難測的天氣
《儆醒!》雜誌駐菲律賓通訊員報導
你曾試過在郊遊或在海灘遊玩的時候,突然天空好像破開,整個下午被豪雨淋到興致索然嗎?我們大多數人都曾經此苦,那時也許埋怨天不造美。不過,這種煩惱與惡劣天氣所造成的其他難題比較起來顯得僅是小事而已。在美國每年因電殛而死的數百人的親屬和殺人數千的風災的生還者看來,天氣無疑好像是他們的敵人一般。
可是,事實上天氣是人類的良友。我們的所謂「天氣」乃是指大氣層的情況,尤其是接近我們所住的地球的部分而言。
我們的大氣層像一塊重達5,000兆噸的巨大毯子一般裹住地球。它保護我們不受外太空的嚴酷情況和來自太陽的致命射線所侵。它調節我們這個行星家鄉的溫度,並將稱為海的巨大貯水池的水轉移到陸地,使人類得以生存。因此,我們應該感激天氣,雖然它有時會造成不便甚至危險。
井然有序的系統
天氣雖然看來難測,它其實是以井然有序的方式發揮作用的。氣象學家佛得烈·舒曼評論說:「據一項非正式的探測透露,天氣現象在淺見的觀察者看來好像散漫無章。……但在小心和直接的觀察之下,卻是在所有規模方向都表現出秩序來的。」
我們大多數人也許都是「淺見的觀察者。」可是,若對天氣的作用加以概略的探測——在為人所知的範圍內——便會顯明它確是井然有序。事實上,這是地球設計成給人類生活得舒適的另一證據。
太陽所贈的禮物
太陽是驚人的能源,在它的巨大表面上每平方厘米在每分鐘所放的熱量達一百萬加羅里。很慶幸地,這樣巨大的能量只有20億分之1到達地球,其中的3分之1沒有被地球所用而反射回太空。餘下的3分之2便成了各種天氣現象的基本原因。是故,我們的天氣是太陽所贈的禮物。在各方面莫不皆然。
小孩子有時會詢問為什麼行得越高便越冷,照理應該暖些才對,因為越高便越接近太陽。當然,答案是空氣很少受太陽直接光線所暖的,大多數陽光通過空氣而溫暖地球表面。因此,空氣的溫暖多數是從下而來。這件事實產生了廣泛的效果。
地球表面有百分之70被水掩蓋,陽光使水受熱而變成蒸汽,部分蒸汽升到高處變回水點而組成雲。使水變成蒸汽需要大量熱力,蒸汽凝結成雲時便把所有熱力放出。這樣,在溫度較低的高空便造成了不平衡狀況。有時甚至造成混亂的氣流。但這一切現象的目的都是要把水送到需要之處,送到地面。
當然,雲對天氣有極大的影響,它不但使雨雪降下,同時阻隔陽光,使日間的天氣較涼。可是,它在晚上卻能阻止地球的溫熱逸出太空。因此,多雲的冬夜通常比晴朗多星的晚上為暖。
偉大的風系
在以往帆船盛行時,航海者對天氣的依畀甚殷。他們知道在若干緯度上經常有大風吹著,可以利用風力來航行至海洋的遠方。風勢正如附圖所示。可是,有些地方卻使航海者十分為難。例如,在赤道附近有所謂無風帶,他們在那裡要靜候數週才有好風可以揚帆前進。在赤道的2,000哩(3,200千米)外便是所謂「馬緯度」(回歸線無風帶)區域。據一項消息來源透露,此名的由來是因為航海者在那裡靜候得這麼久,以致要把馬匹拋在水中來保全淡水!
毫無疑問,獲得順風航行的航海者時常祝頌天氣,在無風可乘,不能前進的地方又加以埋怨,其實兩方面對我們的天氣系統都十分重要,而兩者都是由太陽引致的。
我們的大氣層其實是個巨大的對流系統,它的動力是從熱帶地面的空氣加熱而來。熱空氣升上較冷的高空時,被來自北方和南方的空氣所取代。圖中所示的風向便是基本的氣流被地球的自轉所加減而致的複雜循環系統的結果。這些風是一項祝福,因為風把雨雲從海的上空吹送至陸地上空。
請看貿易風所經的地方。不錯,那裡是在赤道附近的無風帶之處。當數百萬噸空氣齊向同一緯度奔流時,它們遂不得不向上升。空氣從溫暖的海面升至較冷的高空時,就要放出水蒸氣以減輕負荷。結果在該處區域造成了不測的風、雲和雨水。
當大股空氣上升時,地球的自轉使它旋轉得像顛倒的漩渦一般。因此,在這一帶地區形成許多氣流,有時甚至在數千千米地區中向上旋轉,在海面造成低氣壓、多雲甚至強風。它們稱為氣旋,它在吹送雨雲至陸地上空方面擔任重要角色。那末,即使往昔的航海者加以埋怨,我們卻可以感激天氣系統。在極偏東風和偏西風相遇之處也形成類似的低氣壓,這兩股溫度各異的空氣所作出的反應甚至會形成局部地區的酷熱。
在赤道以北2,000哩(3,200千米)外的情形正好相反。那裡有多股大氣流彼此相離——貿易風和偏西風——而向外吹去。結果是空氣從上盤旋而下,由於空氣的壓力增加,遂在當地形成溫暖、晴朗、無雲的天氣。這便是反氣旋。夏威夷和亞速爾群島的著名好天氣便是穩定的高壓帶就在附近所致。在兩極地方也可以形成反氣旋。因此那裡的天氣晴朗非常,可是十分寒冷!
