空气之海漫游指南

阳光是美味的，雨是清新的，风支撑着我们，雪令人振奋；真没有所谓坏天气这种东西，只有各种各样的好天气。

——约翰·拉斯金

你永远也猜不到，其实我们生活在一个比一张纸还要平坦的世界里。把地球缩到篮球的大小，大气层就会只有一层食物包装纸那么薄。海洋也差不多。水和空气是我们存活的两个关键要素，它们属于相对稀少的货品。我们就像生活在一层易消散的液体薄膜里的微生物，如果太阳把能量输出增加15%，这层液体就会像晨露一样蒸发掉。

宇航员了解这一切。他们从空间站上可以看到，在大气层表面铺开的云的顶部就如同玻璃下的烟雾。回到那薄薄的空气毯之下对他们来说是一个真正的挑战。他们重返大气层的角度不能小于5.3°，也不能大于7.7°。太平的话会被弹回外太空，太陡的话又会被烧成碎片。

但这也只是一个比例问题。如果把地球表面当作观察点的话，就完全是另一回事了。天空似乎会永远延伸下去。当一轮残月在白天闪耀时，依我看来，它就像悬浮在我所呼吸的蓝色大气中一样。难怪伊卡洛斯1梦想着飞向太阳。无限浩瀚的云堆得比山还高，什么东西能装得下那广袤无垠的云山雾海呢？

对我们来说，大气层是一个无法预料的剧场，一个巨大、透明的舞台，其中上演着天空的戏剧。每一次日落都是一场光影秀，每一场风暴都是一部扣人心弦的惊悚片。天气会激发我们的情绪，有时似乎也是情绪的反映。对新婚夫妇来说，不会有比蜜月里的一个雨夜更浪漫的事了；又有多少哲学家曾沉思着走过寒风呼啸的街头？

当我还是个孩子的时候，风是一种情绪，一种存在的方式，一种召唤我走出家门的狂热。我会跑过沿街吹来的树叶，或者站在山涧边倾听风在耳内轰鸣。云是另一种心情。日落时分，它变成了梦幻般的风景，邀请神秘的夜之王国降临。我被天气迷住了。每一个季节都是一个全新的世界，是我边走边创作的新篇章...

人类生活在一个“空气之海”的海底——确切地说，这个大海里的空气有520万亿吨重。这么多的大气被均匀涂抹在地球表面的一个薄层上，而其中的99％又分布在地面以上18英里的范围内。这18英里的大气层就像一个巨大的“气象剧场”，其中上演着既华丽又可怕的自然现象——从倾盆大雨到狂暴飓风，从电闪雷鸣到雪落荒原，反复无常，难以捉摸。

作者从小就对各种天气现象和天气预报十分着迷，他在书中将看似无关的各种气象事件联系起来，用诗意的语言，为读者呈现了变化万端的天气现象，带领我们漫游于这片人类时刻生活于其中却不甚了解的大气世界。

人类生活在一个“空气之海”的海底——确切地说，这个大海里的空气有520万亿吨重。这么多的大气被均匀涂抹在地球表面的一个薄层上，而其中的99％又分布在地面以上18英里的范围内。这18英里的大气层就像一个巨大的“气象剧场”，其中上演着既华丽又可怕的自然现象——从倾盆大雨到狂暴飓风，从电闪雷鸣到雪落荒原，反复无常，难以捉摸。

作者从小就对各种天气现象和天气预报十分着迷，他在书中将看似无关的各种气象事件联系起来，用诗意的语言，为读者呈现了变化万端的天气现象，带领我们漫游于这片人类时刻生活于其中却不甚了解的大气世界。

（加）克里斯托弗·杜德尼

克里斯托弗·杜德尼是屡获殊荣的畅销书作家，出版有四本非虚构作品和十一本诗歌集。曾四次获得加拿大总督奖提名，并赢得加拿大广播公司文学竞赛的诗歌奖。目前居住在多伦多，在约克大学教授写作。

