九重天上看风云

颜士州

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。然而气象台站发布的消息，主要是近地面的气象情况；即使发布高空气象信息，最多也不过是地面上空20千米处的气象情况。这对地球的整个大气圈来说，只占总厚度的1%左右而已。

厚厚的大气圈究竟分几层？在古代，人们无法弄清楚这莫测高深的天穹，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，把大气圈分成了好些层次。这样一来，“九重天”变得名副其实，具有真正的科学内容了。

风云变幻的对流层

气象台站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，就像一条棉被裹着地球，但这条“棉被”有厚有薄：赤道上空盖得最厚，厚度为16千米至18千米；南北两极的上空最薄，只有七八千米；而在赤道和两极之间的上空，逐渐由厚趋薄。中纬度地区，如中国的北京、美国的华盛顿、阿根廷的布宜诺斯艾利斯上空，厚度在10千米至12千米之间。

对流层的厚度不但与纬度有关，也会因季节的变化而有差异：北京上空的对流层，冬天就要比夏天薄一些。

对流层里朝云暮雨，变幻无穷，甚至还会出现一些使人困惑不解的现象。

1952年，在朝鲜战场上，有一大群从日本起飞的美国轰炸机，企图袭击朝鲜北方。从地面上看去，这批飞机的机头是向西的，正在向西飞行，但实际上是在往东移动。许多人对这一奇怪的现象不得其解，而气象学家认为：轰炸机闯进了地球的“盛行西风带”。

原来太阳照在地球上，球形面上受热是不均匀的，加上地球本身的自转，这就在对流层里造成了不同的风带。地球的南北两极上空经常刮东风；在中高纬度地区，常年吹着西风；而在低纬度地区上空，北半球东北风不断，南半球东南风不绝，在一定高度上，这类风的力量十分强劲。那群美国轰炸机正好撞进中、高纬度上空的盛行西风带里，于是仿佛划着小舢板在激流里逆水行驶那样，虽然努力在向前划行，实际上被汹涌奔泻的水流裹向下游。

珠母云的故乡——平流层

假定我們从地面出发，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，高度到了1千米至5千米，已经超越了避暑胜地庐山。到了3.5千米高处，已经是隆冬天气。继续上升，冷得更厉害，气温已降到-73℃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℃的温差要纵跨半个地球，路程达3000千米；而从地面到高空，同样大的温差，只相距12千米。

我们仍然不断上升，不知温度将冷到什么地步，不料温度在-73℃上似乎“冻住”了。继续上升，温度不但不再下降，反而一点点上升起来。原来我们已到了目的地——平流层，刚才那个温度不变的区域是过渡带，它的高度是一二千米。

平流层是在对流层的上面，离地面15千米至50千米高处的大气层。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，随着温度的增加，气温渐渐暖和，约到50千米高处的“平流层顶”，虽然没有鸟语花香，却也近似早春时节了，气温在5℃上下。

不胜寒冷的中层顶

平流层再往上一站是中大气层，这里又是一重天。在平流层和中大气层之间，有一个过渡带。平流层顶到中大气层顶或称中层顶，大约有35千米，也就是说，中层顶离地面约有85千米。

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。不同的是，对流层顶温度不过为-73℃；而在中层顶，温度竟然到了-123℃。要知道，在这个低温下，加上一定的压力，连生命不可须臾离开的氧气也会凝成蓝莹莹的液体。中层顶离地面的高度在80千米至90千米之间，有的地方高一些，有的地方低一些。

又一重天——热成层

从中层顶上去，再经过一个过渡带，就进入了又一重天，叫作热成层。顾名思义，这里是一个热的世界。

热成层的最初三四十千米处，温度就超过了-133℃到-123℃的温差。到地面150千米的高处，温度就会骤升到230℃以上了。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。

另一重天叫作等温层。等温层与热成层的界限不分明，只是在等温层里，温度比较稳定，所以有的科学家仍然把它看作热成层的一部分。等温层的顶部在离地面500千米的高处。

九重天顶——热大气层

离地面500千米至1000千米高处是一个广漠的空间。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。这一层被称为九重天顶，也叫外大气层，再上去就是宇宙空间了。

大气圈是地球的天然屏障，它保护地球上的一切生物不受宇宙各种射线、太阳粒子以及流星和宇宙尘的袭击。“九重天”现已不再神秘，大气圈里的学问，还等着我们一一去解释。