大氣層不愧為地球的“大衣”

沈葉華

大衣，價格昂貴，材質珍貴，一向為人追捧，那么，我說大氣層就是地球 的“大衣”，你相信嗎？

從太空看地球的大氣層，藍藍的、毛毛的一層，好像給地球披上一件可愛的“大衣”。然而，大氣可比大衣的作用大得多了，它不止能保暖那么簡單啊，還是人類生存的必要條件之一。沒有大氣中的氧氣，我們怎么呼吸？地球若沒有大氣層的保護，那么地球白天將被太陽燒烤得滾燙滾燙，太陽下山后熱量迅速消散，致使氣溫直跌到冰窟窿的水平，令地球不再宜居;沒有大氣層的抵擋，小行星（巨石）橫沖直撞地球，如冰雹砸向我們，人類血肉之軀怎承受得了……地球的大氣層更像柚子厚厚的外皮，嚴嚴實實保護著里面甜甜的果肉——地球的山川草木、動物與人類。

大氣自然也受到地心引力的吸引，在包裹、護衛地球的同時也壓迫著地球，以及地球上所有的東西——當然也包括人類。由于空氣無所不在、無孔不入，地球上任何東西的表面積沒有毫厘能逃脫空氣的擠壓，這擠壓的力就是我們所說的大氣壓。大氣壓雖壓迫我們身體，但沒這個壓迫，我們還活不成呢。

這樣說來，我們從頭到腳，凡接觸到空氣的——五官四肢，全身皮囊，都被空氣壓迫著，可我們咋就沒感覺？沒被壓垮壓扁？如何證明身上有這“大氣壓”壓著？好，我們來做個小實驗，讓“隱形”的大氣壓立即“現身”。

大家都知道，海拔越高的地方，空氣越稀薄（氧氣含量隨之減少，所以登珠穆朗瑪峰的人需攜帶氧氣瓶），反之，海拔越低的地方，空氣越稠密，這兩地的大氣壓力有什么不同？我們來做個小實驗看看吧。

我們登上了海拔4300米的山頂，此時把一個空塑料瓶擰上瓶蓋，大家看好了：這時瓶子是規整的，不癟不脹（下圖1）;我們把它帶到海拔2 700米的山腰時，瓶子被捏扁了（下圖2）;再帶到海拔300米的山腳時，瓶子被扭成麻花了（下圖3）。我們一路上小心翼翼護著瓶子，是誰暗中搞破壞？它就是大氣的壓力。

在高海拔的地方，空氣稀薄，此時瓶子內外的氣體都是稀薄的，對于瓶身來說，內外的壓力同樣低，因而達到平衡，所以瓶子保持原來形狀（上圖1）;往低海拔的地方走，四周空氣越來越濃密，壓力越來越強大，四面八方壓向瓶子，瓶子由于是擰著蓋子的，瓶內仍保持著原來的“低氣壓”，此時就抵不住外面的“高氣壓”，瓶身就被壓塌了（上圖2、圖3）。這就是大氣的力量（氣壓），它隨著海拔的降低而升高。

所以說，空氣雖看不見、摸不著，但是“力大無窮”。歷史上有一個著名的馬德堡半球實驗，是德國科學家奧托-馮-格里克在1654年完成的。格里克先將兩個銅半球（銅球的直徑約為0.5米）合上，將球內的氣體全部抽出，此時在球外的兩側分別用8匹膘肥體壯的馬將球往相反方向拉，但不管馬夫怎樣吆喝、鞭打馬匹，16匹壯馬怎樣喘著粗氣，使勁用力，就是無法將銅球拉開。

是什么魔力將兩個半球死死粘合（兩半球接合處沒有什么強力膠），銅球內可是空蕩蕩，連空氣都沒有！這魔力，就是由于球內沒有空氣、沒有氣壓，而球外有空氣、有氣壓，球外的氣壓死死頂著兩個半球組合的圓球的外壁，球外的氣壓大得超過16匹壯馬的馬力，所以銅球無法再分開成兩個半球。

那如何才能掰開這兩個半球？這時，科學家格里克把銅球上的閥門擰開，空氣順著閥門進入球內，球內進了空氣，球內的氣壓與球外的氣壓一致，內、外力量均衡而抵消了，此時雙手把兩個半球往相反方向一拉，球自然就被掰開了。

馬德堡半球實驗是在一個普通環境里進行的，實驗中的大氣壓就是我們日常生活的大氣壓。想想看，我們身體不正像銅球的外壁，被同樣巨大的氣壓擠迫著？的確如此。我們單從頭頂到肩膀，就承受著約1噸的氣壓壓力，相當于一輛小轎車的重力。這輛小轎車一年到頭、沒日沒夜地壓著我們，我們咋沒倒下，沒被壓扁？人類源自地球，人體自然是適應地球環境的。我們的胸腔、腹腔和五官等處，均有氣體氣壓，人體內的氣壓與體外的大氣壓平衡了，人體內外沒有氣壓差，我們也就沒感覺大氣壓的“壓力山大”了。

要是移走這“壓力山大”的大氣壓，我們不是活得更輕松？這可萬萬使不得。沒了大氣緊緊裹壓人體，人體內的氣體無所約束，就會像吹氣的氣球膨脹起來，人也活不長了。這也是為什么宇航員到了沒有氣壓的太空，必須穿上宇航服：它制造體外氣壓，讓體內的氣壓得以平衡，人體才不變形。

要是地球像太空，沒有氣壓，我們每時每刻都裹得像個“包子”，活著真累。要是大氣壓過低或過高呢？火星上的氣壓只是地球的1%，且氣溫低，液態水無法存在火星地表;金星地面的氣壓是地球的90多倍，也就是說，金星地面的氣壓好比地球海水900米深處的壓力。要知道在地球上，即使我們穿上抗壓的潛水服，最深只能潛到海水300米處，再往下，就會被水壓壓死。如果是900米深，我們還有活路嗎？由此可見，一個星球，無論是無氣壓、低氣壓還是高氣壓，都是不適合人類生存的。

如果地球的大氣壓不是恰到好處，地球就會像火星或金星，赤地千里、寸草不生，我們將無家可歸?，F在我們能活得如魚得水、如鳥在林般舒適，一定不要忘記這看不見、摸不著、分分秒秒伴著我們的大氣壓。