为何要探测大气

先要澄清一个事实，就是说，我们这儿谈的大气，主要是指地球最底层的大气。具体地说，就是地面以上的约十多公里距离的大气。在赤通地区要厚一些，约有 17～18 公里；到南北两极要薄一些，约 7～9 公里；我国大约为 10～12 公里。这个底层叫对流层。对流层，就是指空气对流运动强烈。大气中的各种物理状态和现象，如风、云、雨、雪、霜、露、虹、晕、雷、电等，都发生在这一层。

那么大气是什么呢？大气是一种无色、无味的混合气体，它在我们周围到处存在。可以说，它就是空气。过去打过一个谜语，叫“看不见、摸不着、离不了”，指的就是它。说大气是混合物，一点也没有错。地球上大气按重量来计算，其中氮占 75.5％，氧占 23.1％，氩占 1.3％，二氧化碳和其他气体占 0.01％。不用说，这是指大气的化学组成。从这个组成我们可以了解到， 空气中氧约占四分之一，正是因为它，才使我们人类在这个小小的寰球上得以生存，一直繁衍到今天。大气对于我们的生命是多么重要啊！

是的，大气不仅对于地球现存的五十多亿生灵有着至关重要的作用，在我们生命的演化史上，大气还立下过汗马功劳呢。你看，地球上原始生命起初只在太阳辐射达不到的深水中出现，这些生物体后来发展为吸收金属氧化物来维持生命的低等生物。氧介酶出现后，生物转入到浅水中活动，地球原始大气中的二氧化碳溶入水中，生物借此与太阳光进行光合作用，于是出现

了绿色植物，氧气开始增多。当含氧量增到约今天的 1％时，高空大气的臭氧层出现，它吸收太阳紫外辐射，保护了地球原始生命，于是浮游生物，多细胞生物大量产生。当大气含氧量达到今天的三倍时，恐龙这一爬行动物出现。有人认为，由于恐龙产生的二氧化碳太多，植物来不及放出足够的氧气， 最后导致恐龙等爬行动物灭绝。又过了一段时间，适应新气候的哺乳动物出现。约数百万年前，人类产生。看来，没有地球的大气，就不会有人这一高级动物的产生，更不用说今天。看看那荒芜的火星，赤裸的月球，寂静的金星，我们人类是多么幸运啊。

但是，我们今天要探测大气，还不仅仅是由于大气过去和现在给过我们人类某些恩惠，我们还得同形形色色的大气现象打交道呢！进一步说，我们生活在形形色色的大气现象之中，我们能不了解它们吗？你知道，云，有的像重重叠叠的山峰；有的像成片成片的瓦块，我们通过探测知道，它们其实是空气在上升运动时，在有凝结核的条件下形成的小水滴、小冰晶。再如风， 有时轻风拂面，水波荡漾；有时北风凛冽，寒气刺骨；有时阴风怒号，浊浪排空，我们通过探测知道，其实它是空气的水平运动。我们也知道，雨、雪就是变大后从空中掉下来的水滴、冰晶；雷电其实是积雨云中正、负电荷中心之间，或者云中电荷中心与大地之间的放电现象，等等。因而通过对大气的探测，再经过研究，人们知道了某些天气现象的成因。

特别有意思的是，人们对一些怪现象，如虹、晕、华、宝光也有了新认识。虹是阳光经过雨滴的折射和散射后产生的彩色光带，主要出现在与太阳相反的方向上；晕是太阳光线照射到冰晶上发生折射形成的彩色光环；华也是一种在太阳周围云层上呈现的多色光环，它由太阳光线经过小水滴或冰晶衍射而形成；还有宝光，也是一种光环，它包括观察者的幻影和以幻影头部为中心的光圈。可以说，这些奇异的自然景观无非是大气在某一时期、某一地点的艺术杰作而已。懂得了这个道理，我们就不必把它们看成什么神秘的“雀桥”、“假太阳”、“佛光”等。我们完全可以相信，这并非是什么妖魔鬼怪在起作用，它们背后的指使者就是大气。明白了这些神奇现象的成因， 对于我们破除封建迷信思想、提高科技意识、树立唯物主义世界观，是多么有意义啊。

不仅如此，探测大气的性质，了解它们的活动规律，对于我们把握各种天气现象，进行各种工农业生产，还起一种防患于未然的作用。暴雨如注， 洪水如虎，台风挡不住，没有预先的预测，人民的生命财产只会毁于一旦。然而，暴雨、台风、洪水，还有霜冻、冰雪、大雾等，都不过是大气在特殊条件下演绎的花样而已。如果我们能及时有效地跟踪和预报各种天气形势， 就常常有截然不同的结果。如 1989 年 8909 号和 8923 号台风在浙江省登陆， 由于预报准确及时，使各级领导和防汛部门事先做好了充分准备，估计减少经济损失 6～8 亿元。再看别的国家的一个例子，1970 年 11 月 12 日，孟加拉国大风暴潮造成 30 万人死亡，后来装备了气象卫星，建立了大风暴警报系统后，1985 年遭受同样规模的风暴潮，却只死亡了一万人。

到目前为止，人们不仅对于各种灾害性天气可以监测和预报，部分非气象性自然灾害，如地震，现在通过气象卫星的监测，预报水平也有所提高。原来，地震前有各种大气异常现象，比如地光、地气、增温、狂风暴雨等， 气象卫星通过对这些现象的探测，就可以捕捉到地震的蛛丝马迹。如 1989、1990 年、1991 年，我国国家地震局利用气象卫星的遥感热红外线数据，成功

地进行了大同、阳高、北京地区、台湾等地的地震预报。我国科学家甚至还发现了 1991 年 5 月日本云仙台火山和 6 月菲律宾比纳图博火山的喷发前兆， 很了不得。

当然，科学家们不仅利用大气来探索天气的变化，还能预测未来的气候变化。科学家们通过对地球大气气温的研究发现，目前全球平均地面气温有上升的趋势，大气中的二氧化碳、甲烷等温室气体的浓度在不断增加，这就不得不使地球大气增温。大气增温后会使全球的气候条件发生极大变化，到时候南极冰山融化，海平面上升，干旱面积加大，物种灭绝等等，一系列不容乐观的结果等待着我们。而且，科学家们还发现，南极上空的臭氧层趋于衰减，这会使全球大气臭氧保护层变薄，形成一个巨大的空洞，届时大量的太阳紫外线会对地球生物产生伤害。这就使我们不得不保持高度警惕，及时采取防范措施，以免悲剧发生。

总而言之，通过对大气的探测，我们了解了我们生活的大气环境，弄清了各种天气现象的规律，进而预报各种天气，提高了应付自然灾害的能力。对大气本身的探测，有利于认识未来气候的变化形势，从而有助于我们采取有力措施，改善我们的生存环境。