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三气象万千（第3页）

世界上最冷的地方一般来说，应当在极地或高山地区。

1969年2月13日，我国在黑龙江省漠河地区测得-52。3℃最低气温。后来，有一年冬天春夏秋冬季节变化是地球公转最明显的表现早晨又出现了-58。7℃最低气温，至今尚未打破。而通过无线电探空观测，珠穆朗玛峰曾出现过-60℃的低温。

世界“冷极”最早是在北极地区测到的-59。9℃低温纪录。以后在西伯利亚的维尔霍扬斯克、奥依米亚康，出现了-73℃的低温纪录。以后“冷极”从北极迁移到了南极洲。经过几次刷新纪录，于1960年8月，东方站记录到-88。3℃的最低温纪录。1967年，挪威科学家在南极点附近测到-94。5℃的新纪录。

在这种气温下，汽油会凝固，煤油不再燃烧，橡胶变硬发脆，连人们呼吸的热气，也会在空中凝固。

如果以平均气温来说，北半球的冷极在格陵兰岛的埃斯密脱，年平均温度为-32。5℃；而南半球的冷极在南极洲，位于南纬78°东经96°的地方，年平均气温低达-58℃。

奥伊米亚康位于北极圈附近的谷地，三面被高山包围，北面却向北冰洋敞开，南方暖空气被山脉阻挡在外，而来自北方的冷空气**，停滞谷内，气温就大大降低了。

南极洲大部位于南极圈内，大多是海拔3000米左右的高原，离海洋远，冬季长夜漫漫，气温急剧降低；夏天虽有几十天极昼，但太阳斜射，光热微弱，冰雪难以消融，一直保持了很低的气温。

天气与气候及其区别

天气，指的是瞬间或在较短的时间内，温度、降水、气压、风、云等综合的大气物理现象和物理状态。研究天气的形成及其变化规律的科学，叫做天气学。天气学是气象学的一个分支学科，它是天气分析和天气预报的主要理论依据。

气候，指的是整个地球或者是某一个国家、某一个地区多年的天气特征和气象状况。例如，通过多年的实际观测和研究，我们可以把某些地区的气候归纳为温带气候、热带雨林气候、地中海气候、极地气候等等。每一种气候，都有很多区别于其他气候类型的明显特征。

天气与气候的主要区别在于，对同一个地区来说，气候的时间跨度大，是带有规律性的天气特征；天气的时间跨度小，具有很大的随机性。例如：我国的昆明市某一天有雨，它是一种大气物理现象，这时只能说天气而不能说气候；昆明市春、夏、秋、冬温差小，四季如春，这时要说气候好，而说天气好就不够恰当了。

天气与人类的关系

天气和人类所从事的各项活动都有着极为密切的关系：从工农业生产到体育比赛，从科学研究到国民经济建设，从我们的日常工作和学习到节假日的安排等等。在很多情况下，天气状况可以直接决定某一天甚至某一时刻，能做某一件事还是不能做某一件事，以及能否把这件事做好。古今中外的战争史上，既有许多因“天公不作美”而导致一场战争、一次战斗失败的战例，也有许多在有利天气的掩护下赢得胜利的战例。渔民不仅要在出海前收听当地气象部门的天气形势预报，而且在海上也要密切注意天气的变化情况。一旦将要有风暴来临，就必须迅速返航或到附近的岛屿躲避……

天气与人类的健康也有着十分密切的关系。一些慢性病患者对天气的变化极为敏感，关节炎、陈旧性骨折痛、软组织损伤引起的疼痛等，在天气突变时会骤然加剧；胃病、冠心病、脑溢血、气管炎、偏头痛、肺病等，在寒流到来突然降温的时候，发病率急增；重病患者冬季死亡的人数高于夏季，而且多发生在气温和气压急速下降的时候……

随着社会经济的发展，天气和气候在人们的社会经济生活中的重要性愈来愈显著。人类也愈来愈需要了解自己周围的大气环境，观测它的状态，认识它的特点，掌握它的规律，预测它的未来变化，以便更好地为自身服务。

大气的成分

我们居住的地球，是目前所知的惟一有生机、有生命的星球。在地球的周围，包着一层空气，人们称之为大气。那么，大气是由什么组成的呢?

