Chapter 03（第2頁）

地球被一層氮?dú)夂脱鯕饩o緊包裹著，我們稱這層氣體為“大氣層”或“空氣”。通常認(rèn)為，大氣層厚約300英里，它隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，就如同橙子皮與它所包裹著的橙肉同行。

就在差不多一年前，一位瑞士教授乘坐特制的熱氣球升上10英里的半空，進(jìn)入了人類此前從未造訪過的大氣層內(nèi)部。這是一項(xiàng)了不起的壯舉，但還有290英里的高空等待我們?nèi)ヌ剿鳌?/p>

大氣層與地球表面的陸地和海洋一起組成實(shí)驗(yàn)室，制造出千變?nèi)f化的天氣，風(fēng)、暴風(fēng)雨、暴風(fēng)雪和旱季。它們無時(shí)無刻不在影響人類生活的喜樂與幸?？祵?，既然如此，我們就應(yīng)該在這里對(duì)它們進(jìn)行一番認(rèn)真的探討。

三大要素決定了我們的氣候是什么樣（可惜，很少天從人愿），即土壤溫度、盛行風(fēng)[4]和空氣濕度?！皻夂颉保╟limate）最早的意思是“地球的斜坡”。因?yàn)橄ＥD人留意到，隨著地球表面向兩極越來越“傾斜”，溫度和濕度也隨之發(fā)生變化，就這樣，“氣候”一詞便背離了它原本的地理意義，轉(zhuǎn)而指代一定地區(qū)范圍內(nèi)的大氣條件。

今天我們說起某個(gè)國(guó)家的“氣候”，指的是一年不同時(shí)間段里主要的常規(guī)天氣條件，我在這里采用的也是這一含義。

首先，請(qǐng)容我就神秘的風(fēng)談一談，它們?cè)谌祟愇拿靼l(fā)展史上扮演著非常重要的角色。如果沒有赤道地區(qū)洋面上規(guī)律的“信風(fēng)”，美洲大陸的發(fā)現(xiàn)時(shí)間大概會(huì)一直推遲到蒸汽船舶出現(xiàn)以后。如果沒有滿含水汽的清風(fēng)，加利福尼亞和地中海諸國(guó)絕不會(huì)如此繁榮，將它們北面和東面的鄰居遠(yuǎn)遠(yuǎn)拋下。更不用說風(fēng)里夾雜的土石塵埃就像一張巨大的隱形砂紙，經(jīng)過數(shù)百萬年的打磨，就算最雄偉堅(jiān)實(shí)的山峰也會(huì)被碾碎，從地面消失。

“風(fēng)”最直白的含義是指某種“蜿蜒前行”的東西。也就是說，風(fēng)是一股從一個(gè)地方“蜿蜒前行”到另一個(gè)地方的空氣?？蛇@股空氣為什么要從一個(gè)地方蜿蜒前行到另一個(gè)地方呢？原因在于，總有一部分空氣比其他的溫暖一些，相應(yīng)也就輕一些，于是它們獲得了上升的動(dòng)力，直至可以抵達(dá)的最高處。這時(shí)候，真空出現(xiàn)了。正如早在兩千年前希臘人就發(fā)現(xiàn)了的，“自然憎惡真空”，與水和人類一樣，空氣也是“真空憎惡者”，于是，較重的冷空氣便立刻沖進(jìn)真空區(qū)。

當(dāng)然，人人都知道如何在屋子里制造熱空氣，很簡(jiǎn)單，點(diǎn)個(gè)火就行。放大到星際層面，太陽便是爐灶，行星便是等待加熱的屋子。得到最多熱量的自然是最靠近爐子的部分（即赤道一線），分得最少熱量的也就是距離爐子最遠(yuǎn)的地方了（南極和北極地帶）。

現(xiàn)在，爐子在空氣里攪起了一場(chǎng)大騷動(dòng)——循環(huán)式的騷動(dòng)。熱空氣上升，升到最高處的同時(shí)，也就遠(yuǎn)離了原本的熱源，于是開始冷卻。冷卻過程中，它不復(fù)輕靈，轉(zhuǎn)而向地面下沉。而一旦回到低處，它便重新與爐子建立起聯(lián)系。再一次，它變熱，變輕，開始上升。如此周而復(fù)始，直到爐火熄滅。但房屋四壁已經(jīng)趁著爐火還燃燒時(shí)吸收了相當(dāng)多的熱量，因此還能在一段時(shí)間內(nèi)保持房屋的溫暖，時(shí)間長(zhǎng)短取決于建造墻壁的材料。

