我們常用“天高地厚”來(lái)形容天地的廣大遼闊。長(zhǎng)期以來(lái),“天有多高,地有多厚?”人們眾說不一。其實(shí)“地有多厚”的問題很好解決。地球內(nèi)部圈層包括地殼、地幔和地核。雖然人們渴望“向地球的心臟進(jìn)軍”,徹底搞清楚地球內(nèi)部狀況,在陸地上鉆探地層的最強(qiáng)勁鉆機(jī)現(xiàn)在只能鉆入地下10千米多一點(diǎn),而海洋的鉆探最深只有9000多米,這個(gè)深度只有地殼厚度的1/3。目前世界上深井記錄為12300米(俄羅斯科拉半島一口深鉆),只占地球半徑的1/530,所以還不能用直接觀察的方法來(lái)研究地球內(nèi)部構(gòu)造?,F(xiàn)在主要采用地球物理方法,利用地震波的傳播變化來(lái)研究地球內(nèi)部構(gòu)造情況。地殼是地球表面的一層薄殼,其厚度大致為地球半徑的1/400,但各處厚度不一,大陸部分平均厚度約37千米,而海洋部分平均厚度則只有約7千米。一般說來(lái),高山、高原部分地殼最厚,如我國(guó)青藏高原地殼最厚可達(dá)70千米。如果這里指的地厚是地殼的話,其厚度就是7到70千米。
但是要知道“天高”,就有些難了。嚴(yán)格意義上講,地球上面下面都是天,也就無(wú)所謂天上天下。但非得要衡量的話可以從地球往上找。前蘇聯(lián)9位科學(xué)家曾在1989年乘氣球?qū)μ炜疹伾髁艘淮卧敿?xì)的觀測(cè)。當(dāng)他們從地面上升到8.5千米的高空時(shí),天空一直是青色的:上升到10.8千米的高空時(shí),天空成了暗青色;超過18千米高空之后,由于空氣非常稀薄,光不發(fā)生散射,天空成了一片暗黑色,這時(shí)太陽(yáng)和星星同輝。由此可見,青天離地面距離只有10千米左右。
一般說的天高,自然從地面算起??墒撬愕侥膬簽橹鼓?通常是指大氣層的高度,如果沒有大氣,人們看到的將不是那令人心醉的藍(lán)天,而是黑沉沉的宇宙空間。我們的藍(lán)天其實(shí)就是大氣圈。過去認(rèn)為厚約800千米,以后探測(cè)到在距地面1000至2000千米高處仍有空氣存在。近二十年來(lái),根據(jù)人造地球衛(wèi)星和宇宙火箭的考察結(jié)果。在2000至3000千米的高空,也找到了氣體分子。在遠(yuǎn)離地球16000千米的高空,還存在著氣體的痕跡。
具體地說,地球大氣在垂直方向上分成五個(gè)層次,即對(duì)流層、平流層、中間層、暖層和逃逸層。
對(duì)流層處于地球大氣圈的最低層,厚度雖然只有8~18千米,但卻集中了大氣全部質(zhì)量的3/4以及幾乎全部的大氣水汽。對(duì)流層存在著強(qiáng)烈的空氣對(duì)流運(yùn)動(dòng)現(xiàn)象,風(fēng)、雨、雪、雷電和寒潮等天氣現(xiàn)象都發(fā)生在這里。我們看到的藍(lán)天也到此為止。
到了平流層后,水汽、雜質(zhì)很少,云、雨現(xiàn)象也少見。平流層氣流平穩(wěn),能見度高,有利于飛機(jī)的安全飛行。中間層的氣溫隨高度遞減,層頂部氣溫降到-113℃,幾乎是大氣圈中溫度最低的區(qū)域。
暖層,顧名思義,氣溫隨高度迅速遞增,在層頂氣溫可達(dá)到1000 ℃以上。由于空氣密度很低,宇航員們?cè)陔x地球500~700千米高度的軌道上處于“失重”狀態(tài),即就是在這一層。
在逃逸層里,氣溫隨高度遞增,空氣密度極小,具有逃逸速度的粒子可以克服地球引力,不斷地逃往太空。但是根據(jù)目前衛(wèi)星觀測(cè)資料分析,在22000千米的高度上,離子密度仍可以達(dá)到10個(gè)/立方米。可見地球大氣圈和星際太空之間,并沒有明顯的分界。但是我們的火箭載著衛(wèi)星一直飛上3.6萬(wàn)千米高的太空,這應(yīng)該是天上天了。
知道了天這么高,那天高能任鳥飛嗎?鳥兒飛行的高度和天氣也有關(guān)系,在萬(wàn)里無(wú)云、風(fēng)和日麗的天氣里,鳥兒飛得比較高:相反,在多云、雨霧或有較強(qiáng)逆風(fēng)的壞天氣里,鳥兒飛得低。這說明鳥大多還是在對(duì)流層飛行。鳥類學(xué)家告訴我們:不同種類的鳥兒飛行高度也不一樣。例如燕子是450米,百靈鳥飛行高度可達(dá)1900米。一般說來(lái),普通小鳥飛行的高度不超過400米,鸛、雁等比較大型的鳥類飛行高度在1900米左右,大型猛禽鷲可以飛到3000米以上。但它還不是冠軍,天鵝曾飛越世界屋脊——珠穆朗瑪峰,這就是說它飛行的高度在海拔8844米以上(據(jù)稱達(dá)到9144米),其他會(huì)飛的動(dòng)物只好望塵莫及了。
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