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大气知识之大气科学

发布时间:2015-07-18

许多人都有这样的疑问:天到底有多高?这句话也可理解力是大气层有多厚。这的确是一个很吸引人的问题。古代没有飞机、火箭、人造地球卫星和宇宙飞船。那时的科学家研究大气完全是靠登山来实现的。直到18世纪末,人们所能接触到的高层大气似乎还从未超过高山的山顶。在当时欧洲各个科学研究中心附近最高的一 座山要算瑞士的勃朗峰了,但它也只有5千米高。

  到了1749年,苏格兰学者威尔逊曾把一个气温计安放在风筝上放上天,来测量高空的气温。1783年,法国的孟特格菲兄弟俩成功地放出人类第一个热气球。他们当时在一个大坑中烧火,将加热的空气灌进上方的气球中,这样热气球便升上了天空。就在第一 个气球放出还不到一年,一个名叫杰夫瑞斯的美国人放出了一个载 有气压计和一些别的科学仪器的气球。

  1804年,法国科学家盖吕萨克就已乘气球上升到大约7千米的高度了。对于呆在敞开的吊篮里的人来讲,7千米已是一个极限了,再往上就可能因缺氧而死亡了。

  为此,1892年,科学家设计出带有仪器的无人乘坐的气球, 这样就能升得更高,获得更高大气层的信息。但人们并没有仅仅满足于仪器探测而放弃人类进人更髙髙空的愿望。

  到了 20世纪30年代,科学家设计出能保持地球表面空气压力 和溫度的密封舱,于是人类进入了更高的大气层。1931年,皮卡德兄弟乘坐带有密封舱的气球升到17.5千米的髙空;1938年,被命名为“探险者2号”的气球上升到21千米的髙空。到1960年左右,载入气球已能上升到34.5千米,而不载人气球则已经能到达40~50千米的髙空了。随着人类发明了飞机、火箭、人造地球卫星等现代化的工具,终于对大气层有了更科学的认识。

  包围地球的空气称为大气。像鱼类生活在水中一样,我们人类生活在地球大气的底部,并且一刻也离不开大气。大气为地球生命的繁衍,人类的发展,提供了理想的环境。它的状态和变化,时时刻刻影响到人类的活动与生存。

  大气科学是研究大气圈层的一门科学。它研究大气的具体情况,包括组成大气的成分、大气成分的分布和变化、大气的结构、 大气的基本性质和主导状态的运动规律。

  大气的运动变化是由大气中热能交换所引起的,热能主要来源于太阳,热能交换使大气的温度有升有降。空气运动和气压变化, 使地球上海陆之间、南北之间、地面和髙空之间的能量和物质不断 交换,产成复杂的气象变化和气候变化。

  大气科学将从气压的变化、气压分布不均形成的气压场和气压系统、各层大气中空气运动的各种情况、风的现象和性质等方面, 深入研究大气中各种环流系统、天气系统,以及基于流体力学、热 力学研究大气运动的本质和现象。

  天气,从现象上来讲,绝大部分是大气中水分变化的结果。在太阳辐射、下垫面强迫作用和大气环流的共同作用下,形成长期综合的天气情况称为气候。大气科学将研究气候的成因,不同区域的气候状况,气候变迁以及人类活动对气候的影响等问外。

  大气污染对大气物理状态的影响,主要是引起气候的异常变化。这种变化有时是很明显的,有时则以渐渐变化的形式发生,为一般人所难以觉察,但任其发展,后果有可能非常严重。

  大气是在不断变化着的,其自然的变化进程相当缓慢,而人类活动造成的变化祸害已迫在眉捷,已引起全世界的殷切关注,世界各地都已经动员了大量人力、物力,进行硏究、防范、治理。控制大气污染,保护环境,已成为当代人类一项重要事业。