探秘大氣層

顏士州

厚厚的大氣層究竟分幾層？在古代，人們無法弄清楚這神秘莫測的天穹，便想當然地認為“天有九重”。在今天，科學家根據溫度、氣壓、密度、氣體成分等，把大氣層分成了好幾層，這樣一來，“九重天”變得名副其實，具有真正的科學內容了。

風云變幻的對流層

氣象臺報告的天氣情況就是指的這一層。這里，大氣受地表影響最大，對流十分劇烈，稱為“對流層”，水分子和水汽極大部分集中在這里，風云雨雪就在這里孕育誕生。

翻騰激蕩的對流層大氣，就像一條棉被覆裹著地球，但這條“棉被”有厚有薄：赤道上空蓋得最厚，厚度約為16～18千米;南北兩極的上空最薄，只有7～8千米;而在赤道和兩極之間的上空，逐漸由厚趨薄。中緯度地區，如我國的北京、美國的華盛頓、阿根廷的布宜諾斯等的艾利斯上空，對流層厚度在10～12千米之間。

對流層的厚度不但與緯度有關，也會因季節的變化而有差異。北京上空的對流層，冬天就要比夏天薄一些。

對流層里朝云暮雨，變幻無窮，甚至還會出現一些使人困惑不解的現象。

1952年，在朝鮮戰場上，有一大群從日本起飛的美國轟炸機，企圖襲擊朝鮮北方。從地面上看去，這批飛機的機頭是向西的，正在向西飛行，但實際上是在往東移動。許多人對這奇怪的現象百思不得其解，而氣象學家則認為是轟炸機闖進了地球的“盛行西風帶”。

原來，太陽照在地球上，球形面上受熱是不均勻的，加上地球本身的自轉，這就在對流層里造成了不同的風帶。地球的南北兩極上空經常刮東風;在中高緯度地區，常年吹著西風;而在低緯度地區上空，則北半球東北風不斷，南半球東南風不絕。在一定高度上，這類風的力量十分強勁。那群美國轟炸機正好撞進中、高緯度上空的盛行西風帶里，于是仿佛劃著小舢舨在激流里逆水行駛那樣，自己努力在向前劃行，可實際上卻被洶涌奔瀉的水流裹向下游。

珠母云的故鄉——平流層

假定我們從地面出發，經過對流層去平流層旅行。我們冉冉上升，到了700多米的高度，炎熱消失了，我們好像來到了號稱清涼世界的莫干山頂。再上去，高度到了1～5千米，已經超越了避暑勝地廬山。到了3.5千米高處，已經是隆冬天氣。繼續上升，冷得更厲害，氣溫已降到零下73攝氏度了。有趣的是，在地面從赤道到北極，100攝氏度的溫差要縱跨半個地球，路徑3000千米，而從地面到高空，同樣大的溫差只相距12千米。

我們仍然不斷地上升，不知溫度將冷到什么地步，不料溫度在零下73攝氏度上似乎“凍住”了。繼續上升，溫度不但不再下降，反而一點點上升起來。原來我們已到了目的地——“平流層”，剛才那溫度不變的區域是過渡帶，它的高度大約是1～2千米。

平流層在對流層的上面，離地面大約15～50千米高處的大氣層。這里水汽和灰塵極少，偶爾可以見到閃爍著“珠光寶氣”的云朵，叫做珠母云。在平流層里，隨著溫度的增加，氣溫漸漸暖和，約到50千米高處的平流層頂，雖然沒有鳥語花香，卻也近似早春時節了，這里的氣溫在5攝氏度上下。

不勝寒冷的中間層

平流層再往上一站是中大氣層，這里又是一重天。在平流層和中大氣層之間，有一個過渡帶。平流層頂到中大氣層頂或稱中間層頂，大約有35千米，也就是說，中間層頂離地面約有85千米。

在這一層里，溫度的趨勢也同對流層一樣，越往高處走，溫度越低。所不同的是，對流層頂溫度不過為零下73攝氏度;而在中間層頂，溫度竟然到了零下123攝氏度。要知道，在這個低溫下，加上一定的壓力，連生命所不可須叟離開的氧氣也凝成了藍瑩瑩的液體了。中間層頂離地面的高度在80～90千米之間，有的地方高一些，有的地方低一些。

又一重天——熱層

從中間層上去，再經過一個過渡帶，就進入了又一重天，叫做熱層。顧名思義，這里氣溫很高。

熱層的最初30～40千米處，溫度就超過了零下123攝氏度到零下133攝氏度的溫差。到地面150千米的高處，溫度驟升到230攝氏度以上了。當然，這里所說的溫度，都是指白天的溫度。在背著太陽的夜晚，溫度卻不到白天的40%。原來，陽光里的紫外線被這一層里以氧分子為主的空氣大量吸收，轉化成了熱能。

另一重天叫做等溫層。等溫層與熱層界限不分明，只是在等溫層里，溫度比較穩定，所以有的科學家仍然把它看作熱層的一部分。等溫層的頂部在離地面500千米的高處。

九重天頂——外大氣層

離地面500～1000千米高處是一個廣漠的空間。大氣分子稀少并幾乎都孤零零地離群索居，很難相互碰撞。一些帶電的粒子，運動受到磁力線的約束;中性粒子自由自在無拘無束;有些速度比較大的粒子，就會擺脫地球的引力，向太空逃去。這一層被稱為九重天頂，也叫外大氣層，再上去就是宇宙空間了。

大氣層是地球的天然屏障，它使地球上的生物不受宇宙各種射線、太陽粒子以及流星和宇宙塵的襲擊。氣象科學家為了解釋許多奇特的高空現象，還根據大氣的物理性質劃分層次，因此大氣層里的學問還多著呢。