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3。寬廣的宇宙。

其他天的字樣4。天，至高無(wú)上。--《說(shuō)文》天，氣也。--《論衡·談天》形天與帝至此爭(zhēng)神，帝斷其首。--《神話四則·形天》天似穹廬。--《樂(lè)府詩(shī)集·雜歌謠辭·敕勒歌》在古代漢語(yǔ)中，也有人用碧落來(lái)形容天空，碧落是道家稱東方第一層天，碧霞滿空，叫做"碧落"。后來(lái)泛指天上(天空)。折疊編輯本段特征折疊天空顏色天空之所以是藍(lán)顏色的，是因?yàn)樘?yáng)光是七種光組成。七種光中波長(zhǎng)較短的是青、藍(lán)、紫，光波較的最容易被空氣分子與空氣中的塵埃散射，所以陽(yáng)光通過(guò)大氣層時(shí)其中的青、藍(lán)、紫三種光大部分被散射。大氣層中紫色幾乎看不到，因?yàn)樽仙庠诒簧⑸涞耐瑫r(shí)大部分也被吸收，而且人類的眼睛對(duì)紫色也并不敏感。天空的顏色(也就是大氣層的顏色)實(shí)際上是光譜中藍(lán)色周圍的合成顏色，我們稱之為"蔚藍(lán)"。如果沒(méi)有大氣層我們看見(jiàn)的太陽(yáng)就是在漆黑的太空背景中一個(gè)非常耀眼的大火球，空間站的宇航員就能看到這樣的景象，因?yàn)樘?yáng)光透過(guò)大氣層失去了大部分光譜中的藍(lán)色區(qū)域，我們透過(guò)大氣層看太陽(yáng)往往是黃顏色的。藍(lán)色光與黃色光混合后是白光(沒(méi)通過(guò)大氣層的太陽(yáng)光)。陰雨天的天空是灰白色的，因?yàn)樵茖虞^厚對(duì)陽(yáng)光的主要表現(xiàn)是反射，這時(shí)光線就比晴天弱，天空就比晴天顯得暗一些，當(dāng)再次陽(yáng)光透過(guò)較厚云層后，由于云層中含水量較大，還有較多的塵埃，陽(yáng)光經(jīng)反射后就主要表現(xiàn)塵埃與小水滴或小冰晶的顏色，所以陰雨天的天空看上去是灰白色的。折疊天空組成要了解天空的組成必須提到大氣層，地球是被大氣層層層包裹起來(lái)的，所以也是我們所認(rèn)識(shí)天空的另一種叫法。大氣層(atmosphere)，地質(zhì)學(xué)專業(yè)術(shù)語(yǔ)，地球就被這一層很厚

天空的組成的大氣層包圍著。大氣層的成分主要有氮?dú)?，?8.1%;氧氣占20.9%;氬氣占0.93%;還有少量的二氧化碳、稀有氣體(氦氣、氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、氡氣)和水蒸氣。大氣層的空氣密度隨高度而減小，越高空氣越稀薄。大氣層的厚度大約在1000千米以上，但沒(méi)有明顯的界限。整個(gè)大氣層隨高度不同表現(xiàn)出不同的特點(diǎn)，分為對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和散逸層，再上面就是星際空間了。對(duì)流層在大氣層的最低層，緊靠地球表面，其厚度大約為10至20千米。對(duì)流層的大氣受地球影響較大，云、霧、雨等現(xiàn)象都發(fā)生在這一層內(nèi)，水蒸氣也幾乎都在這一層內(nèi)存在，還存在大部分的固體雜質(zhì)。這一層的氣溫隨高度的增加而降低，大約每升高1000米，溫度下降5~6℃;動(dòng)、植物的生存，人類的絕大部分活動(dòng)，也在這一層內(nèi)，因?yàn)檫@一層的空氣對(duì)流很明顯，故稱對(duì)流層。對(duì)流層以上是平流層，大約距地球表面20至50千米。