书城科普气象缩影
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第5章 大气

我们的气候形成于包围在地球周围的多层的大气结构之中。大气层的厚度为600英里(996千米)。与地球7928英里(12,759千米)长的直径相比,大气就像对着台球呼一口气所形成的薄雾一样。然而,在地球和对人体有害的太空之间,也幸好有这一层薄薄的大气层。大气层吸纳着我们生命所必需的氧气、水汽,防止地球被太阳发出的紫外线烤干。大气层也保护着地球,防止它遭受流星雨的袭击。每年,有数十万吨的宇宙碎片以某一角度进入大气层,但其中许多碎片都在大气层中跳跃(就像打水漂时,在水面上飞行的石头一样)。而另外一些则在大气层中烧毁了。月球,正是由于没有大气的保护,不断遭受宇宙碎片的袭击,形成了坑坑洼洼的表面。

地球的大气层由五大层构成,层与层之间有些有明显的界限或过渡层。大气没有外边缘——只是向外逐渐变薄,直到距地表3100英里(5000千米)的地方,再向外则是真空了。以此为边界向内延伸便是外逸层,它主要是由氢原子组成。

大气中原子间由于离得很远,所以很难相互碰撞,甚至在绕地球一周之后也不会碰到其他原子。这些原子以惊人的速度运动,温度高达4500°F(2500℃)。

贴近地表处,大气密度增大,气压随各大气层气体的增多而升高。在外逸层之下是电离层。

在电离层的底部,两气体分子之间的距离超过0.5英里(0.8千米)。接下来便是中间层,由氦原子和氧原子组成。在这一层中,如果没有特殊的设备仍无法呼吸。

接下来是平流层。平流层含有能吸收来自太阳紫外线的臭氧层。在这一层中,不时的会出现一些高耸的云层,由于对流作用使得这一层很平静,适合于飞机飞行。

平流层通过对流层顶过渡到对流层。这一层顶距两极点5英里(8千米),距赤道则增厚到10英里(16千米)。99%的气体分子都集中在最低的19英里(31千米)范围内。在这个范围内,气体分子几乎每移动1/300万英寸(0.000008厘米),就要和另一分子碰撞,这些气体分子有氧分子、氮分子以及水汽,二氧化碳和其他一些气体。这些分子相互碰撞时所产生的能量不断地进行传递,从而产生了气流——风的来源,这正是全球的气候模式的根本原因。