第二节 气候

气候方面情况最简单。它归根结蒂几乎完全基于太阳对地球的辐射;至于机械的原因,不论是由于火山爆发或者地震干扰了平衡,还是由于月球和太阳引力造成大气的潮汐运动,以及共它的热原因,如月球和星体的辐射或者地球内热的影响,它们对于大气的状态和变化过程都只起次要的作用。在古希腊,人们相信气候、至少是温度的差异可以完全归结到太阳辐射的不同, 并根据这个看法建立了数理气候带;但是在同一纬度上温度的不同却得不到解释,人们用这种解释无法说明风和降水。随着认识的进步,人们发现太阳辐射因地面的情况而产生不同的作用,特别是在陆地上和水面上,在光秃的土地上和森林或草地上等等,它所起的作用是不同的,因而称之为太阳气候, 它是太阳辐射作用于实际地表所导致的气候,而和数理气候不相同。这样就更多地考虑到了自然界的热的复杂性;但是这种理解仍然停留在静态上,还缺乏与风和降水的联系。后来人们才又认识到,由于受热的不同,大气的乎衡受到破坏,产生了水平的和垂直的气流,同时由于地球自转的影响而形成大气循环的巨大的特殊体系,这些体系本身却又受制于地面的状况。现在人们认为,水平的气流对温度和湿度有极大的影响,而垂直的气流的影响甚至更大些。

如果过去可以把气流对温度和湿度的影响看作次要的干扰现象,而大多数教科书出于习惯势力仍然保持这种看法,那么这种理解经过深入一步的科学考察就再也不能成立了。我们十分必要建立对气候的动力学理解,把大气的运动理解为太阳辐射的结果,把它的物理作用理解为它的动力学作用的结果,由此得出原因和作用之间的下述系统:

  1. 太阳辐射,不仅在于它的天文分布(数理气候),而且在于它对地表的不同作用(太阳气候)。

  2. 大气的静力学和动力学,即气压和气流的分布,或者换一个表达方法是大气环流系统,不仅表现在它的平均特征中,而且表现在它的非周期性变化的方式中。

随之而来的还有它们的各种不同的次生现象,它们同时发生,并且互相影响,即:

  1. 尘埃的搬运。

  2. 来自海洋、陆地水面或者也包括来自植物界的水蒸气吸收到大气中

(即湿气),水蒸气在水平方向和垂直方向上的运动,水蒸气凝结成雾、云、露、霜,以及在重力作用下形成降水;由此产生的结果——放电。

  1. 由于湿气和云所引起的热的吸收和释放的变化;光和辐射热的关系。

  2. 温度作为实际的辐射结果以及由于气流所引起的热传导作用的结果, 在这里自然要十分注意垂直气流中的变化。