮气和二氧化碳则是燃烧反应的产物。 只要这三个分子的含量没发生大幅度变化,不论大气中的其它成分如何变化,大气的温度都不会有显著改变。 当然,大气中其它成分的变化确实会影响温度,但这些变化一般都是慢变化甚至是渐变过程,在短时间内很难产生显著的影响。
在高层大气(海拔30km左右),甲烷(CH4)和臭氧(O3)是主要的影响因子。 它们通过吸收太阳光中的紫外线和红外线来改变大气加热状况,对天气的影响更直接一些。
如果近地面的氧气、氮气浓度突然发生变化,比如发生了火山爆发或森林大火,会迅速导致高层大气CH4和O3含量发生变化,进而引发高温天气过程。但这种因大气组成突然变化引起的温度升高是短暂的,几十小时后就会恢复到正常水平。 这和「温室效应」引发的持续升温可不一样。
所谓的「温室效应」是指大气中的二氧化碳等气体含量增加,使得太阳辐射能被大气吸收后无法有效向宇宙空间散射,在大气中进行了有效的热量累积。这种能量累积过程使地表温度上升。这个过程是缓慢的、渐进的。即使人类大量排放二氧化碳造成大气中CO2浓度明显增加,其增幅也是非常有限的(大约每100年增加5‰左右)。而且目前地球大气中的CO2浓度已经接近于过去80万年以来的最高值,也就是说想要进一步大幅提高大气中的CO2浓度已经十分困难了。