這些墻壁就好比我們賴以生存的土地。沙子和巖石吸收熱量比浸透了雨水的沼澤快，相應(yīng)地，散起熱來也快得多。

結(jié)果就是，沙漠在日落之后很快就會(huì)冷得令人難以忍受，而森林在天黑后的好幾個(gè)小時(shí)內(nèi)還能保持溫暖舒適。

在存儲(chǔ)熱量方面，水是名副其實(shí)的能量池。結(jié)果就是，比起內(nèi)陸腹地，所有海洋上或近海的國(guó)家都享有更加穩(wěn)定、溫和的氣溫。

若說我們的火爐太陽在夏季燃燒得比冬季更久、更猛烈，那么夏天比冬天溫暖倒也是必然結(jié)果。但還有別的因素影響著太陽的工作成效。如果你曾嘗試在極寒冷的天氣里用小電暖器來加熱浴室，希望里面不至于冷得讓人發(fā)抖，就必定知道，這個(gè)小爐子的放置角度有多重要。太陽也是如此。熱帶地區(qū)陽光接觸地面的角度比極地正得多。因此，一束100英里寬的陽光會(huì)端端正正地直射在100英里的非洲森林或南美洲荒野上，絲毫沒有分散。而在極地附近，同樣一束100英里寬的陽光卻要覆蓋兩倍寬的一長(zhǎng)溜土地或冰面（就像插圖里畫的那樣，說上一千句也不如它清楚），也就是說，這100英里陽光加熱的能力在極地附近被減半了。就好像同一個(gè)燃油鍋爐，為一套6個(gè)房間的公寓供暖可以確保溫度適宜，可若是要求它為12個(gè)房間的公寓提供同樣的保障，則必然會(huì)失敗。

我們的空中火爐的工作更加復(fù)雜，原因在于一個(gè)事實(shí)：太陽必須確保包裹著我們的大氣層也保持相對(duì)穩(wěn)定的溫度。但她卻不能直接完成這一任務(wù)，只能以地球?yàn)槊浇?，迂回地去做?/p>

陽光需要穿透大氣層才能抵達(dá)我們的星球，但它們穿越得太容易、太快，很難影響這塊可靠的地球蓋毯的溫度。于是，它們照射在地球上，地球儲(chǔ)存下熱量，再緩慢地將其中一部分送進(jìn)大氣層。順便多說一句，這一事實(shí)正好解釋了為什么山頂總是那么冷。因?yàn)槲覀兊堑迷礁?，山體從地球本身獲得的熱量就越少。如果（人們過去曾經(jīng)這樣猜測(cè)）太陽直接加熱大氣層，再通過大氣層溫暖地球，那么情況就會(huì)完全顛倒過來，高山頂上也就不可能有白雪皚皚了。

現(xiàn)在，我們進(jìn)入了這個(gè)問題中最困難的部分?？諝獠恢皇俏覀兿氘?dāng)然的“空”氣。它也有實(shí)體與重量。由此推斷，較低處空氣層所承受的壓力比較高處的更大。當(dāng)你想要壓平一片葉子或一朵花時(shí)，你會(huì)把它夾在書中，然后在上面壓上另外二十本書，因?yàn)槟阒?，書堆最下方的那本書受到的壓力最大。我們?nèi)祟惐池?fù)著壓力生存，這個(gè)數(shù)值比大多數(shù)人想象的更加大，相當(dāng)于每平方英寸15磅。這就意味著，要不是身體里也充滿了同樣的空氣，我們?cè)缇捅粔罕饬?。真是萬幸。即便如此，超過30，000磅的重量（依照平均人體體表面積來算）也是個(gè)不容小覷的數(shù)字。不信的話，不妨去試試舉起一輛小型貨車。

然而，即便在大氣層內(nèi)部，氣壓也是不斷變化的。我們能夠知道這一點(diǎn)，多虧了埃萬杰利斯塔·托里拆利[5]的發(fā)明，他是伽利略的學(xué)生，早在17世紀(jì)初就為我們帶來了氣壓計(jì)，就是那個(gè)無論白天黑夜都能測(cè)量氣壓的著名儀器。