纯气体成分

纯气体成分是指没有水汽和其他杂质的空气。它是各种气体的机械混合物，主要成分是：

氮（N2）占78。09％，氧（O2）占20。95％，氩（Ar）占0。93％，二氧化碳（CO2）占0。03％。除此之外，尚有极少量其他气体，如氖（Ne）占0。0018％，氦（He）占0。000524％，氪（Ke）占0。0001％，氙（Xe）占0。00008％，氢（H2）占0。00005％，臭氧（O3）占0。000007％，等等。

这里简要介绍一下几种主要成分。

氮（N2）是大气中浓度最大的气体，是地球上生命的基本成分。但是，大气中的氮只有少量参加自然界中的氮循环。氮循环的主要表现是：通过微生物，使氮成为有机化合物，而被固定在土壤和海洋中；又通过细菌作用，使土壤和海洋中的硝酸和亚硝酸还原，再回到大气中去。豆科植物可以通过根瘤菌的作用，直接将大气中的氮改造成为植物体不可缺少的养料。有机物的分解也是使氮回到大气中的途径。人为输送的作用，主要表现在工业用氮作为硝酸的原料；而农业把氮肥投入到土壤中，对氮循环也有不可忽视的影响。

在大气中氧（O2）是浓度仅次于氮（N2）的气体，是地球生命不可缺少的气体。动物和植物都吸入氧，并将它以二氧化碳（CO2）形式呼出，返回大气和海洋中；二氧化碳又通过光合作用，被海洋中的藻类和陆地上的植物吸收，转化为有用的碳水化合物和副产品氧（O2）。根据科学家的估计，海洋中的藻类通过光合作用释放的氧，要占生物用氧的90％。氧在一定程度上参与地球上所有生物的化学循环。尽管地球上自然植被在缩减，化石燃料被不断燃烧，氧的供应减少而消耗增多，但是大气中氧的浓度几乎是稳定的，就是因为海洋藻类释放的氧占有很大比重，起了稳定作用。农业的发展，也使值物吸收二氧化碳和释放氧的能力有所增加。

二氧化碳（CO2）在大气中含量虽然很少，却是大气的重要组成部分，一方面，二氧化碳是植物进行光合作用的基本原料；另一方面，二氧化碳能强烈地吸收和放射辐射波，避免地球一部分辐射能量返回宇宙空间，从而产生温室效应。地球上二氧化碳的主要来源是含碳物质的燃烧，既包括植物燃烧，也包括化石燃料（煤、石油、天然气）的燃烧。动物呼吸和有机体的腐烂，都会产生大量二氧化碳进入到大气中，而植物的光合作用、工业的发展以及森林面积的不断减少等，都会引起大气中二氧化碳有规律的增加。到现在，二氧化碳浓度已增加到340PPm，而且还在以每年1PPm的速度继续增加，使地球温室效应增强，从而导致整个地球变暖，引起人们的广泛关注。

臭氧（O3）是由3个氧原子构成的，它能使闪电后或电气设备周围的空气带有特殊的臭味儿。臭氧是一种有刺激性气味的淡蓝色有毒气体，甚至在低浓度下也容易发生爆炸。地球大气中臭氧的含量虽然很少，但是它能吸收太阳紫外线，使地面上的生命机体避免紫外线的严重损伤。地球有一个薄薄的臭氧层，在距离地表面约10～50公里的范围内，这一层的臭氧含量相当高。臭氧层的形成十分有趣，首先，是由于波长短于242毫微米的太阳紫外线辐射，把正常的氧分子（O2）分解成两个氧原子（O），氧原子（O）与未分解的氧分子（O2）合并，就产生了臭氧；臭氧（O3）形成后，又会被波长短于3000毫微米的太阳紫外辐射破坏。当臭氧（O3）形成和被破坏的数量达到化学平衡时，大气中的臭氧含量是稳定的，于是就形成臭氧层。如果臭氧的破坏速度小于形成速度，臭氧层浓度就会加大；如果臭氧被破坏速度大于形成速度，臭氧层就会逐渐变稀薄，紫外线就会到达地面，损害和杀伤大多数生物，后果不堪设想。

