第一章認識地球2
我們生活在空氣的海洋中
地球大氣，是人類生存的基本條件。
地球大氣的全部質量，約有5000萬億噸。大氣團聚在地球的周圍，離地麵愈近愈密集，愈遠則愈稀薄，形成了還可以再分出若幹層次的大氣圈層。
高度在100千米左右以下的地球大氣，從高到低，由疏到密，相差很大，但成分一致，都是那種我們在地麵上可以接觸到並且時刻都在呼吸著的空氣。
在空氣中，以氮為主，其次是氧，如按體積計算，約78％是氮，約21％是氧。其他成分還有多種，但含量都很少，像二氧化碳是常可遇到的，僅占003％左右。空氣的這種組成，適合人體的需要，人的生存沒有氧氣不行，少了也不行。
隻是在地球上才有這種空氣。木星、土星、天王星、海王星的大氣都是以氫和氦為主，缺少氧氣。火星和金星的大氣中，二氧化碳的含量均在90％以上。空氣中二氧化碳的含量超過1％，就會致人於死命。這種以二氧化碳為主的大氣，人在其中根本不可能生存。
高度在100千米左右以上的地球大氣，成分有很大的變化，大體上是從下到上以1000千米、2400千米的高度為界，分別依次變成以氧為主、以氦為主、以氫為主的大氣層，並且都是以原子微粒的狀態出現，非常稀薄，稀薄到比地麵上的人造真空還要“空”。因此，盡管這些高層大氣所占領的空間範圍很廣，有些研究者認為，最遠可以到達離地麵80000千米的高空，而且無明顯的上部邊界，但這部分大氣所擁有的質量是很輕的，還不到全部地球大氣質量的十萬分之一。
全部地球大氣質量的99999％以上，集中在地球周圍高度低於100千米左右的空間內，因此，也可以說地球的大氣圈就是包圍地球的空氣層。我們人類就是住在這個空氣層裏麵的地球上，頗有點像棲息在海底的魚類。這就是說，我們人類離不開空氣，就像魚類離不開海水一樣；我們人類習慣於承受空氣壓力就像魚類承受海水壓力一樣。
盡管空氣很輕，但由於壓在地麵上的空氣層這樣厚，空氣的分量就相當可觀了。在海平麵這樣的高度上，1升幹燥空氣的質量約為13克，而壓在這裏每平方米麵積上的空氣，從上到下，總共約重10噸！
地勢升高，壓在上麵的空氣層減薄，空氣的密度也相應變小，在5千米的高度，1升幹燥空氣的質量隻有07克左右。地麵承受的大氣壓力相應地減輕，僅比海平麵上所受的大氣壓力的二分之一稍多一點。不過，這種空氣的密度和壓力還能為人類所忍受，再往高處去，空氣越發稀薄，氣壓越發降低，人類就很難長期在那裏居住。比如說，登山運動員攀登海拔8848米高的珠穆朗瑪峰，在達到一定高度以後，因大氣中氧氣奇缺，就必須吸入自己攜帶的氧氣，正是這個道理。
空氣能進行對流的大氣的最低層——對流層，同我們的生活關係最為密切。它下貼地麵，厚度約在8～16千米之間，地球南北兩極地區的大氣層較薄，赤道一帶較厚，在它們中間的地區，厚度則處於中等。
對流層所占空間不大，但占有地球大氣全部質量的75％左右，並含有將近13萬億噸水蒸氣和以雲霧等狀態懸浮在大氣中的水；在對流層之外的大氣中，幾乎就不含什麼水分了。
對流層的底部，高度在5千米以下的一帶，空氣稠密，適於人類呼吸。特別是對流層中那些水分，約有90%集中在這裏。
風雲雷電、雨雪冰霜、寒潮熱浪等的天氣變化，都發生在對流層中，尤其是集中在它的底部。
在對流層以上，直到50千米的高度，是空氣水平對流的大氣中層——平流層。這一層次中水分極少，天氣總是晴朗的，氣流也很平穩。所以，當噴氣式飛機越過對流層進入平流層以後，不管下麵是什麼天氣，這裏仍是晴空萬裏，機艙安穩得使人感覺不出飛機在動。平流層的氣流運動比對流層弱，所以，從表麵上看起來顯得比較平靜，實際上那裏的大氣還是在不斷地運動和變化，並能對對流層中的天氣現象產生影響。
在平流層以上，地球的大氣還可以再分出若幹層次，不過這些層次與我們人類的直接關係不太大就是了。
這些層層包圍地球的大氣，為我們人類在地球上創造了一個舒適而安全的環境。
那些貼近地麵、含有水分並夾雜有許多塵埃的稠密空氣，具有吸熱保暖的作用。它們既可以攔截一部分太陽輻射來的熱，使地麵上不致在受到陽光照射時酷熱不堪；又可阻擋地麵的熱向外散失，使那裏在沒有陽光照射時也不致很冷。月球和水星缺少這種條件，所以熱起來可以熱到二百多攝氏度，冷起來又可冷到零下一百多攝氏度。
在對流層上部，隨著高度的增加，空氣逐漸稀薄，所含水分和塵埃也逐漸減少，吸熱保暖的作用也相應地減弱，加上在高空中從地麵得到的熱比在低處得到的要少得多以及其他一些因素，出現離地麵愈高的地方氣溫愈低的這種變化。高山上的氣溫總是低於附近的平地，著名的避暑勝地廬山牯嶺，7月平均氣溫是226℃，而山下的九江盆地的氣溫則高達296℃。我國西部許多高山頂上，還冷到了終年積雪的程度。但是這種氣溫隨高度增加而降低的現象，在高度增加到進入平流層後就中斷了。在平流層中，氣溫上下一致，因此過去曾把平流層叫做“同溫層”。
空氣分子以及懸浮在空氣中的液體和固體微粒，如微小的水滴和塵埃，能使一部分太陽射來的光線發生折射或反射，改變前進的方向，四散分開。太陽光本是紅、橙、黃、綠、青、藍、紫等七種顏色的光混合在一起的，其中藍色光、青色光和紫色光較易被空氣散射開來，而又以藍色光散射得最多，我們常見天空呈現藍色，就是這種陽光散射的效果；越過具有散射作用的稠密空氣層，那裏看到的天空就成為黑洞洞了。如果沒有空氣，地麵上陽光不能直接照射到的地方，白天也會伸手不見五指。