会变魔术的大气

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    人类作为生物圈的特殊组成部分，生活在大气圈的最底层，与大气的对流层关系最为密切。随着人类文明的不断发展，大气的任何部分都直接或间接地对人类的生产和生活产生影响。可以说，人类离不开大气；大气也正经受着人类越来越大的影响。
     大气与人类息息相关
     过去人们认为，地球大气的成分是很简单的，直到19世纪末才知道地球大气是由多种气体组成的混合体，并含有水汽和部分杂质。其中对人类活动有影响的大气成分主要是氧气、氮气、二氧化碳和臭氧。
     氧气占地球大气质量的23％，它是动植物生存、繁殖的必要条件。人类的呼吸离不开氧气，氧气是人类生命的第一要素。氧的主要来源是植物的光合作用。
     氮气占大气质量的76％，它的性质很稳定，只有极少量的氮能被微生物固定在土壤和海洋里变成有机化合物。氮是“生命的基础”，它不仅是庄稼制造叶绿素的原料，而且是其制造蛋白质的原料。闪电能把大气中的氮氧化变成二氧化氮，被雨水吸收落人土壤，成为植物所需的肥料。氮气有广泛的用途。利用它“性格孤僻”的特点，将它充灌在电灯泡里，可防止钨丝的氧化和减慢钨丝的挥发，延长灯泡的寿命。还可用它来代替惰性气体作焊接金属时的保护气。应用氮气来保存粮食，叫做“真空充氮贮粮”，亦可用来保存水果等农副产品。利用液氮给手术刀降温，就成为“冷刀”；用“冷刀”做手术，可以减少出血或不出血。氮气还是一种重要的化工原料，可用来制取多种化肥、等。
     大气中的微量成分和痕量气体，如二氧化碳和臭氧的浓度变化是全球最引人注目的变化。它们在大气中尽管含量甚微，但它们在地球系统中的作用却是举足轻重的。有机物的呼吸和腐烂。矿物燃料的燃烧需要消耗氧而放出二氧化碳。二氧化碳含量随地点、时间而异。在人类的呼吸过程中，当二氧化碳浓度超过5％时，即可刺激呼吸中枢并会使呼吸量增加2倍，而当人类呼吸中枢发生抑制时，又可用二氧化碳和氧的混合气体作为兴奋剂吸人。臭氧是分子氧吸收短于O．24微米的紫外线辐射后重新结合的产物。臭氧的产生必须有足够的气体分子密度，同时有紫外辐射，因此，臭氧密度在地面以上22～25千米处为优选。臭氧是极强的氧化剂，在人类的生产生活中应用很广，它能大量吸收太阳的紫外辐射，大气中臭氧层的存在，有效地保护了地球上的人类及其他生物免受过多紫外线的伤害。而穿透大气到达地表的少量紫外线恰恰能杀死细菌，对人体健康和其他生物的生长大有好处。因此，臭氧层被誉为“地球生命的保护伞”。大气中某些微量和痕量气体，对太阳短波辐射几乎是透明的，但对于地面的长波辐射却能强烈吸收并转化为热能。再通过大气逆辐射将热量还给地面，在一定程度上补偿了地面因长波辐射而降低的温度，对地面起到保温作用，这就是大气的“温室效应”。“温室效应”使地球表面温度及近地面大气温度维持在一定的范围内，以适合地球生物和人类的生存。这些气体被称为“温室气体”。据推算，如果没有二氧化碳等温室气体的存在，全球地表平均温度将会比现在的地表实际温度低33℃。
     假如地球上没有大气
     假如地球上没有大气，那实在是一件十分可怕的事情：离开大气圈，人首先会全身崩裂而死；离开大气中的氧气，人会窒息而死；离开大气层的温室效应，地球昼夜温差将变得非常悬殊，人无法适应；离开大气层的屏障，人会被宇宙射线和紫外线杀死……
     假如地球上没有大气，那么地球就与其他七大行星以及月球有很多相似的地方，人类和其他生物也就不复存在。以地球的近邻水星、金星、火星和月球为例，看看它们某些致命的“特征”：水星上既无空气又无水，昼夜温差非常悬殊，最热时达到427℃，最冷时只有-173℃。由于没有大气遮挡，水星上的阳光比地球赤道的阳光强6倍，不要说人，就是一些熔点较低的金属也会熔化。金星表面的温度优选达447℃，这是金星上的温室效应极强的结果。金星的大气密度是地球大气的100倍，而且它的大气97％以上是“保温气体”――二氧化碳；同时，金星大气中还有一层厚达20―30千米的由浓硫酸组成的浓云。二氧化碳和浓云只许太阳光通过，却不让热量透过云层散发到宇宙空间。被封闭起来的太阳辐射使金星表面变得越来越热。温室效应使金星表面温度非常高，且基本上没有地区、季节、昼夜的差别。它还造成金星上的高气压，约为地球气压的90倍，生物根本无法生存。火星上的大气稀薄而干燥，所以它的昼夜温差，远远大于地球。火星表面温度低、气压小，使其大气中的二氧化碳和水大致呈饱和状态，只要气温稍一降低，二氧化碳和水蒸气就会凝结。火星大气中的水分极少，与我们地球表面波涛汹涌的海洋相比，水量显得微不足道。最后再看看月球，由于月球上没有大气，再加上月面物质的热容和导热率又很低，因而月球表面昼夜的温差很大。白天，在阳光垂直照射的地方温度高达127℃；夜晚，温度可降低到-183℃。因此，传说中的嫦娥、吴刚、玉兔以及桂花树等生物是不可能存在的。总之，假如地球上没有大气，也就没有了我们人类。P2-5