在涡流中，不同位置的气流的运动速度虽各不相同，但都处于高速状态。 在北半球，漩涡会按照逆时针方向运转，在南半球则是顺时针方向。空气上升 的区域一般都是暴风雨的多发区，但其激烈程度在不同地方也大不一样，这主 要取决于上升气流来自哪个方向，这一点可以在附页的地图上看得很清楚。
从大陆内陆地区而来的气流一般都很干燥，从海洋而来的空气则含有大量 水分，它们中的一部分在上升过程中便会凝结成水滴。而这些大致向东移动的 涡流虽然速度各异，但总体在每小时20到30英里。这就是中纬度地区下雨的主要气象成因。我们还在第74节中提到过，在高气压区空气会从中心向下向外运 动，这就是反气旋，这些地区一般都相对干燥，以晴朗天气为主。
84.横跨美国的气旋轨迹--后面的附页地图显示了横跨全美国的气旋风 暴的运行路径，看得出来，尽管这些轨迹线条错综复杂，但基本都呈现出东偏 北的方向。气旋的运动会在很大程度上受到中纬度地区盛行风风向的影响。
在夏季，气旋在大陆上的运动速度大约为每天500英里，在冬季则是800英 里。夏天气旋的风速也远远小于冬天，因为在那个时候，高低气压区的气压差 大大减小了。冬天暴风雨来临的时候，气流温度的改变要比夏天更剧烈，也是 因为这时南风和北风都会吹向低气压中心，而这些地区的温度也会在这一过程 中发生很大变化。
85.突然的天气改变--冬天在中纬度地区经常发生几个小时的温度骤 变，温差可达20度以上。拿美国来说，如果温度在一天24小时之内下降20度以 上，并且在北方最终低于32°F、南部低于40°F的话，这就是专业术语所讲的 寒潮了。每当此际，气象局便会升起如插图所示的一面特别的旗子，向人们显 示大降温将至。
当这种极大的气温波动向南部大范围蔓延的时候，它对橘树和农作物纤维 的破坏力就体现出来了，这就是我们所知的"冰冻"灾害。曾经在1886年发生 的大冰冻灾害，让佛罗里达州大范围的橘树都遭受到了灭顶之灾。这次灾害对 当地工农产业打击之大，以致多年后人们都依然将这一年作为年份标记。
如果寒潮还夹带着西北风并伴随着降雪，这就是我们所称的暴风雪了， 它往往会席卷整个平原和草原地区，破坏力极其巨大，有时甚至会造成人和家 畜的频繁死亡。在欧洲南部，最寒冷的风是来自西伯利亚平原的东北风，而美 国最冷的地区却在西南部，这里也是气旋轨迹的后方区域，而欧洲的气旋后方 区，却在其北部前沿。
上面已经讲到，当强劲的西北风在寒冷的季节吹入气旋后方区，便会形成 寒潮。同样的，当极度高温的空气从南方大范围地向低气压区前沿涌动，并且 这时正处在较热的月份的话，"夏季热浪"也就随之而来了。这时空气会极度 闷热，并伴随着异常的高温，让人难以忍受，中暑便也时常发生。德克萨斯、 堪萨斯以及加利福尼亚的圣安娜地区的"热风"和意大利南部的西罗科风，都 是其显著的例子。从这里我们也看得出来，以上所有的天气极端变化，都与低 气压地区的大气运动状况有关。
86.天气预报--为了预报天气而必需的数据，每天都会通过电报传送给 气象局，并会在气象地图上留下记录。这些积累在气象地图上的观察记录，为 气象预报员判断天气变化提供了极其有用的信息。我们已经说过，影响我们天 气变化的一个显著因素，便是气旋与反气旋的向东运动。
如果它们的运动速度和方向能被确定下来，那受它们影响地区的天气变 化，就可以精确预报了。如果在密西西比河谷地区覆盖着一个气旋中心，而其 西部还存在着一个反气旋中心，我们便可以预见，密西西比河的东部及东南部 地区，吹着南风和东南风的风雨天气将会逐渐转晴，并且西风会带来更多寒 意，这都是因为反气旋会慢慢向东取代气旋。
天气变化的频繁程度，其实主要取决于高低气压区的运动速度。风向的改 变，在许多地方也是很大程度上取决于高气压区的中心位置分布。因此，气旋 区域的运动速度与运动方向，便成了预报天气必须关注的两个主要因素。也正 是这个原因，越靠近大西洋，暴风雨的强度也才会越来越大。