平流層的空氣比較穩(wěn)定，大氣是平穩(wěn)流動(dòng)的，故稱為平流層。在平流層內(nèi)水蒸氣和塵埃很少，并且在30千米以下是同溫層，其溫度在-55℃左右，溫度基本不變，在30千米至50千米內(nèi)溫度隨高度增加而略微升高。平流層以上是中間層，大約距地球表面50至85千米，這里的空氣已經(jīng)很稀薄，突出的特征是氣溫隨高度增加而迅速降低，空氣的垂直對(duì)流強(qiáng)烈。中間層以上是暖層，大約距地球表面100至800千米，最突出的特征是當(dāng)太陽(yáng)光照射時(shí)，太陽(yáng)光中的紫外線被該層中的氧原子大量吸收，因此溫度升高，故稱暖層。散逸層在暖層之上，為帶電粒子所組成。

天空大氣層又稱大氣圈，是因重力關(guān)系而圍繞著地球的一層混合氣體，是地球最外部的氣體圈層，包圍著海洋和陸地，大氣圈沒(méi)有確切的上界，在離地表2000~16000公里高空仍有稀薄的氣體和基本粒子，在地下，土壤和某些巖石中也會(huì)有少量氣體，它們也可認(rèn)為是大氣圈的一個(gè)組成部分，地球大氣的主要成分為氮、氧、氬、二氧化碳和不到0.04%比例的微量氣體，這些混合氣體被稱為空氣，地球大氣圈氣體的總質(zhì)量約為5.136×10^21克，相當(dāng)于地球總質(zhì)量的0.86%，由于地心引力作用，幾乎全部的氣體集中在離地面100公里的高度范圍內(nèi)，其中75%的大氣又集中在地面至10公里高度的對(duì)流層范圍內(nèi)，根據(jù)大氣溫度垂直分布和運(yùn)動(dòng)特征，在對(duì)流層之上還可分為平流層、中氣層、增溫層等。大氣層保護(hù)地表避免太陽(yáng)輻射直接照射，尤其是紫外線;也可以減少一天當(dāng)中極端溫差的出現(xiàn)。除此之外，還有兩個(gè)特殊的層，即臭氧層和電離層。臭氧層距地面20至30千米，實(shí)際介于對(duì)流層和平流層之間。這一層主要是由于氧分子受太陽(yáng)光的紫外線的光化作用造成的，使氧分子變成了臭氧。電離層很厚，大約距地球表面80千米以上。電離層是高空中的氣體，被太陽(yáng)光的紫外線照射，電離層由帶電荷的正離子和負(fù)離子及部分自由電子形成的。電離層對(duì)電磁波影響很大，我們可以利用電磁短波能被電離層反射回地面的特點(diǎn)，來(lái)實(shí)現(xiàn)電磁波的遠(yuǎn)距離通訊。在地球引力作用下，大量氣體聚集在地球周圍，形成數(shù)千公里的大氣層。氣體密度隨離地面高度的增加而變得愈來(lái)愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍發(fā)現(xiàn)有稀薄大氣，有人認(rèn)為，大氣層的上界可能延伸到離地面6400公里左右。據(jù)科學(xué)家估算，大氣質(zhì)量約6000萬(wàn)億噸，差不多占地球總質(zhì)量的百萬(wàn)分之一。大氣體積成分:氮78%、氧21%、氬0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%，此外還有水汽、塵埃、氣溶膠及大粒度懸浮顆粒。由于地磁場(chǎng)的保護(hù)作用，使得大氣層在太陽(yáng)風(fēng)及宇宙高能射線流的刮蝕作用下得以保存。自然狀態(tài)下，大氣是由混合氣體、水汽和雜質(zhì)組成。除去水汽和雜質(zhì)的空氣稱為干潔空氣。 干潔空氣的主要成分為78.09%的氮，20.94%的氧，0.93%的氬。這三種氣體占總量的99.96%，其它各項(xiàng)氣體含量計(jì)不到0.1%，這些微量氣體包括氖、氦、氪、氙等稀有氣體 。在近地層大氣中上述氣體的含量幾乎可認(rèn)為是不變化的，稱為恒定組分。