章　暴风雨带来的一线生机：大气层之不可能的诞生

第二章　远处的蓝色狂野：认识大气层

第三章　极乐九霄：进入我们头顶上的迷雾巨人

第四章　地球之诗：雨

第五章　风暴的秘密生活

第六章　卡特里娜：飓风的生命故事

第七章　风之宫

第八章　风向何处吹：天气预报的故事

第九章　阿波罗的战车：四季

第十章　严寒之地：冬天与冰河时代

第十一章　气候改变过去与现在：北极始新世

第十二章　改变历史的天气

后　记　火、水、土、气：地心之旅

人类生活在一个“空气之海”的海底——确切地说，这个大海里的空气有520万亿吨重。这么多的大气被均匀涂抹在地球表面的一个薄层上，而其中的99％又分布在地面以上18英里的范围内。这18英里的大气层就像一个巨大的“气象剧场”，其中上演着既华丽又可怕的自然现象——从倾盆大雨到狂暴飓风，从电闪雷鸣到雪落荒原，反复无常，难以捉摸。

作者从小就对各种天气现象和天气预报十分着迷，他在书中将看似无关的各种气象事件联系起来，用诗意的语言，为读者呈现了变化万端的天气现象，带领我们漫游于这片人类时刻生活于其中却不甚了解的大气世界。

（加）克里斯托弗·杜德尼

克里斯托弗·杜德尼是屡获殊荣的畅销书作家，出版有四本非虚构作品和十一本诗歌集。曾四次获得加拿大总督奖提名，并赢得加拿大广播公司文学竞赛的诗歌奖。目前居住在多伦多，在约克大学教授写作。

地球之诗：雨

 “你知道，我为矮个子感到难过。下雨的时候，他们是晚知道的。”

——罗德尼·丹杰菲尔德

一朵云就是一个星系，由微小水滴组成。它们无视重力，悬浮于空气中，就像糖浆中的气泡。在大多数云里头，大量失重的水滴都稳稳呆着，但如果云很大，并有其他力量作用于液滴——举例来说，热对流产生的上升和下降气流，或云在山间上上下下，那么一些液滴会发生碰撞，合并成更大的水滴。如果继续合并，终它们会变大到开始被重力往下拉拽，一路收集更多的水滴，直到变成雨滴。当云里面的水蒸气，也会开始下降，但如果云底部的温度高于冰点，它们就会融化成雨。

如果我们跟着一颗从云层高度往下落的雨滴，那必须继续加快步伐，因为它一边落一边加速，达到一个限度。如果是在真空中，雨滴的加速将一直持续下去，但在空气中的话，空气阻力会减缓它的下落。当重力和空气阻力相互平衡时，水滴停止加速，并达到终速度。当然，雨滴的大小和重量决定了这个速度能有多大：越重，则越快。并不是说雨违背了伽利略的定律——大型物体和小型物体具有完全相同的加速度——只是就其大小与质量之比而言，小雨滴遇到的空气阻力更大。这和羽毛比卵石下落慢的原因是一样的。直径小于0.5毫米（盐粒大小）的毛毛雨，其终速度为每小时4.5英里，而直径约为5毫米（家蝇大小）的大雨滴终速度为每小时20英里。作为对比的话，可以来看看一个下落的人，会以每小时125英里的终速度冲向地面。

雨滴的形状不像泪滴。小的像构成毛毛雨或苏格兰雾的那些雨滴，几乎是完美球形。当它们变得更大，达到5毫米范围，底部将由于空气阻力而变平，呈现出一种像圆面包一样的轮廓。超过5毫米的雨滴在它们的圆面包底部形成了一个凹坑，看上去越来越像蘑菇伞或肥大的降落伞。9毫米是雨滴的尺寸上限。如果大于这个值，就会分裂成更小的液滴，因为在较高的终速度下，空气阻力与速度平方成正比。

另一个影响下降速度的因素是大气的密度。即便重力更低，火星上的雨滴也会比地球上的雨滴下落得快，因为火星上几乎没有空气阻力。在过去的几千年里，我们星球的大气密度可能发生过变化，但直到近我们才找到办法测量这些变化，在南非普里斯卡附近的一个农场里发现了雨滴印记的化石。火山喷发出来的一层新火山灰变成了岩石，保留下这些痕迹。通过对岩石做年代鉴定，这场过境阵雨被证明是发生在27亿年前。分析这些微小陨石坑的科学家们意识到，它们不仅仅是一个时间胶囊，更是大氧气事件期间大气厚度的快照。他们估计，这些古代雨滴的直径为3.8到5.3毫米之间，考虑到溅出来的半径，大气密度与今天相比没有多大不同。所以吹在时间旅行者脸上的风和今天地球上的任何风在感觉上都一样。

对于现在每天从手机里查看天气预报的广大读者而言，这是一本值得被分享和欣赏的好书，其中充满了智慧、谦卑和好奇心。

——《出版人周刊》