青少年氣象科普知識漫談：難以捉摸的氣候變化（簡體書）

科學是人類進步的第一推動力，而科學知識的普及則是實現這一推動的必由之路。在新的時代，社會的進步、科技的發展、人們生活水平的不斷提高，為我們青少年的科普教育提供了新的契機。抓住這個契機，大力普及科學知識，傳播科學精神，提高青少年的科學素質，是我們全社會的重要課題。《青少年氣象科普知識漫談：難以捉摸的氣候變化》主要精選現代前沿科技的各個項目或領域，介紹其研究過程、科學原理、發展方向和應用前景等，使青少年站在當今科技的新起點尋找未來科學技術的契入點和突破口，不斷追求新興的未來科學技術。

氣象知識編輯部編著的《難以捉摸的氣候變化》是“青少年氣象科普知識漫談”系列之一。其中包括三部分內容分別是：氣候變化的可能原因、氣候變化的歷史烙印和氣候變化現象的解釋，其中包括《地球環境“三駕馬車”芻議》、《天氣、海洋與人類活動——紀念世界氣象日》、《氣候的“記錄器”——樹木年輪》、《青海湖萎縮之謎》、《西雙版納霧日銳減為哪般》等文章。

氣候變化的可能原因地球環境“三駕馬車”芻議科學家是如何知道氣候變暖的天氣、海洋與人類活動：紀念世界氣象日你知道“厄爾尼諾”的歷史背景嗎淺談厄爾尼諾現象及其影響火山爆發與天氣、氣候奧妙無窮的地球自轉運動方便面會影響氣候嗎大量開採可燃冰會加劇全球氣候變暖氣候變化的歷史烙印探尋遠古氣候變化的歷史烙印：古氣候研究氣候的“記錄器”：樹木年輪三大冰期與氣候變遷氣候變化現象的解釋大熊貓“搬家”與氣候變化有關嗎黃河壺口瀑布的形成及變化根由青海湖萎縮之謎雲岡大佛為什麼會消失九寨溝水位變“矮”之謎西雙版納霧日銳減為哪般“天府之國”為何黃沙漫漫“長江女神”何以消逝絕版的東珠