在干潔空氣中，易變的成分是二氧化碳(CO2)、臭氧(O3)等，這些氣體受地區(qū)、季節(jié)、 氣象以及人類生活和生產(chǎn)活動(dòng)的影響。正常情況下，二氧化碳含量在20km以上明顯減少。近地層干潔空氣組成如表1-1-1所示。大氣中組分是不穩(wěn)定的，無(wú)論是自然災(zāi)害，還是人為影響，會(huì)使大氣中出現(xiàn)新的物質(zhì)，或某種成分的含量過(guò)多地超出了自然狀態(tài)下的平均值，或某種成分含量減少，都會(huì)影響生物的正常發(fā)育和生長(zhǎng)，給人類造成危害，這是環(huán)境保護(hù)工作者應(yīng)研究的主要對(duì)象。表1-1-1 干潔空氣的氣體成分氣體體積分?jǐn)?shù)?氣體體積分?jǐn)?shù)(×10)?(×10)氮780 900氪1氧209 400一氧化氮1.5氬9 300氫1.5二氧化碳315氙1.08氖18二氧化氮1.02甲烷1.0~1.2折疊編輯本段形態(tài)天空的表現(xiàn)形態(tài)多種多樣，它在承載人類認(rèn)識(shí)速度最快的光，變化無(wú)常的它是人類最原始的創(chuàng)意啟蒙者。各種各樣的形態(tài)通常用天氣來(lái)表達(dá)，天氣是指某一個(gè)地方距離地表較近的大氣層在短時(shí)間內(nèi)的具體狀態(tài)。而天氣現(xiàn)象則是指發(fā)生在大氣中的各種自然現(xiàn)象，即某瞬時(shí)內(nèi)大氣中各種氣象要素(如氣溫、氣壓、濕度、風(fēng)、云、霧、雨、閃、雪、霜、雷、雹、霾等)空間分布的綜合表現(xiàn)。天氣過(guò)程就是一定地區(qū)的天氣現(xiàn)象隨時(shí)間的變化過(guò)程。各種天氣系統(tǒng)都具有一定的空間尺度和時(shí)間尺度，而且各種尺度系統(tǒng)間相互交織、相互作用。許多天氣系統(tǒng)的組合，構(gòu)成大范圍的天氣形勢(shì)，構(gòu)成半球甚至全球的大氣環(huán)流。天氣系統(tǒng)總是處在不斷新生、發(fā)展和消亡過(guò)程中，在不同發(fā)展階段有其相對(duì)應(yīng)的天氣現(xiàn)象分布。風(fēng)風(fēng)是由空氣流動(dòng)引起的一種自然現(xiàn)象，它是由太陽(yáng)輻射熱引起的。太陽(yáng)光照射在地球表面上，使地表溫度升高，地表的空氣受熱膨脹變輕而往上升。熱空氣上升后，低溫的冷空氣橫向流入，上升的空氣因逐漸冷卻變重而降落，由于地表溫度較高又會(huì)加熱空氣使之上升，這種空氣的流動(dòng)就產(chǎn)生

了風(fēng)。從科學(xué)的角度來(lái)看，風(fēng)常指空氣的水平運(yùn)動(dòng)分量，包括方向和大小，即風(fēng)向和風(fēng)速;但對(duì)于飛行來(lái)說(shuō)，還包括垂直運(yùn)動(dòng)分量，即所謂垂直或升降氣流。大風(fēng)可移動(dòng)物體與物體(物質(zhì)質(zhì)量)方向。風(fēng)的速度很快。風(fēng)的形成是集結(jié)的水蒸氣(云)結(jié)成水時(shí)，體積縮小，周圍水蒸氣前來(lái)補(bǔ)充，就形成風(fēng)。地球上的風(fēng)與水源有關(guān)系，風(fēng)由水與水蒸氣的脹縮而產(chǎn)生。風(fēng)由大海吹向陸地，或陸地吹向 大海，在夏天地面上溫度高空氣、水蒸氣彭脹上升，要由海面比重大的空氣、水蒸氣補(bǔ)充地面空氣空間，海面溫度低空氣收縮。要由地面上溫度高空氣彭脹上升的空氣、水蒸氣補(bǔ)充海面空氣空間。