這些大股空氣由於是旋轉的緣故,往往和周遭的大氣清楚區分。它們可以從原來的地方移動以致影響其他地方的天氣。其他的循環系統也有時出現。熱帶地方的海上低氣壓可能加強成為颱風(在西半球稱為「颶風」)。颱風可能挾著中心風力以高速前進,橫越數百千米地方。較小的循環系統乃是雷雨。更小的便是旋風,它們每年都侵襲美國中部。
至今尚未有人充分了解颱風、雷雨或旋風。看來是消解不平衡或從海面吸去過量熱力的系統。但儘管它們有可怕的一面,它們在大氣層內擔任重要角色是毫無疑問的。
這些風系對我們的天氣有極大的影響力,當高氣壓和低氣壓相遇,以及兩者都受到偏西風、通過地面的其他事態所影響時,便使我們的天氣逐日變化無常。
人和天氣
近年來,人正在努力把天氣難以預測的因素除去。天氣是跟從法則的,但這些法則卻複雜非常。在本世紀初期,英國氣象學家路易士·理查生曾試圖以熱力和運動法則為根據的數學方程式去預測天氣。可是,他的方程式非常之長,以致天氣變幻時他還未計算完畢。今日的科學家使用電腦計算。以人造衛星、氣球、火箭對天氣作就近觀察,把觀察所得的資料納入電腦而預測天氣。他們的短期預測有時頗為成功,但長期天氣樣式的變動依然難以捉摸。
人也曾企圖改變天氣,方法是撒乾冰於雲以製造人工雨,使機場的霧消失、緩和颱風、減少閃電襲擊和抑制冰雹等。直至現時為止收效不大,也許和以前並無差別,你能想像從人為的暴風雨造成水災所引致的訴訟糾紛嗎?
使難題更加惡化的是人類出於無意的改變天氣。多年以來,工廠排出的二氧化碳看來已使大氣層的溫度上升,氟化碳和氧化氮也許破壞著臭氧層,而臭氧層正是保護我們不受危險的紫外線侵襲的。長期性的後果沒有人可以確知。
人所造成的煙霧也使許多大城市窒息。令人擔憂的是,人的染污物所引起的酸性雨殺害魚類和破壞建築物,1972年發生的長期旱災使北非遭受極大的饑荒,據一項消息來源透露,這是「長期性的天氣改變、生態擾亂和政治措施不當」所致。
天氣是人類之友
儘管人加以擾亂,天氣還是人的良友。天氣是一項奇妙的系統,它有助於調節溫度,灌溉地土。請記得,破壞你郊遊樂趣的那一場雨是生長食物和供應食水所不可或缺的。帶來雨量的氣旋乃是大規模的大氣對流系統的一部分。
甚至颶風和旋風無疑也有其本身的職責,雖然現時尚未為人完全了解。事實上,這些現象未必是要人喪生的。《災禍!》一書(《大英百科全書》編者發行)指出:「熱帶暴風雨使人喪生的事件大多數是可以防止的。」它解釋,若能留意較早時候的警報和運用簡單常識便可以在暴風雨中獲得保護而不致喪生。關於大雷雨方面,它說:「現時美國每年平均有100人死亡已比本世紀初期每年平均超過400人喪生為少。最近調查顯示喪生事件甚至更加減少。」無疑,人若從起初便順服造物主和繼續聽從他的教訓,便不致經歷到因這些事而喪生。——創世記1:28。
不錯,天氣是人類的朋友。我們應該感激的是,儘管人怎樣對待地球,天氣還是運行順利,由於大氣層的存在,我們在這個行星家鄉才得以生活舒適。
[第23頁的圖解]
(排版後的式樣,見出版物)
極偏東風
極低氣壓
偏西風
馬緯度(回歸線無風帶)
貿易風
赤道無風帶
貿易風
馬緯度
偏西風
60°
30°
0°
30°
[圖解]
冷空氣
低氣壓
暖空氣
暖空氣上升
冷空氣
暖空氣