第一批托里拆利管一上市，人們便開始將它投入實(shí)踐。他們注意到，海拔每上升900英尺，氣壓柱便下降1英寸。緊接著，一個(gè)影響深遠(yuǎn)的發(fā)現(xiàn)浮出了水面，它讓研究大氣現(xiàn)象的氣象學(xué)成了一門勝任天氣預(yù)測(cè)工作的可靠學(xué)科。

有物理學(xué)家和地理學(xué)者開始懷疑，氣壓和盛行風(fēng)的風(fēng)向相互影響，兩者間存在某種確定聯(lián)系。然而，要找出適用于所有氣流活動(dòng)的不容辯駁的規(guī)則，首先必須花上好幾個(gè)世紀(jì)的時(shí)間來搜集數(shù)據(jù)，以便從中歸納出一些確定的結(jié)論。當(dāng)這一步完成，人們便肯定了，世界上有些區(qū)域的氣壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了海平面平均氣壓，與此同時(shí)，另一些區(qū)域的氣壓卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于這一數(shù)值。于是，前者被命名為高壓地區(qū)，后者則是低壓地區(qū)。緊隨其后被確定的是，風(fēng)永遠(yuǎn)是從高壓地區(qū)向低壓地區(qū)吹，風(fēng)速和風(fēng)力取決于高壓區(qū)氣壓究竟有多高而低壓區(qū)氣壓有多低。當(dāng)前者極高且后者極低時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)非常強(qiáng)的風(fēng)，如風(fēng)暴、氣旋或颶風(fēng)。

風(fēng)不但能夠確保我們居住的地球保持良好的空氣流通，還在雨水分布上扮演了十分重要的角色，若非如此，植物和動(dòng)物的常規(guī)生存發(fā)展都將變成完全不可能的事。

雨水最初只是海洋、內(nèi)陸鹽湖及內(nèi)陸雪原所蒸發(fā)的水分，它們以水蒸氣的形態(tài)隨空氣移動(dòng)。由于熱空氣攜帶蒸汽的能力比冷空氣更強(qiáng)，因此無須太費(fèi)力就能將水汽帶走。直到空氣開始冷卻，部分水蒸氣凝結(jié)起來，以雨水、冰雹或雪的面貌落回地面。

由此可見，任何區(qū)域的降水情況都幾乎完全取決于風(fēng)。如果我們有一片海岸，高山圍繞，與內(nèi)陸隔絕（這是很常見的情形），那么海岸地帶必然潮濕潤(rùn)澤。因?yàn)轱L(fēng)被迫向高處爬升（高處氣壓比較低），就在漸漸遠(yuǎn)離海平面的過程中，溫度隨之降低，直到以雨雪的形式卸去水蒸氣，變成不含一滴水的干燥風(fēng)，重新出現(xiàn)在山的另一側(cè)。

熱帶多風(fēng)且規(guī)律，因?yàn)榈孛娴木薮鬅崃磕軌蛲苿?dòng)空氣上升到極高處，空氣在高空冷卻下來，被迫拋下原本攜帶的大部分水汽，水汽化為傾盆大雨返回地球。但太陽畢竟不是一年到頭都高掛在赤道正上方，總會(huì)略微有些或南或北的偏移，因此赤道周邊的絕大多數(shù)地區(qū)還是分得出四季的，其中兩季總是暴雨傾盆，另兩季卻天氣干燥。

從寒冷地帶向溫暖地帶移動(dòng)的穩(wěn)定氣流所行經(jīng)的地區(qū)情況最糟。因?yàn)?，?dāng)風(fēng)從寒冷地區(qū)向較熱地區(qū)移動(dòng)時(shí)，它們吸收水分的能力也隨之增長(zhǎng)，卻無法釋放所攜帶的水蒸氣，以至于地球上的這類地區(qū)很多都變成了沙漠，十年里也下不了一兩場(chǎng)雨。

有關(guān)風(fēng)和雨的話題大體就先談到這里。更多詳情，咱們?cè)谏婕熬唧w國(guó)家時(shí)再討論。

現(xiàn)在，該談?wù)劦厍虮旧硪约八枪┪覀儼采砹⒚谋”∫粚訋r石硬殼了。

關(guān)于我們這顆星球的天然內(nèi)部構(gòu)造有非常多的理論，但我們能確定的東西依舊極其模糊。

坦白些吧。我們上到過多高的天空，深入過多深的地底？