上次小航和大家分享了如何描述我們周圍複雜的大氣層，也就是用密度、溫度和壓力作為氣體的基本參數，運用這三個參數基本上就能夠確定大氣的狀態了，最後，我們知道可以運用理想氣體方程表示三者之間的關係。
這次學習呢，我們一起來看一下三個參數與高度之間存在什麼樣的關係，及標準大氣是如何定義的。
大氣溫度和高度的關係
氣溫的變化實質是空氣內能變化的反應。空氣內能增加時，溫度升高；減小時，溫度降低。空氣內能變化有兩種情況：一種是由於空氣和外界有熱量交換而引起的；另一種是由於外界壓力的變化使空氣膨脹或壓縮而引起。
在對流層中，由於空氣的增熱主要依靠吸收地面的長波輻射，氣層越接近地面，獲得的地面輻射波越多，溫度越高；相反，離地面越遠，則氣溫越低。氣溫隨高度變化的程度，是用單位高度內氣溫的變化值，即溫度垂直遞減率<Object: word/embeddings/oleObject1.bin>來表示。在不同季節、不同地區、不同高度時，在對流層中氣溫的垂直遞減率是不一樣的，其平均約為6.5℃/km。
根據氣溫垂直遞減率，可寫出對流程中某一高度H的氣溫表達式為
式中
T0、t0—海平面的標準氣溫（K、℃）
在平流層中，由於該層內臭氧含量是隨高度升高而增加，且臭氧可直接吸收太陽輻射的可見光，所以高度越高獲得的熱量越多，溫度也越高。在平流層11~25km範圍內，隨高度升高，雖然從地面或對流層所獲得的輻射逐漸減弱，但獲得的太陽輻射逐漸增強，在它們的共同作用下，使這層空氣形成等溫層，所以在25km以下，高度升高，氣溫基本保持不變，平均溫度為216.5K（-56.5℃）；高度超過25km後，氣溫隨高度升高略有上升，其溫度遞升率為0.1℃/km。
氣溫與高度之間的關係，如圖所示。
大氣密度和高度的關係
在對流層和平流層中，大氣密度隨高度升高而減小的程度是不同的。對流層中，由於高度升高，氣溫和氣壓都降低。氣溫降低，大氣密度增大，氣壓降低又要使大氣密度減小，兩者綜合作用的結果是使大氣密度變小。在平流層中，當高度低於25km時，由於氣溫不變，故高度升高，大氣壓力減小，因而大氣密度減；高於25km時，由於大氣壓力繼續降低、氣溫略有升高，大氣密度減小加快。
大氣壓力和高度的關係
大氣壓力是指物體單位面積上所承受的大氣的垂直作用力。根據研究表明：在靜止的大氣中，任一高度的氣壓值等於其單位面積上所承受的大氣柱重量，從地面開始，每上升一段高度，由於它上面的空氣柱短了一些；上升得越高，在它上面的空氣柱越短，氣壓就越低，因而說，氣壓總是隨著高度的上升而降低。
對整個大氣層來講，隨高度升高大氣密度減小時大氣壓力降低的主要原因。大氣密度大的地方，氣壓遞減的快一些；大氣密度小的地方，氣壓遞減的慢一些。在對流層中，大氣壓力隨大氣密度減小而降低外，還要隨氣溫的降低而減小，故氣壓遞減得更快一些。
我們今天的分享就到這裡，你明白了空氣中溫度、密度、壓力與高度之間的關係，及它們為何呈現出這樣的變化規律了嗎？我們在進行高度測量時，常常運用氣壓作為我們的測量輸入值，輸出我們的高度值，壓強和高度之間怎樣建立一一對應的函數關係呢？我們下次繼續分享。
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