在冬天海面溫度高海面空氣上升，地面溫度低空氣比重大沿地面補(bǔ)充海面空間。由于風(fēng)速大小、方向還有濕度等的不同，會(huì)產(chǎn)生許多類型的風(fēng)。疾風(fēng)、大風(fēng)、烈風(fēng)、狂風(fēng)、暴風(fēng)和颶風(fēng)，這些常見(jiàn)類型的風(fēng)，蒲福風(fēng)級(jí)風(fēng)力分別為七、八、九、十、十一和十二級(jí)。陣風(fēng):當(dāng)空氣的流動(dòng)速度時(shí)大時(shí)小時(shí)，會(huì)使風(fēng)變得忽而大，忽而小，吹在人的身上有一陣陣的感覺(jué)，這就是生活上認(rèn)定的陣風(fēng)。氣象上，風(fēng)速通常指2分鐘內(nèi)的平均情況，而風(fēng)速時(shí)大時(shí)小，陣風(fēng)通常就是指這段時(shí)間里最大的瞬時(shí)風(fēng)速。如果天氣預(yù)報(bào)，今天風(fēng)力4-5級(jí)，陣風(fēng)6級(jí)，就是說(shuō)今天平均風(fēng)力4-5級(jí)，最大瞬時(shí)風(fēng)力可達(dá)6級(jí)。旋風(fēng):當(dāng)空氣攜帶灰塵在空中飛舞形成漩渦時(shí)，這就是旋風(fēng)。焚風(fēng):當(dāng)空氣跨越山脊時(shí)，由于空氣下沉，背風(fēng)坡上容易發(fā)生一種暖(或熱)而干燥的風(fēng)，就叫焚風(fēng)。臺(tái)風(fēng)，就是發(fā)生在熱帶海洋上的大氣渦旋， 所以又叫熱帶氣旋。當(dāng)渦旋中心最大風(fēng)力達(dá)到八級(jí)以上時(shí)，就叫臺(tái)風(fēng);中心最大風(fēng)力在六至七級(jí)叫弱臺(tái)風(fēng);中心最大風(fēng)力達(dá)八至十二級(jí)時(shí)，叫強(qiáng)臺(tái)風(fēng)。龍卷風(fēng):從積雨云中伸向地面的一種范圍很小，破壞力極大的空氣渦旋。發(fā)生在陸地上的叫陸龍卷，發(fā)生在海洋上的叫海龍卷，又叫水龍卷。龍卷風(fēng)是一種旋轉(zhuǎn)力很強(qiáng)的猛烈風(fēng)暴，風(fēng)速最大可達(dá)每秒100米以上。山谷風(fēng):在山區(qū)，白天風(fēng)沿山坡、山谷往上吹，夜間則沿山坡、山谷往下吹,。這種在山坡和山谷之間，隨晝夜交替而轉(zhuǎn)換風(fēng)向的風(fēng)叫山谷風(fēng)。海陸風(fēng):在近海岸地區(qū)，白天風(fēng)從海上吹向大陸上，夜間又從陸上吹向海上，這種晝夜交替、有規(guī)律地改變方向的風(fēng)稱海陸風(fēng)。冰川風(fēng):在白晝和夜間,，沿著冰川沿下坡方向所吹的淺層風(fēng)。季風(fēng):隨著季節(jié)交替，盛行風(fēng)向有規(guī)律地轉(zhuǎn)域的風(fēng)。在冬季，空氣從高壓的陸上流向低壓的海上，這叫冬季風(fēng);在夏季，風(fēng)從海上吹向陸上，叫夏季風(fēng)。我國(guó)是季風(fēng)顯著的國(guó)家，冬季多偏北風(fēng)，夏季多偏南風(fēng)。這就給我國(guó)大部分地區(qū)帶來(lái)了冬干夏濕的季風(fēng)氣候特色。信風(fēng):在低層大氣中，從副熱帶高壓吹向赤道地區(qū)廣大區(qū)域內(nèi)的持繼性風(fēng)。在北半球，信風(fēng)盛行風(fēng)是東北;而在南半球則是東南。信風(fēng)的特征是具有高度經(jīng)常性，朝一個(gè)方向以幾乎不變的力量整年吹。