周末的圖書市集剛剛結(jié)束，感謝大家頂著降溫來到現(xiàn)場。

風(fēng)悄悄鉆進(jìn)袖口和衣領(lǐng)，讓人不禁打起了寒戰(zhàn)。好像一夜之間，夏末的余溫就被徹底卷走了。

馬上就是霜降節(jié)氣。自9月以來，被副高壓制許久的冷空氣終于強(qiáng)勢南下（參考來源：https://weibo.com/1763864272/5223744567512319），原本滯后的換季進(jìn)程反而變成了加速。許多地方的秋天短得幾乎可以忽略——薄外套才穿了沒多久，羽絨服又得馬上翻出來。

也許，天氣還是老樣子，日常中最基本的表現(xiàn)總是困擾著只看到眼下的我們。放長眼光，拉寬視野，自然現(xiàn)象的背后有規(guī)律可循。那么，關(guān)于天氣最基本的一個(gè)問題：為什么各地溫度差異如此明顯？

氣溫的本質(zhì)是......能量的分配

地球表面與大氣層不斷吸收、儲(chǔ)存并輻射能量，但并不是每一處都能均勻獲得太陽光。

某一地點(diǎn)所接收的太陽輻射量——即日射（insolation）——主要取決于兩個(gè)關(guān)鍵因素：太陽光線射到地球表面的角度，以及白晝持續(xù)的時(shí)間。

地球相對于太陽的位置變化。 圖為北半球在夏季的位置（即南半球在冬季的位置） 。

赤道地區(qū)陽光幾乎直射地面，能量集中；兩極地區(qū)光線斜射，能量分散。

空氣有重量，而氣壓就是空氣柱的重量在地面上產(chǎn)生的力。如果在地球表面切取約16.4立方厘米的空氣，并連同其上方所有空氣稱重，那么在海平面標(biāo)準(zhǔn)狀況下，其總重量大約為6.67千克。顯然，越靠近地面的空氣越重、氣壓越高 。

冷空氣比熱空氣稠密，因此較重。清晨的空氣總顯得沉甸甸，而午后的空氣因升溫變得輕盈。熱氣球之所以能升空，正是因?yàn)閮?nèi)部氣體比周圍空氣輕。當(dāng)不同區(qū)域之間出現(xiàn)氣壓差時(shí)，空氣便會(huì)從高壓區(qū)流向低壓區(qū)，這股流動(dòng)就是風(fēng)。

氣壓差越大，風(fēng)速越快。近地面較重的空氣向外流動(dòng)，迫使暖空氣上升，形成對流系統(tǒng)。地表受熱的暖空氣上升，被上層冷空氣取代，構(gòu)成最基本的對流風(fēng)系統(tǒng)。

在海岸地區(qū)，這種對流尤為明顯：白天陸地升溫快，空氣上升，來自海面的冷空氣隨即補(bǔ)位，形成海風(fēng)；夜晚海面比陸地溫暖，氣流方向倒轉(zhuǎn)，形成陸風(fēng)。風(fēng)的這種日夜交替，塑造了海岸宜人的氣候 （參考來源：《地理學(xué)與生活（全彩插圖第11版）》） 。

由于受熱和變冷的差異而發(fā)生的對流風(fēng)效應(yīng)。

氣溫是能量在地球表面不斷地再分配，是空氣、海洋和太陽共同作用的結(jié)果 。

地球剛形成時(shí)的溫度是怎樣的？

要理解氣溫的深層邏輯，必須回望更久遠(yuǎn)的過去——那時(shí)還沒有“天氣”的概念，整個(gè)地球本身還是一個(gè)巨大的熱體系。

早期地球表面覆蓋著的巖漿海（藝術(shù)想象圖）

原始地球表面極熱，大氣中二氧化碳遠(yuǎn)高于今天，形成強(qiáng)烈溫室效應(yīng)，使地表溫度一度高達(dá)200~250℃。海洋形成后，水與巖石發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將部分二氧化碳封存于碳酸鹽中，緩慢降低溫室效應(yīng)，使地表溫度趨于適宜生命存在。

這一過程非常緩慢：洋殼冷卻和俯沖作用，將沉積碳酸鹽帶入地幔，長期封存碳元素，使大氣溫度逐漸穩(wěn)定。隨著 CO? 濃度下降，溫室效應(yīng)減弱，地表溫度可能降至接近零攝氏度，甚至出現(xiàn)短暫冰川事件。

