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半夜起床尿尿,全身冷吱吱!為什麼有的清晨超冷,白天又會突然回暖?

Mia_96
・2021/02/23 ・2523字 ・閱讀時間約 5 分鐘

2021 年初,一連下來了多次的強烈冷空氣,跨年時的寒流、一月二月不斷南下的冷氣團,造成各大超商、藥局暖暖包缺貨,出門時都希望把棉被直接裹住身體踏入刺骨的寒風中,也都在寒流中希望著迎接白天的暖陽。

可惜的是,當太陽還沒出現前,卻時常聽聞清晨會出現「最強輻射冷卻現象」,許多地方的地表溫度下降到 5 度甚至是更低溫,等到太陽升起後,才讓各地溫度逐漸回升。

新聞中提到的「輻射冷卻現象」究竟是什麼?溫度又為何會急遽下降呢?

1 月 13 日的臺灣就像是一顆冷番薯!圖/中央氣象局

輻射是什麼?細數傳遞熱能的 3 種方式!

所謂的「輻射」,其實是傳遞熱能的方式之一,而日常生活中常見的熱能傳遞方式主要有三種,除了輻射,還有傳導以及對流。

首先,「傳導」為熱經由物體,從較高溫的物體將熱傳遞至較低溫的物體,其為固體熱量傳輸的主要方式,而「對流」為熱藉由氣體或液體的流動,當氣體或液體受熱,體積膨脹、密度減小而上升,並由周圍溫度、密度較低的氣體或液體補充,形成不斷循環的現象,即稱對流。

熱傳遞有 3 種方式:熱傳導、熱對流、熱輻射。圖/Pixabay

傳導與對流皆需要介質的存在才能傳遞熱量,但輻射與上述的傳導與對流不一樣,但輻射傳遞的熱量不需經由任何介質,就可以直接由熱源傳遞到各處!

生活中最常見的輻射方式,即是太陽將其熱能利用輻射的方式傳遞到地表。

太陽是地球的主要熱量來源,太陽所發出的電磁波主要以可見光與較短波段為主,以短波輻射的紫外線給予地表熱量時,當太陽能量被地表吸收後,地表會將吸收的能量轉為長波輻射的紅外線放出,也因此,雖然地表在白天時一直受到太陽短波輻射的照射,卻也不會無止盡的造成地表溫度上升過熱。

那「輻射冷卻現象」又是怎麼一回事?

白天時,太陽以短波形式進入地表的能量大於地表以長波形式放出的能量,所以地表溫度逐漸上升,到了晚上,當太陽下山後,此時地球缺少太陽進入地表的能量,但地表卻仍不停地以長波輻射放出能量,因此使得地表溫度開始逐漸下降。

這個狀況會持續到太陽再度升起並提供地表能量時,不斷下降的溫度才會有所轉變。

當太陽下山後,一般而言,地球夜晚與清晨的溫度都會持續下降,直到太陽重新升起。圖/Pixabay

由此可知,太陽還沒升起前的清晨是地表逸散最多能量的時刻,而透過此機制讓地表形成低溫的現象,就是我們所稱的「輻射冷卻現象」。

看到這裡,也許你會疑惑:為什麼沒有每天清晨都出現強烈的輻射冷卻現象呢?事實上,大氣中有許多不同的因素,都會影響輻射冷卻效應的強弱!

沒有太陽會冷,但地球也擁有自己的暖被

其中一個影響因素是「雲層的厚薄」。

當天空雲層較厚時,雲層和水氣會吸收地表所發散的能量,將地表向上散失的能量再次傳回地表,使熱量不會完全的逸散,因此,若是當天的雲層比較厚,熱量就更容易被保留在地表與大氣中,此時的輻射冷卻效應便不會那麼強烈,也較不會使清晨各地產生低溫。

雲層的厚薄就如同我們平常在睡覺所蓋的被子,如果今天你睡到半夜突然想起電視的插頭沒有拔,翻開被子去拔完插頭後,原本溫暖的被子因為被你翻開,所以在被子中的熱散失,你的被子便變的冷冰冰的,需要再次依靠你自身所發出的熱溫暖被子。

雲層與水氣就像是地球的冬被一樣,可以為我們保留暖呼呼的熱氣。圖/Pixabay

反之,如若你離開被子時有將被子蓋回去,等你拔完插頭回來後,被子持續保護住你先前所發出的熱,再次進入被子後你仍會覺得被窩十分溫暖。

如若當天雲層較薄,或為萬里無雲的好天氣時,由於地球失去雲層和水氣幫忙吸收地表所發散的能量,能量會不斷由地表向上散失,進入太空中,此時的輻射冷卻效應便較為劇烈,並在各地清晨產生極低溫。

像是2021 年 1 月 13 日與 14 日的超強輻射冷卻現象,也就是因為當時大氣中水氣減少、雲層較薄、天氣較好,地球失去了宛若暖被的雲層,無法保留能量,因此才會出現明顯的輻射冷卻現象。

人越多,身體可以越暖和?

另外一個影響因素,跟我們所身處的區域有關。

人口較為密集處,例如都市或是大樓林立的住宅區,因為人口密集,且人們的活動產生較多的熱能,造成地表溫度在夜晚下降的較緩慢,使得輻射冷卻現象較不明顯。

雖然臺北位於臺灣北部,但因大樓林立、人口密集,並不會出現最強烈的輻射冷卻現象。圖/Pixabay

而在寬廣的平地,因建築物稀少,且人口密度較低,少了大樓或是較高的地形阻擋地表輻射散失,當天清晨的輻射冷卻效應便會較強烈。

因輻射冷卻現象可能會受到不同因素的影響,所以冬天最強烈的低溫並不一定只會出現在較冷的北部,以 2021 年 1 月 13 日清晨為例,當時輻射冷卻最低溫即在苗栗縣的造橋,清晨溫度僅有 1.5 度呢!

預判溫差,出門不再擔心穿錯季節!

冬天時常出現輻射冷卻的現象,但當清晨過後太陽出現,太陽所放出的熱又會以短波輻射的形式進入地表,使地表增溫。

因此,若你需要在太陽升起前就出門,請務必特別檢查天氣預報,並留意是否出現輻射冷卻現象、關注太陽升起前後的溫差,才可以備好衣物,讓你更妥善的應對捉摸不定的天氣與溫度!

參考資料

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