87.气候--一年四季纷繁多样的天气变化，经过较长时间之后，慢慢会 形成一些规律，这便形成了气候的概念。因此，如果一个地方一年到头的平均 温度很高、雨量充沛且分布均匀的话，我们就可以说这个地方拥有高温湿润 的气候。气候只是天气状况的总体性描述，所以即使两个地方的年平均温度相 同，它们依然可能拥有不同的气候，比如可能一个地方一年中气温变化不大， 而另一个地方的气温则可能在不同季节变化显著。因此，是很多因素决定了气 候的各个具体侧面。
88.气候对动植物的影响--植物受气候的影响非常明显。比如棕榈树和 橘子树，如果在北方生长，一到冬天就需要被小心呵护，以免受冻。而要是在 南方，则大可不必，它们会像苹果树、梨树在北方那样，生长得枝繁叶茂。玉 米和小麦是美国北方地区的主要农作物，而棉花、水稻和橘子则是南方的主要 农作物。
要让植物繁育茂盛，则必须有适应自身的气温及水分供应，以便植物的种 子能不断成熟，并在后续的生长中保持顽强的生命力。像仙人掌和丝兰棕榈一 类的植物，可以在新墨西哥州和亚利桑那州的干旱地区长势良好，但是要是在 路易斯安那州的潮湿气候下，则会很快凋零。
由于动物需要靠植物或其他动物维持生存，因此植物必须要给草食动物提 供营养，并因此也向以草食动物为食的肉食动物提供养分。这样，植物的分布便会在很大程度上影响动物的生存与生长状况。吃草的动物自然就不可能在沙 漠生存，以坚果为食的动物当然也不可能在大草原生存，因为那里没有产生坚 果类种子的植物。
跟植物一样，动物也会受到气温和湿度的影响，不过动物可以为了躲避炎 炎夏日而入水纳凉，植物却是不行的。北极熊有一身浓厚的皮毛以抵御严寒， 但要是将它转移到非洲热带雨林地区，那就马上斯人独憔悴了。而在那里，狮 子却生活得十分惬意。对沙漠里的骆驼而言，绿草茵茵的大草原无疑是枯燥 的荒漠和葱茏的墓地而已。当一个地方的动植物在当地气候条件下已经彼此适 应，如果再将它们移换至其他气候条件下，二者最终都会枯萎凋零。
89.气候对人的影响--由于人类能够根据需要改变着装，也能更好地长 时间储备所需食物，同时还能通过人工办法改变所处环境的温度，因此气候对 人类的影响，就不像对一般动植物那样明显。
除此之外，每个人都还能够在极地区域和热带区域生活一段时间，而 且在长达几个世纪的生息繁衍之后，人类几乎可以适应地球上任何地方的气 候。比如拉普兰人和南太平洋的岛民，在他们的移居地上都生活得很好。不 过，由于地域限制，他们在那里也的确没能发挥出人类自身所能达到的最大发 展潜力。气候的严酷可以消耗人的能量，而它的温柔舒适却也能够消磨我们的 野心与意志。
在中纬度的温带地区，有些地方到冬季植物便不能生长，而且也很难寻找到 食物，有些地方由于清爽的寒冷而让人们血液循环更加活跃，还有些地方气候多 变四季分明，让人们更富有生命的激情。在这一类的地方，人们对自身潜力的拓 展都取得了很高的成就，人们为了生存，不断与物质气候条件斗争，但生命力不 仅没有因此而歇绝，反而越挫越勇。大自然的恩赐同样没有让人类忘记奋发图 强，艰苦环境往往塑造了人们战胜困苦的决心。如此说来，气候对人类的影响 依旧是伟大的。到底有多伟大呢？不好说，人与自然的关系，很复杂。
总结--大气层与能量、光热、水分与大陆一样，对地球上的生命非常重 要。空气中含有氧气，我们的身体必须依靠它来获取热量和能量，还有二氧化 碳气体，它是植物组织体的构成原料，以及氮气，它正好稀释前两种重要气体 的浓度。
空气的重量往往不易被人们察觉，这是因为它们在各个方向上的压力都是一致的。空气受热会膨胀，因此1立方尺的热空气比同体积的冷空气要轻得 多。热空气还比冷空气更能保持水分。