間冰期俯沖帶示意圖。這種機(jī)制將加速地球的冷卻，最終導(dǎo)致“雪球地球”。

冰期俯沖帶示意圖。這種機(jī)制將使溫室效應(yīng)逐漸加強(qiáng)，最終導(dǎo)致地球的回暖。

地質(zhì)記錄顯示，早在 44 億年前，陸殼碎片就已出現(xiàn)，碳循環(huán)機(jī)制開始運(yùn)作。早期太陽光度低，但高濃度 CO? 維持足夠溫室效應(yīng)，使地球免于完全凍結(jié) （參考來源：《太陽、地球、生命的起源》） 。

換句話說，我們今天感受到的季節(jié)更替、風(fēng)與冷熱分布，都是億萬年地質(zhì)活動(dòng)的結(jié)果。每一次冷風(fēng)、熱浪，都是地球的韻律。

在多變的氣候中，尋覓人與天氣的平衡

身處天氣之中的人們也和天氣進(jìn)行著曠日持久的拉鋸戰(zhàn)。風(fēng)不僅影響氣溫，也塑造著人類的感受和文化。

2010 年 9 月，60 歲的耐力泳選手黛安娜·納艾德計(jì)劃從古巴橫渡到佛羅里達(dá)。她準(zhǔn)備連續(xù)游三天三夜。為此，她通過舉重、騎行、跑步，以及在海中連續(xù)游 10、15 甚至 24 小時(shí)進(jìn)行訓(xùn)練。簽證、后勤和支援團(tuán)隊(duì)都準(zhǔn)備就緒，只差一個(gè)條件——合適的風(fēng)向。

黛安娜·納艾德的游泳線路圖

“我們?yōu)闁|風(fēng)傷透了腦筋，它就是不肯停?！奔{艾德回憶道。

從古巴出發(fā)最理想的情況是完全無風(fēng)，其次是南風(fēng)或西風(fēng)。東風(fēng)不行，會(huì)讓游程危險(xiǎn)。團(tuán)隊(duì)已等了九十天，期間一直刮著不猛烈但穩(wěn)定的東風(fēng)。

一天，她的航海顧問帶她和教練到基韋斯特海岸，說：“伸出舌頭?！?/p>

風(fēng)從海上吹來，嘴里能感覺到微微顆粒。

“是鹽嗎？”

“不，”水手笑著說，“這是撒哈拉的沙子?！?/p>

每年夏季，東風(fēng)把撒哈拉沙塵橫跨大西洋，帶到加勒比和佛羅里達(dá)，為當(dāng)?shù)貛黼鼥V的天光和深紅色的落日。

太陽輻射與地球自轉(zhuǎn)共同作用，形成信風(fēng)、盛行西風(fēng)和極地東風(fēng)，它們在全球范圍調(diào)節(jié)溫度、平衡能量，也影響海流與航行。赤道地區(qū)空氣升溫上升，極地冷空氣下沉回流，地球自轉(zhuǎn)又令氣流偏轉(zhuǎn)，形成環(huán)狀風(fēng)帶。

地球表面隨高度增加而形成的風(fēng)系總體模式?？諝庀陆禃r(shí)形成高壓，空氣上升時(shí)——例如在赤道——形成低壓。

山脈、森林、城市和海岸，也塑造出局部風(fēng)：焚風(fēng)、季風(fēng)、海風(fēng)、峽谷風(fēng)。它們不僅影響天氣，也塑造人文性格。

雷蒙德·錢德勒筆下的圣安娜風(fēng)，讓加州的夜晚躁動(dòng)不安：“風(fēng)來的夜晚，每一個(gè)聚會(huì)都以打斗告終?！?/p>

在歐洲，焚風(fēng)癥（F?hnkrankheit）甚至?xí)?dǎo)致頭痛、失眠、情緒低落，瑞士法官遇到焚風(fēng)季節(jié)犯罪的被告，還會(huì)酌情減刑。赫爾曼·黑塞在小說《鄉(xiāng)愁》中寫道：“人們?nèi)杖找挂孤牭椒亠L(fēng)呼號(hào)……我夜不成眠，聽著風(fēng)暴的呻吟與湖水的怒吼?！?/p>

受到焚風(fēng)效應(yīng)影響的金沙江干熱河谷

風(fēng)既是物理現(xiàn)象，吹到人類身上，久而久之也帶上了感受與文化的隱喻。在赤道附近的低緯海域，東北信風(fēng)與東南信風(fēng)相遇，形成“熱帶輻合帶”（ITCZ），又稱“赤道無風(fēng)帶” （參考來源：《電閃雷鳴：天氣的過去、現(xiàn)在與未來》） 。 這里空氣潮濕熾熱，風(fēng)速極低，常伴雷雨。對航海者而言，這里危險(xiǎn)重重；對橫渡的游泳者，卻是理想水面。

