九重天上看風云

顏士州

在氣象科學預報出現以后，“出門看天色”這句話漸漸被人們遺忘了。然而氣象臺站發布的消息，主要是近地面的氣象情況；即使發布高空氣象信息，最多也不過是地面上空20千米處的氣象情況。這對地球的整個大氣圈來說，只占總厚度的1%左右而已。

厚厚的大氣圈究竟分幾層？在古代，人們無法弄清楚這莫測高深的天穹，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，把大氣圈分成了好些層次。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

氣象臺站報告的天氣情況是最接近地面的這一層。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，就像一條棉被裹著地球，但這條“棉被”有厚有薄：赤道上空蓋得最厚，厚度為16千米至18千米；南北兩極的上空最薄，只有七八千米；而在赤道和兩極之間的上空，逐漸由厚趨薄。中緯度地區，如中國的北京、美國的華盛頓、阿根廷的布宜諾斯艾利斯上空，厚度在10千米至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。許多人對這一奇怪的現象不得其解，而氣象學家認為：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，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，于是仿佛劃著小舢板在激流里逆水行駛那樣，雖然努力在向前劃行，實際上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1千米至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-73℃了。這里已越過了對流層頂，氣溫跟北極的嚴冬相仿。有趣的是，在地面從赤道到北極，100℃的溫差要縱跨半個地球，路程達3000千米；而從地面到高空，同樣大的溫差，只相距12千米。

我們仍然不斷上升，不知溫度將冷到什么地步，不料溫度在-73℃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，剛才那個溫度不變的區域是過渡帶，它的高度是一二千米。

平流層是在對流層的上面，離地面15千米至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，叫作珠母云。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，氣溫在5℃上下。

不勝寒冷的中層頂

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層頂，大約有35千米，也就是說，中層頂離地面約有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，溫度越下降。不同的是，對流層頂溫度不過為-73℃；而在中層頂，溫度竟然到了-123℃。要知道，在這個低溫下，加上一定的壓力，連生命不可須臾離開的氧氣也會凝成藍瑩瑩的液體。中層頂離地面的高度在80千米至90千米之間，有的地方高一些，有的地方低一些。

又一重天——熱成層

從中層頂上去，再經過一個過渡帶，就進入了又一重天，叫作熱成層。顧名思義，這里是一個熱的世界。

熱成層的最初三四十千米處，溫度就超過了-133℃到-123℃的溫差。到地面150千米的高處，溫度就會驟升到230℃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。

另一重天叫作等溫層。等溫層與熱成層的界限不分明，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成層的一部分。等溫層的頂部在離地面500千米的高處。

九重天頂——熱大氣層

離地面500千米至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。

大氣圈是地球的天然屏障，它保護地球上的一切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。“九重天”現已不再神秘，大氣圈里的學問，還等著我們一一去解釋。