头顶的世界,能量苍穹——大气层

没有大气,地球会是个没有生气的冰球,平均温度只有零下50摄氏度,而且大气吸收和阻挡了大量射来的宇宙射线、带电粒子、紫外线等。

厚厚的大气相当于4.5米厚的保护性混凝土,没有它,来自太空的无形访客,会像小匕首一样插进我们的身体。没有大气的牵制作用,连雨点都会把我们打昏在地。

1 大气分为:对流层、平流层、中间层、电离层。

对流层: 在赤道上大约16公里厚,在温带还不足10-11公里,80%的大气质量,实际上所有的水分,所有的气候变化,都包含在这又薄又稀的一层里。你和苍穹之间其实没有多少东西。

18世纪80年代,欧洲人发现,每爬高一千米,温度下降大约6摄氏度。

我们头顶的世界里不乏能量,据测,一次典型的天气前锋,可能由10亿吨热空气加上压在底下的7.5亿吨冷空气组成。

在适当的条件下,雷雨云可以伸到10-15公里的高度,包括亿每小时150多公里的速度上升的气流和下沉的气流。由于不了解的原因,较轻的粒子往往带上了正电荷,被气流刮到了云团顶部。

2 空气会骗人

空气是一种很会骗人的东西,我们往往认为空气很轻。实际上,空气的分量很大,还往往表现出来。我们身边有大约5200万亿吨空气,本行星的每平方米上就有900多万吨。

2.1 我们头顶的世界里不乏能量。

在合适的条件下,雷雨云可以升到10-15公里的高度,包含每小时150公里的速度上升的气流和下沉的气流。较轻的粒子,往往带上正电荷,被气流刮到了云团顶部,较重的粒子留在基部,积累负电荷。

闪电亿每小时30万/千米的速度移动,可以把周围的空气加热到28000摄氏度,比太阳的温度还要高出几倍。在任何一个时刻,全球有1800场雷雨正在发生——平均每天4万场。

闪电日日夜夜划过这颗星球,每秒大约有100道闪电击中大地。

2.2 对流对气候的影响

直到第二次世界大战,人们才发现急流对天气系统的影响。有一种波动通常被称为“晴空湍流”,偶尔会造成飞机剧烈颠簸。

在赤道地区,对流过程一般比较稳定,天气总是不错,而在温带地区,季节变化、地区差异要明显得多,缺乏规律性。低气压系统是由上升得空气创建的,把水分送到天空形成了云团,最终形成了雨。热空气比冷空气更能携带水汽,这是热带下暴雨多的原因。

由于太阳的热量分布不均,空气总是从高压地带向低压地带流动,压力相差越大,风的速度就越快。

2.3 科里奥利效应

埃德蒙 哈雷 首先提出了环流、地球自转和空气明显转向之间的关系,空气转向产生了信风,然而古斯塔夫——加斯帕尔 德 科里奥利 于1835年解决了这些相互作用的细节问题,因此我们称为科里奥利效应。

科里奥利效应是得天气体系发生卷曲,使飓风像陀螺那样打着转儿移动。科里奥利效应还说明,为什么海军在发射炮弹得过程种不得不向左或向右调整方向。要不然,一发射像25公里远得炮弹,会偏离目标90米左右,而射不中目标。

2.4 温度温标

成功得气象学需要精确得测量温度,精确得读书取决于玻璃管得内径要非常均匀,解决这个难题由荷兰一起制造上达尼埃尔 加布里埃尔 华伦海特。他于1717年制造出一只非常精确得温度计,然而由于未知原因,他把温度计上得冰点设为212摄氏度。

1742年,瑞典天文学家安德斯 摄尔修斯提出另一种温标,为了证明发明者很少能把事情彻底弄清楚,他把温标得沸点设在零摄氏度,冰点设在100摄氏度,这个标法很快被颠倒过来。

3 云层的分发

现代气象学之父英国要及时卢克 霍尔德的云层分类法:

层云:一层一层的云

积云:绒毛状的云

卷云:高处薄薄的羽毛状结构

作雨云:会下雨的云

云是一种华而不实的东西,你可以再物理走一走--雾之不过是一种没有决心远走高飞的云。云不是大水库,任何时候,地球上只有0.035%的淡水漂浮再我们的头顶。

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