九重天上看风云

2019-10-29 10:55州州
学与玩 2019年10期
关键词:平流层中层大气层

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在气象科学预报出现以后,“出门看天色”这句话渐渐被人们遗忘了。“看天色”看的到底是什么呢?看的就是厚厚的大气层,也就是我们俗称的天空。在古代,人们弄不清莫测高深的天穹,便想当然地认为“天有九重”。在今天,科学家根据温度、气压、密度、气体成分等,把大气分成了好些层次,这样一来,“九重天”变得名副其实。

风云变幻之对流层

气象台报告的天气情况是最接近地面的这一层。这里,大气受地表影响最大,对流十分剧烈,称为“对流层”。水分子和水汽极大部分集中在这里,风云雨雪就在这里孕育诞生。

翻腾激荡的对流层大气,就像一条棉被覆裹着地球。但这条棉被有厚有薄:赤道上空盖得最厚,约为16~l8公里;南北两极的上空最薄,只有7~8公里;而在赤道和两极之间的上空,逐渐由厚趋薄。此外,对流层的厚度还会因季节的变化而有差异,比如北京上空的对流层,冬天就要比夏天薄一些。

珠母云的故乡之平流层

假定我们从地面出发,经过对流层去平流层旅行。我们冉冉上升,到了700多米的高度,炎热消失了,我们好像来到了号称“清凉世界”的莫干山顶。再上去,高度超过1公里,温度已经比避暑胜地庐山更低了。到了3.5公里高处,已经是隆冬天气。继续上升,冷得更厉害,气温降到零下73摄氏度了。这里已越过了对流层顶,气温跟北极的严冬相仿。有趣的是,在地面从赤道到北极,100摄氏度的温差要纵跨半个地球,路径3000公里,而从地面到高空,同样大的温差,只相距12公里。

我们不断地上升,不知温度将降到什么地步,不料温度在零下73摄氏度时,似乎“冻住”了。继续上升,温度不但不再下降,相反还会一点点上升。原来我们已到达目的地——“平流层”,刚才那温度不变的区域是过渡带,它的厚度大约是1~2公里。

平流层在对流层的上面,离地面大约15~50公里。这里水汽和灰尘极少,偶尔可以见到闪烁着“珠光宝气”的云朵,叫作“珠母云”。在平流层里继续上升,一直到约50公里高处的“平流层顶”,四周渐渐暖和起来。这里虽然没有鸟语花香,却也近似早春时节,气温达到5摄氏度上下。

不胜寒冷之中层顶

平流层再往上一站是“中大气层”,在平流层顶到中大气层顶又被称为“中层顶”,大约有35公里,也就是说,中层顶离地面约有85公里。

在这一层里,温度的趋势也同对流层一样,越往高处走,温度越下降。所不同的是,对流层顶温度不过为零下73摄氏度;而在中层顶,溫度竟然到了零下123摄氏度。要知道,在这个低温下,加上一定的压力,连生命所不可须臾离开的氧气也凝成蓝莹莹的液体了。

又一重天之热成层

从中层顶上去,再经过一个过渡带,进入了又一重天,叫作“热成层”。顾名思义,这里是一个热的世界。热成层的最初30~40公里处,温度开始升高,不过差别不大;80~160公里处,温度剧烈上升;而到了250公里处,气温高达1027℃。当然,这里所说的温度,都是指白天的温度。在背着太阳的夜晚,温度不到白天的40%。原来,阳光里的紫外线被这一层里以氧分子为主的空气大量吸收,转化成了热能。

九重天顶之热大气层

离地面500~1000公里高处是一个广阔的空间。大气分子稀少并几乎都孤零零地离群索居,很难相互碰撞。一些带电的粒子运动受到磁力线的约束;中性粒子自由自在无拘无束;有些速度比较大的粒子,就会摆脱地球的引力,向太空逃去。这一层也叫“外大气层”,是实至名归的“九重天顶”,再往上走就是宇宙空间了。

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