大气层不愧为地球的“大衣”

沈叶华

大衣，价格昂贵，材质珍贵，一向为人追捧，那么，我说大气层就是地球 的“大衣”，你相信吗？

从太空看地球的大气层，蓝蓝的、毛毛的一层，好像给地球披上一件可爱的“大衣”。然而，大气可比大衣的作用大得多了，它不止能保暖那么简单啊，还是人类生存的必要条件之一。没有大气中的氧气，我们怎么呼吸？地球若没有大气层的保护，那么地球白天将被太阳烧烤得滚烫滚烫，太阳下山后热量迅速消散，致使气温直跌到冰窟窿的水平，令地球不再宜居;没有大气层的抵挡，小行星（巨石）横冲直撞地球，如冰雹砸向我们，人类血肉之躯怎承受得了……地球的大气层更像柚子厚厚的外皮，严严实实保护着里面甜甜的果肉——地球的山川草木、动物与人类。

大气自然也受到地心引力的吸引，在包裹、护卫地球的同时也压迫着地球，以及地球上所有的东西——当然也包括人类。由于空气无所不在、无孔不入，地球上任何东西的表面积没有毫厘能逃脱空气的挤压，这挤压的力就是我们所说的大气压。大气压虽压迫我们身体，但没这个压迫，我们还活不成呢。

这样说来，我们从头到脚，凡接触到空气的——五官四肢，全身皮囊，都被空气压迫着，可我们咋就没感觉？没被压垮压扁？如何证明身上有这“大气压”压着？好，我们来做个小实验，让“隐形”的大气压立即“现身”。

大家都知道，海拔越高的地方，空气越稀薄（氧气含量随之减少，所以登珠穆朗玛峰的人需携带氧气瓶），反之，海拔越低的地方，空气越稠密，这两地的大气压力有什么不同？我们来做个小实验看看吧。

我们登上了海拔4300米的山顶，此时把一个空塑料瓶拧上瓶盖，大家看好了：这时瓶子是规整的，不瘪不胀（下图1）;我们把它带到海拔2 700米的山腰时，瓶子被捏扁了（下图2）;再带到海拔300米的山脚时，瓶子被扭成麻花了（下图3）。我们一路上小心翼翼护着瓶子，是谁暗中搞破坏？它就是大气的压力。

在高海拔的地方，空气稀薄，此时瓶子内外的气体都是稀薄的，对于瓶身來说，内外的压力同样低，因而达到平衡，所以瓶子保持原来形状（上图1）;往低海拔的地方走，四周空气越来越浓密，压力越来越强大，四面八方压向瓶子，瓶子由于是拧着盖子的，瓶内仍保持着原来的“低气压”，此时就抵不住外面的“高气压”，瓶身就被压塌了（上图2、图3）。这就是大气的力量（气压），它随着海拔的降低而升高。

所以说，空气虽看不见、摸不着，但是“力大无穷”。历史上有一个著名的马德堡半球实验，是德国科学家奥托-冯-格里克在1654年完成的。格里克先将两个铜半球（铜球的直径约为0.5米）合上，将球内的气体全部抽出，此时在球外的两侧分别用8匹膘肥体壮的马将球往相反方向拉，但不管马夫怎样吆喝、鞭打马匹，16匹壮马怎样喘着粗气，使劲用力，就是无法将铜球拉开。

是什么魔力将两个半球死死粘合（两半球接合处没有什么强力胶），铜球内可是空荡荡，连空气都没有！这魔力，就是由于球内没有空气、没有气压，而球外有空气、有气压，球外的气压死死顶着两个半球组合的圆球的外壁，球外的气压大得超过16匹壮马的马力，所以铜球无法再分开成两个半球。

那如何才能掰开这两个半球？这时，科学家格里克把铜球上的阀门拧开，空气顺着阀门进入球内，球内进了空气，球内的气压与球外的气压一致，内、外力量均衡而抵消了，此时双手把两个半球往相反方向一拉，球自然就被掰开了。

马德堡半球实验是在一个普通环境里进行的，实验中的大气压就是我们日常生活的大气压。想想看，我们身体不正像铜球的外壁，被同样巨大的气压挤迫着？的确如此。我们单从头顶到肩膀，就承受着约1吨的气压压力，相当于一辆小轿车的重力。这辆小轿车一年到头、没日没夜地压着我们，我们咋没倒下，没被压扁？人类源自地球，人体自然是适应地球环境的。我们的胸腔、腹腔和五官等处，均有气体气压，人体内的气压与体外的大气压平衡了，人体内外没有气压差，我们也就没感觉大气压的“压力山大”了。

要是移走这“压力山大”的大气压，我们不是活得更轻松？这可万万使不得。没了大气紧紧裹压人体，人体内的气体无所约束，就会像吹气的气球膨胀起来，人也活不长了。这也是为什么宇航员到了没有气压的太空，必须穿上宇航服：它制造体外气压，让体内的气压得以平衡，人体才不变形。

要是地球像太空，没有气压，我们每时每刻都裹得像个“包子”，活着真累。要是大气压过低或过高呢？火星上的气压只是地球的1%，且气温低，液态水无法存在火星地表;金星地面的气压是地球的90多倍，也就是说，金星地面的气压好比地球海水900米深处的压力。要知道在地球上，即使我们穿上抗压的潜水服，最深只能潜到海水300米处，再往下，就会被水压压死。如果是900米深，我们还有活路吗？由此可见，一个星球，无论是无气压、低气压还是高气压，都是不适合人类生存的。

如果地球的大气压不是恰到好处，地球就会像火星或金星，赤地千里、寸草不生，我们将无家可归。现在我们能活得如鱼得水、如鸟在林般舒适，一定不要忘记这看不见、摸不着、分分秒秒伴着我们的大气压。