水汽

大气中水汽含量很少，但变动很大，浓度在0～4％之间变化。在地球大气的实际温度和压力条件下，水汽能从气态到液态和固态相互变化，其他气体成分只处于气态，都离液化程度很远，所以水汽是在自然条件下，能够进行从气态到液态和固态三态变换的惟一成分。大气中水汽主要集中在低层，水汽含量随高度增加而减少。在1。5～2。0公里的高空，水汽含量已只有地面的1／2；到5。0公里的高空，已只有地面的1／10；再向上水汽就更少了。不过，水汽随高度减少的情况，在不同地区不同季节并不完全一样。大气中的水汽含量也随纬度、海陆分布和地形起伏而不同。在低纬度地区，水汽含量较高；在高纬度地区，水汽含量减少。在寒冷而干燥的陆地表面，水汽含量接近于零；而在温度很高的势带海洋面上，空气中水汽含量可达4％。在向风坡水汽含量很高；在背风坡则很干燥。

水汽循环在天气气候形成过程中是一个十分重要的角色，也是地球大气中的一个显著特点。这其中有4种主要作用是不可忽视的。

第一种作用，是水汽在一定温度和气压条件下凝结成水滴，或直接形成冰晶，或由水滴冻结成冰粒，从而导致云、雾、雨、雪、冰雹、霜、露等等一系列大气现象，成为天气变化的主要角色。

第二种作用，不同形式的降水落到地面以后，又可蒸发成水汽，在蒸发过程中要吸收大气中的热量，而在凝结过程中又释放热量给大气。在蒸发和凝结过程中，伴随着地面和大气、低层和高层的热量交换过程。因为水汽在大气中存在水平输送，所以通过水汽也伴随着热量的水平输送，即从低纬度到高纬度、从海洋到陆地之间的热量交换。可见，水汽也是地球大气热量转换中的重要角色。

第三种作用，水汽能强烈地吸收红外长波辐射，并向地面放射长波辐射。因而水汽也是一种温室气体，对地球也有温室效应，虽然作用没有二氧化碳那么大，但也不能忽视。

第四种作用，水汽在其循环过程中，由于吸湿性固体粒子（如盐分、烟尘、孢子、花粉和细菌等）作为凝结核参加云滴的形成，云滴变成雨滴或雪粒降落到地面，也就导致对这些固体物质的冲洗。另外，雨、雪在降落过程中，也可能直接俘获固体粒子，达到冲洗效果。通过冲洗作用，大气就可以变得纯净而清新。

固体物质

在地球大气中含有大量的固体悬浮粒子和**微滴，在气象学中统称为气溶胶。固体物质的主要来源是物质的燃烧产生的烟尘。森林火灾，工业燃烧，居民生活燃烧，都可以产生这种烟尘。海水的波浪也可造成小水泡飞溅进入大气，水泡蒸发后则剩下盐粒保留在大气中。水和风的风化作用可导致岩石破碎成微粒，风又会将这种微粒以及沙漠中的沙粒和农田中的土粒带到大气中。火山喷发物（水汽和烟尘），流星燃烧所产生的细小微粒和宇宙尘埃，也可以在大气中停留。另外，植物的孢子和花粉，以及细菌和其他微生物，也可以在大气中飘游。

固体物质通常分布在大气的低层，在大气中的含量是随高度而减少的。固体微粒在大气中的消失过程与微粒的大小有关系，较大的微粒本身有相当大的下降速度，最终沉降到地面；稍微小一点儿的具有吸湿性的微粒，则作为云滴的凝结核，随降水被带到地面。

固体微粒还有一个不可忽视的作用，就是能散射或反射太阳辐射，阻止太阳辐射热量到达地面，使地面温度降低，起着晴天打伞的作用，被称为“阳伞效应”。