大氣的主要熱源是在地球表面，距離地面越遠，氣溫就越低，氣溫隨著高度增加而降低。
難怪，宋朝蘇東坡也發(fā)出感嘆：“高處不勝寒”。在山地，不同海拔高度地點的氣溫也是隨海拔高度降低的，不過在山地的測點與低處平原的測點都接近地面熱源。為什么也會有這種溫度差別呢？原因是山地凸出于自由大氣中，高山上的溫度除了受本身的地面熱原影響外，還受到自由大氣溫度的調節(jié)作用。山越高，山地地面溫度與自由大氣溫度的差值就越大，自由大氣對山地氣溫的調節(jié)作用就越明顯。例如，廬山比九江高出1132米，冬季1月平均溫度卻從4.2℃降到-0.2℃；夏季7&127;月從29.4℃降到22.5℃。冬季降低了4.4℃，夏季降低6.9℃。我們把兩個地點的溫度差除以它們的高度差(以100米為單位)，就得到它們之間氣溫的溫度梯度，九江與廬山的溫度梯度1月是-0.39℃/100米，7月是-0.61℃/100米。
溫度梯度不僅隨季節(jié)變化，而且隨地形具體情況也有很大差異，例如，在秦嶺北坡就小于南坡，北坡年平均溫度梯度-0.45℃/100米，南坡卻有-0.54℃/100米。主要原因是在冬季，北坡有冷空氣經(jīng)常聚集，減少了盆地與高山的溫度差值。北坡冬季月溫度梯度只有-0.34℃/100米，而南坡處在冷氣流的北風位置，1月仍有-0.54℃/100米，但在夏季這種情況并不存在，南北坡溫度梯度都是-0.55℃/100米。
另外，由于自由大氣的調節(jié)作用，高山上的溫度年變化和日變化也是隨高度的增加而減少的，用最熱月溫度減去最冷月的溫度的差值表示年變化，稱為年較差。九江的年較差為25.2℃，到廬山就降到22.7℃，年較差不僅隨高度減少也可因坡向不同而有差別。秦嶺以北的西安年較差達27.6℃，到華山降到24.2℃，可是在秦嶺以南的安康年較差只有24.2℃，與華山幾乎沒有差別。當然，這與安康緯度偏南，云、霧及降水較多的也有很大關系。
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