大氣晴雨表——探測
晴天,風和日麗,碧空如洗;雷雨天,電閃雷鳴,狂風怒吼;陰天,濃雲密布,天色陰沉。當你在為這些捉摸不定、撲朔迷離的自然現象而唏噓感歎時,你可知道,時時刻刻,每分每秒,從地上到天空,從陸地到海洋,從平原到高山,從大湖到荒漠,處處都有一雙雙警惕的“眼睛”,在密切地關注著大氣的變化。其實啊,那些和風細雨的迷人風光,漫天雪飛的壯觀場麵,還有那雷風電雨的大煞風景,都不過是大氣所玩弄的一點點小小把戲而已。
說到這兒,大家會弄不明白:什麼是大氣呢?為什麼要探測大氣呢?怎麼探測呢?一個個疑問接踵而至。好!現在我們就來一一地回答這些問題。
為何要探測大氣
先要澄清一個事實,就是說,我們這兒談的大氣,主要是指地球最底層的大氣。具體地說,就是地麵以上的約十多公裏距離的大氣。在赤道地區要厚一些,約有17~18公裏;到南北兩極要薄一些,約7~9公裏;我國大約為10~12公裏。這個底層叫對流層。對流層,就是指空氣對流運動強烈。大氣中的各種物理狀態和現象,如風、雲、雨、雪、霜、露、虹、暈、雷、電等,都發生在這一層。
那麼大氣是什麼呢?大氣是一種無色、無味的混合氣體,它在我們周圍到處存在。可以說,它就是空氣。過去打過一個謎語,叫“看不見、摸不著、離不了”,指的就是它。說大氣是混合物,一點也沒有錯。地球上大氣按重量來計算,其中氮占75.5%,氧占23.1%,氬占1.3%,二氧化碳和其他氣體占0.01%。不用說,這是指大氣的化學組成。從這個組成我們可以了解到,空氣中氧約占四分之一,正是因為它,才使我們人類在這個小小的寰球上得以生存,一直繁衍到今天。大氣對於我們的生命是多麼重要啊!
是的,大氣不僅對於地球現存的五十多億生靈有著至關重要的作用,在我們生命的演化史上,大氣還立下過汗馬功勞呢。你看,地球上原始生命起初隻在太陽輻射達不到的深水中出現,這些生物體後來發展為吸收金屬氧化物來維持生命的低等生物。氧介酶出現後,生物轉入到淺水中活動,地球原始大氣中的二氧化碳溶入水中,生物借此與太陽光進行光合作用,於是出現了綠色植物,氧氣開始增多。當含氧量增到約今天的1%時,高空大氣的臭氧層出現,它吸收太陽紫外輻射,保護了地球原始生命,於是浮遊生物,多細胞生物大量產生。當大氣含氧量達到今天的三倍時,恐龍這一爬行動物出現。有人認為,由於恐龍產生的二氧化碳太多,植物來不及放出足夠的氧氣,最後導致恐龍等爬行動物滅絕。又過了一段時間,適應新氣候的哺乳動物出現。約數百萬年前,人類產生。看來,沒有地球的大氣,就不會有人這一高級動物的產生,更不用說今天。看看那荒蕪的火星,赤裸的月球,寂靜的金星,我們人類是多麼幸運啊。
但是,我們今天要探測大氣,還不僅僅是由於大氣過去和現在給過我們人類某些恩惠,我們還得同形形色色的大氣現象打交道呢!進一步說,我們生活在形形色色的大氣現象之中,我們能不了解它們嗎?你知道,雲有的像重重疊疊的山峰,有的像成片成片的瓦塊,我們通過探測知道,它們其實是空氣在上升運動時,在有凝結核的條件下形成的小水滴、小冰晶。再如風,有時輕風拂麵,水波蕩漾;有時北風凜冽,寒氣刺骨;有時陰風怒號,濁浪排空,我們通過探測知道,其實它是空氣的水平運動。我們也知道,雨、雪就是變大後從空中掉下來的水滴、冰晶;雷電其實是積雨雲中正、負電荷中心之間,或者雲中電荷中心與大地之間的放電現象,等等。因而通過對大氣的探測,再經過研究,人們知道了某些天氣現象的成因。
特別有意思的是,人們對一些怪現象,如虹、暈、華、寶光也有了新認識。虹是陽光經過雨滴的折射和散射後產生的彩色光帶,主要出現在與太陽相反的方向上;暈是太陽光線照射到冰晶上發生折射形成的彩色光環;華也是一種在太陽周圍雲層上呈現的多色光環,它由太陽光線經過小水滴或冰晶衍射而形成;還有寶光,也是一種光環,它包括觀察者的幻影和以幻影頭部為中心的光圈。可以說,這些奇異的自然景觀無非是大氣在某一時期、某一地點的藝術傑作而已。懂得了這個道理,我們就不必把它們看成什麼神秘的“鵲橋”、“假太陽”、“佛光”等。我們完全可以相信,這並非是什麼妖魔鬼怪在起作用,它們背後的指使者就是大氣。明白了這些神奇現象的成因,對於我們破除封建迷信思想、提高科技意識、樹立唯物主義世界觀,是多麼有意義啊。
不僅如此,探測大氣的性質,了解它們的活動規律,對於我們把握各種天氣現象,進行各種工農業生產,還起一種防患於未然的作用。暴雨如注,洪水如虎,台風擋不住,沒有預先的預測,人民的生命財產隻會毀於一旦。