納艾德回憶：“那里沒有一絲風(fēng)。水面像玻璃，浪輕得幾乎察覺不到，你只需順流游動(dòng)，便能平穩(wěn)推進(jìn)?！?br/>

電影《奈德》（Nyad）劇照

霜降之后，冷空氣襲來，北方迎來初冬，南方秋意漸濃。

寒風(fēng)吹來，氣溫普降，大氣的運(yùn)作又一次奇妙地讓遙遠(yuǎn)的我們相連。

地理學(xué)與生活

[美] 阿瑟·格蒂斯 / [美] 朱迪絲·格蒂斯 / [美] 杰爾姆·D.費(fèi)爾曼 / 著

韓慕康 / 孫穎 / 黃潤華 / 譯

地理學(xué)是一門古老的學(xué)科，最初僅指地球的繪圖與勘查，但發(fā)展到今天已經(jīng)逐漸成為一門范圍廣泛的學(xué)科。本書共十三章，分四篇，囊括自然地理學(xué)、人口地理學(xué)、文化地理學(xué)、城市地理學(xué)等分支學(xué)科。全書以介紹地理學(xué)的發(fā)展、核心概念，以及四種系統(tǒng)性傳統(tǒng)為開端，四大傳統(tǒng)獨(dú)立成篇。前三篇專門介紹地理學(xué)的分支學(xué)科，而區(qū)域分析傳統(tǒng)作為全書最后一篇，利用前三種傳統(tǒng)和主題，并通過相互參照對其進(jìn)行綜合。

相對于其他地理學(xué)書籍，本書特別突出了地理學(xué)與生活的相關(guān)性。對人體有害的天氣現(xiàn)象、城市土地利用模式、城市垃圾與危險(xiǎn)廢物的處理等與我們生活密切相關(guān)的問題均有涉及。平實(shí)、生動(dòng)的文字與豐富的實(shí)例，使本書極具可讀性，讀者通過本書亦會(huì)獲得一種新的思維方式。

太陽、地球、生命的起源

改變地球早期生命史的14個(gè)大事件

［法］米里埃爾·加爾戈 等 / 著

冷偉 等 / 譯

本書改編自特刊書《從太陽到生命：地球生命起源編年史》，由二十多位國際專家合著，國內(nèi)權(quán)威學(xué)者團(tuán)隊(duì)合譯，是目前國內(nèi)外天體生物學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典之作。作者以追溯地球生命的起源為主線，將各學(xué)科領(lǐng)域近年來相關(guān)的研究成果整合在一起，從天體生物學(xué)視角重新審視了早期生命的起源這一古老的話題，按時(shí)間順序講述了使得地球孕育出生命的14個(gè)重大事件：太陽誕生、地球形成、晚期重轟擊、最早生命形式的出現(xiàn)……閱讀本書，讀者將依次化身為天文學(xué)家、地質(zhì)學(xué)家、化學(xué)家、生物化學(xué)家、生物學(xué)家，重構(gòu)從45.7億年前太陽系形成之初至5.4億年前的寒武紀(jì)大爆發(fā)這段時(shí)期的地球起源和地球生命誕生的故事。

電閃雷鳴

天氣的過去、現(xiàn)在與未來

[美] 勞倫·瑞德尼斯 / 著

羅猿寶 / 譯

朱豐/ 審校

人類會(huì)根據(jù)天氣來實(shí)現(xiàn)自己的設(shè)想，天氣可以不加理睬，能夠助攻，也會(huì)反噬。本書的作者勞倫·瑞德尼斯，以極富創(chuàng)意的圖文寫作和銅版照相凹版蝕刻技術(shù)，采樣了與天氣有關(guān)的探險(xiǎn)故事、社會(huì)新聞、歷史事件、民俗傳說和科技應(yīng)用，混編出幾千年來人類與天氣之間的張力糾葛。從靠近北極的島嶼到智利的阿塔卡馬沙漠；從歐洲小冰河期的獵巫到越戰(zhàn)時(shí)扭轉(zhuǎn)局勢的“造雨計(jì)劃”；從試圖人為改變氣候的地球工程到《老農(nóng)歷書》的天氣預(yù)測公式——本書以無法歸類的創(chuàng)造力，帶我們在萬花筒般的視野中，觀察天氣于恒常和異常之間的瞬息萬變——至今，它們?nèi)匀灰圆淮_定性、可能性和復(fù)雜性，吸引和困惑著每一個(gè)人。

策劃&編輯丨后浪科學(xué)

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