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第9章 天气的创造者

即使在南极洲——地球上最干燥的地方,空气中也含有水分。如果空气是完全干燥的,将会有更多的从地表辐射的热量散失在太空中。值得地球上的生命庆幸的是,空气包含能很好地吸收能量的水汽。更值得庆幸的是,空气中的水汽能够持续不断地得到补充。在不断的循环中,水从陆地和海洋蒸发并聚集成云。然后产生雨、雪或其他形式的降水,其整个过程都是自我循环的。

空气有施加压力的重量。空气越多,重量越大,压力越强。空气的深度——大气层厚度,依据地球的地势而变化。在山巅处空气就比较少,因此大气压就比山谷中气压低。

气压还受温度的影响,温度的高低标志着分子运动的程度。空气分子不停地彼此来回运动,周围的任一分子都可能会碰巧与之相撞。这种撞击继而产生热量。因此气压越强一也就是说,有更多的分子彼此相互碰撞,空气温度就高。此外,运动的分子数量越多,为其所占据的空间就越大。所以,对于给定的同体积的暖空气和冷空气,前者含有的分子数量要少于后者。暖空气较小的密度意味着它比较轻,相对于密度较大,较重的易于下沉的冷空气而言更易于上升。

大气中的水分子在三种状态之间不停地来回转化:气态、液态和固态。雨从云中降落意味着更多的水分子脱离气态并形成小水滴(凝结),相对于水分子从小水滴状态进入气体状态(蒸发)。

这两个过程,凝结和蒸发,在我们周围空气中时时刻刻都在进行着,但因温度不同,进行的速度也会有所不同。例如,在一个晴朗无云阳光灿烂的日子里,热量会加速蒸发的速度,防止空气中的小水滴存活太久。所以,返回水汽的水分子比以小水滴形式存在的水分子要多。空气冷却,蒸发的速度会下降直至蒸发的水分子少于凝结的水分子:在这一点上,我们说空气饱和,水汽通常会凝结成小微滴,形成云、薄雾和浓雾。

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