由空气自身重量而产生的气压，可以通过气压计进行测量。这个仪器还 可以用来测量山的高度，因为不同的高度会对应着不同的气压值。风是由气压 变化所引起，而风向还会受到地球自转的影响。在所有行星表面都会存在行星 风，它们在地球上自然会受到地球地理及气象条件影响，因而被叫做地面风。 它们中有些风会有着恒定的方向，并且有助于人类的交通贸易，这就是信风。 在南亚地区，还有季风。
当潮湿的空气开始冷却，它便不能再保持之前的水分。于是，这些水分将 会以雨雪冰雹的形式降落地面。各地区的降雨量差别很大，有很多地方一年到 头滴雨不下，而有的地方则可以超过50英尺。在美国的北太平洋斜坡地区，年降 雨量大致在70英寸左右，在南太平洋斜坡则只有15英寸。东部的岩石地带相对干 燥一些，但密西西比河流域及其以东地区，还是有30到60英寸的年降雨量。
伴有雷电的暴风雨叫做雷雨，雷电是由不同云层所带的不同电量而引起 的。高电量云层会向低电量云层放电，这就形成了划过天空的闪电，以及随后 的响彻天宇的雷声。
当风力极其强大，并且具有严重的破坏力所向披靡的时候，这样的风就是 龙卷风了。这通常被人们说成气旋，其实准确地说，气旋是巨大的空气涡流， 而且一般并不具有破坏力。
所有的气流风暴都会影响天气，天气是可以预报的。一个地方长时间显现 出来的天气状况变化规律，就被叫做气候。任何地方的气候都对该地区的动植 物和人类产生了非常大的影响。
思考题
大气中三种主要气体各有什么特性以及主要用途？ 怎样才能显示出空气也有重量和压力？ 加热会对空气的重量和体积产生什么影响？ 加压会对空气的重量和体积产生什么影响？ 两种不同的气压计在构造上有什么区别？ 你在什么地方见到过绝热升温现象？ 你有过什么样的生活经验能体现热空气比冷空气可以保持更多水分？
太阳的光热辐射会怎样地影响大气层？ 列举并逐一解释一下影响一个地方气温的诸多要素。 风是什么原因引起的？如何测量它的速度？ 风会受到地球自转怎样的影响？
当一只帆船从波士顿出发去往合恩角，它会穿越哪些风带？这些不同风带的风 会对它的行进路线产生怎样的影响？一路上它可能会经历哪些天气状况？
轮船一般在什么季节从苏伊士运河去往印度最合适？为什么？ 一个地方的降雨量主要取决于什么因素？ 美国的降雨量是如何分布的？ 闪电和电之间有什么关系？雷的本质是什么？ 你对什么电器设备比较熟悉？ 龙卷风和气旋之间有哪些本质上的不同？ 气候对动植物都有哪些重要影响？ 描述一下什么样的气候状况对人类的发展最为有利？
译 注
① 在今天看来，人类所达到的高度已经远远不止这个数据了。1969年7月16 日，3名美国宇航员尼尔·阿姆斯特朗、巴兹·奥尔德林、迈克尔·柯林斯与"阿波 罗11号"宇宙飞船一起跨过了38万公里的征程，承载着全人类的梦想踏上了月球表 面。正如阿姆斯特朗的名言，这确实是一个人的小一步，但却是整个人类迈出的一 大步。他们的脚印至今还原封不动地留在月球表面。
② 中国唐朝时的著名历算学家李淳风（602－670）是世界上第一个给风定级 的人。他在其著名的天文历算著作《乙巳占》中，根据树木受风影响而带来的变化 和损坏程度，创制了八级风力标准，即："动叶，鸣条，摇枝，堕叶，折小枝，折 大枝，折木飞砂石，拔大树和根。"一千多年后，英国人蒲福（Francis Beaufort， 1774-1857）于1805年才把风力定为12 级。以后又几经修改，风力等级自1946 年以 来已增加到18 级。
③ 今天来看，这已经是确凿无疑的结论。正电根源于质子，负电根源于电 子。在基本粒子的标准模型中，正负电荷是由组成质子和电子的夸克的不同组合导 致，它们的组合只能导致两种不同电荷，没有第三种。
