正文 第1章 認識地球(1)(3 / 3)

全部地球大氣質量的99.999%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1.3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0.7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22.6℃,而山下的九江盆地的氣溫則高達29.6℃。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。

早在半個世紀以前,探測者乘坐氣球探空就已發現,隨著氣球的上升,所見到的天空顏色逐漸加深,以淡藍、深藍、紫色、紫黑直到成為黑色。一位目擊者描繪他在18千米的高度上,看到上麵的天空“猶如黑色的絲絨,略帶深藍之色”。