地球表面有兩種性質完全不同的下墊面(即大氣的底面，包括陸面與水面)，筆者認為，它們同大氣結合起來，構成地球環境的“三駕馬車”，在幾億年漫長的歲月中，這三者互補互動，共同營造地球優良的環境。
其中，大氣有著特殊重要的意義。大氣不但運動速度很快，而且它同海洋與陸地都有面的接觸，而海陸之間只有線的接觸。大規模的物質與能量交流只能通過一定的面積才能實現。大氣不但與海洋或大陸都有極其重要的物質與能量交流，而且還充當海陸之間物質與能量交流中介的重要任務。其中影響最大的就是水分循環。
水面與陸面是兩種性質完全不同的下墊面。海洋是地球的儲水庫，地球水分基本集中在海洋里，陸地有一個適于人類和生物生存與發展的穩定表層，如何使陸地從海洋得到適度的水分就成為問題的關鍵所在。這個任務就由大氣承擔起來。大氣不但很好地完成了這個任務，而且使陸地各地得到水分的數量與季節各不相同，這就為地球五光十色的生物群落，包括有智慧的人類的生長與演變創造了條件。
同時，由于海陸的物理性質相反，組成一對最好的搭檔。正如《周易》所說：“立地之道，日柔日剛。”柔即具有包容、緩沖、吸收與化解的性能，剛則沒有這樣的性能，表現為反應迅速、變化急劇、沖擊強烈的特點，這兩種性能結合起來，互補互動，共同組成變化萬千的世界。
海洋的性格其實就是水的性格的集中表現。海水有很大的熱容，太陽輻射能穿透海水，把熱量分散在幾十米深的海水里，加上海水能夠流動，起到混合協調的作用。所以即使接收大量太陽輻射，但升溫是很緩慢的，在沒有陽光時，雖然喪失熱量，降溫也是很慢的。中國一位叫做老子的哲學家，還把水看做是最符合哲理的物質。他提出“柔弱勝剛強”的哲理。他贊揚水有最高尚的品德，既能公正地使萬物受到它的利益，但自己卻總是流向低處。他認為水最柔弱，又最剛強。海洋是眾水匯集之地，有納百川的寬廣胸懷，是地球環境的重要穩定因素。
陸地有很大的剛性。陸地在物質與能量的交流中，含蓄、包容、緩沖的能力比海洋弱得多。太陽輻射只能到達它的表面不到1毫米的薄層里，溫度變化比較快，比如沙漠地區晝夜溫差就相當大，可以認為，巖石之所以能夠分裂與這種溫差大有著一定關系。
水分從海洋到大陸，又以河水的形式回到海洋，或以蒸發的形式回到大氣，在這樣的水分循環中，大氣發揮關鍵的作用。氣流在熱帶洋面不但得到充分的水分，而且還使溫度升高。這就使得熱帶洋面成為濕熱空氣的源地。大氣環流使空氣從熱帶海洋流向大陸，在大陸放下水分后，再返回海洋，如此周而復始，永不停息地實現水分輸送的任務。
海洋溫度變化的微小和大陸溫度變化的急劇，形成鮮明對比，使得夏季大陸遠比海洋熱；冬季則倒轉過來，大陸遠比海洋冷。季風就是因為海陸溫度的季節變化、冬夏之間的反差而形成的風系有顯著的季節變化的結果。在冬季大陸的寒冷干燥氣流流向溫暖潮濕的海洋，這就是冬季風；夏季熱帶海洋熱濕氣流流向炎熱的大陸，這就是夏季風。這是兩種性質完全不同的氣流。
季風的意義極其重要，因為陸地季風區擁有世界一半以上的人口，像印度、中國這樣的文明古國，從一定程度上來說，靠著季風提供的雨水，而創造了世界古代輝煌的文明。季風區的雨水主要是從熱帶海洋由炎熱潮濕的夏季風帶來的豐富水汽的產物。如果夏季風晚來或不來，就會出現嚴重的干旱。
更有意義的是，海洋與大氣的相互作用產生的雨水是陸地產生大面積植被的原因。在沒有受到人類的破壞之前，植被幾乎占了濕潤土地的全部，即使在半干旱地區也長滿了青草與灌木。植被的覆蓋率幾乎達到100％。植被保護了土壤，還用光合作用制造最基礎的生物質，為全部生態系統的發育提供直接或間接的生物有機質。從此，大地就不只是一片泥土，而是一片綠色的海洋和鮮艷的花果。
植被的光合作用也改變了大氣的性質。大氣中二氧化碳的含量降低了，氧氣上升了，這就更加有利于高級生物的發展。現在大氣中二氧化碳的含量上升引起的全球增溫，固然同大量使用化石能源有關，但同植被大量減少，光合作用對二氧化碳的吸收大量下降也有關系。
如此說來，其中心不過一個問題，這“三駕馬車”都是地球美好環境的創造者與維護者，要保護地球，就必須很好地保護大氣、保護海洋和保護陸地。
河流是陸地水匯集和流回海洋的渠道，也是物質運輸的渠道。上游的泥沙與肥料匯集在下游的平原里，使那里成為生物繁衍與人類活動的中心地區。俄羅斯氣候學家法耶可夫說：“氣候是河流的母親。”在歷史上，河流又是人類文化的母親。由于從海洋流向大陸的氣流有季節的變化，特別是在季風區里，季節變化更加明顯。在雨季，來自海洋的夏季風帶來大量水汽，暖濕氣流在陸地遇到山脈或冷空氣就會凝結，形成雨水，往往超過河床的泄水能力，就會發生洪澇災害，而夏季風過遲或過弱，或沒有冷空氣的影響，就不會上升凝結，就會出現旱災。P2-5