平流层的存在与太阳能的分布有关？！

张学文，2024 07 22

如果有人问什么是对流层,平流层，估计大家都可以根据一般气象知识回答说，对流层在大气层的下部，这个大气层中在日光的作用下空气的上下对流明显，下热上冷。而在对流层以上存在着一个对流不明显，上下气温差不多的大气层(所以也称为同温层），它就是所谓的平流层。

以上的认识应当是准确的。但是

但是以上的知识没有回答一个问题：在太阳能的作用下，大气中存在下热上冷的对流层是应当的。但是在对流层以上为什么一定要存在一个平流层（同温层）？如果存在平流层或者说同温层，那么这个同温层应当多厚才是合理的？

 

我考虑这个问题的答案可以从它与太阳能分布的对偶性中获得答案。

 

我们知道任何时刻太阳能只能（充其量）照射到50%的地球面积上，而另外50%的地球面积是没有日光的（虽然大约再过12小时，另外半球也可以获得日光）。而这导致任何时刻发生明显对流现象的区域（对流层面积）不能是全球的的大气层。这说明任何时刻太阳没有能力让全球空气都存在明显的对流---所以日光的能力不足以形成对流的情况其实是时刻存在于地球的一部分面积上的。---而这正是一部分空气没有明显对流从而形成同温层的原因。

 

显然，在这种认识下，太阳能导致了多数的空气产生对流，形成了对流层，但是也由于太阳无力同时让全球空气都获得太阳能，所以某些空气不处于对流状态（成为同温层，平流层）也就是理所当然了。

 

如此认识，则地球中的平流层的必然存在是太阳能只能同时让50%的地区的地区获得太阳能的一种自然后果。

下面的两个图体现了太阳能的面积分布与空气柱气温分布特征的雷同性！（它们来自我过去的博客）

https://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1332202.html 

 

https://wap.sciencenet.cn/blog-2024-1200500.html 

 

如此解释平流层的存在，如何？！

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