反信風(fēng):在赤道地方上升的熱空氣到了大氣上層分向兩級(jí)流動(dòng)，這種氣流就稱反信風(fēng)。由于地球自轉(zhuǎn)的作用，反信風(fēng)在北半球偏右，在南半球偏左。反信風(fēng)不斷把氛圍帶到緯度30°至35°之間的地帶，構(gòu)成空氣聚積的狀態(tài)，形成副熱帶高壓帶。所以在此區(qū)域沙漠較多。云云是大氣中水汽凝結(jié)(凝華)成的水滴、過(guò)冷水滴、冰晶或者它們混合組成的漂浮在空中的可見(jiàn)聚合物。云是地球上龐大的水循環(huán)的有形結(jié)果。太陽(yáng)照在地球的表面，水蒸發(fā)形成水蒸氣，一旦水汽過(guò)飽和，水分子就會(huì)聚集在空氣中的微塵(凝結(jié)核)周圍，由此產(chǎn)生的水滴或冰晶將陽(yáng)光散射到各

各種云 個(gè)方向，這就產(chǎn)生了云的外觀。因?yàn)樵品瓷浜?a target="_blank" >散射所有波段的電磁波，所以云的顏色成灰度色，云層比較薄時(shí)成白色，但是當(dāng)它們變得太厚或濃密而使得陽(yáng)光不能通過(guò)的話，它們可以看起來(lái)是灰色或黑色的。云可以形成各種的形狀，也因在天上的不同高度、形態(tài)而分為許多種。地面上的水吸熱變成水蒸氣，上升到天空蒸汽層上層。由于蒸汽層上層溫度低，水蒸氣體積縮小比重增大，蒸汽下降。由于蒸汽層下面溫度高，下降過(guò)程中吸熱，再度上升遇冷，再下降，如此反復(fù)氣體分子逐漸縮小，最后集中在蒸汽層底層。在底層形成低溫區(qū)，水蒸氣向低溫區(qū)集中，這就形成云。比較籠統(tǒng)地說(shuō)，云主要有三種形態(tài):一大團(tuán)的積云、一大片的層云和纖維狀的卷云。科學(xué)上云的分類最早是由法國(guó)博物學(xué)家讓-巴普蒂斯特·拉馬克(Jean Lamarck)于1801年提出的。1929年，國(guó)際氣象組織以英國(guó)科學(xué)家路克·何華特(Luke Howard)于1803年制定的分類法為基礎(chǔ)，按云的形狀、組成、形成原因等把云分為十大云屬。而這十大云屬則可按其云底高度把它們劃入三個(gè)云族:高云族、中云族、低云族。另一種分法則將積雨云從低云族中分出，稱為直展云族。這里使用的云底高度僅適用于中緯度地區(qū)。(除英美等國(guó)外，世氣組織與各國(guó)一般采用國(guó)際單位制)。雷雷是云層放電時(shí)發(fā)出的響聲。雷與閃電是完全不同的兩個(gè)自然現(xiàn)象，一個(gè)指聲音，是聽(tīng)的;一個(gè)指形象，是看的。絕大多數(shù)時(shí)候同時(shí)出現(xiàn)。英文Thunder;雷是伴隨閃電產(chǎn)生的大氣發(fā)聲現(xiàn)象。由于閃電放電，閃電通道內(nèi)的空氣瞬間產(chǎn)生高溫高壓，體積急驟膨脹造成一個(gè)向通道四周傳播的激蕩波，這個(gè)高壓激蕩波在很短距離內(nèi)迅速衰退并退化為強(qiáng)大的可聞波和次聲波。大體可分為炸雷，悶雷和拉磨雷(持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)的低沉聲響)三種。一般而言，雷聲的傳播距離不超過(guò)25千米，在海上最遠(yuǎn)時(shí)可達(dá)100千米。雷聲聲強(qiáng)譜的峰值頻率為4--125赫，有的在次聲波，有的在可聞波。閃電是雷雨云體內(nèi)各部分之間或云體與地面之間，因帶電性質(zhì)不同形成很強(qiáng)的電場(chǎng)的放電現(xiàn)象。由于閃電通道狹窄而通過(guò)的電流太多，這就使閃電通道中的空氣柱被燒得白熱發(fā)光，并使周圍空氣受熱而突然