文明的起源:39.天氣預報

2021-01-09 文明的起源

人類創造的世界光彩奪目,絢麗耀眼,令人讚嘆稱奇。它為什麼是現在的這個樣子?迎著陽光,在現代文明精緻的面龐和魁梧的身軀後面,有一條長長的影子,從那裡,可以看到歲月、歷史和長路。

文明的起源:39.天氣預報

人類很早就注意到了他們生活的天地之間有著周而復始的氣候變化規律:春、夏、秋、冬。掌握四季變化的規律對於關係到身體溫飽的狩獵、採集野菜和農業種植等活動來說實在是太重要了。於是,中國農曆中就有根據長時期的經驗感受和天象觀測而得出的表現季節變化和天氣現象的24節氣(大概在秦時形成,漢時確立)。巧合的是,雖然當時的人們不一定知道地球是圓的,也不一定知道地球是繞太陽轉一個近似圓形的圈(地球公轉的軌道叫黃道),但24這個數字乘以15的確是等於360。看起來好像古人已經深諳四季的原理,地球在公轉的過程中每走15度就是一個節氣的交替。

四季組成一年,每季都有不同的氣候。然而每天的天氣也是風雲變幻,這至少給出行、盼望第二天下雨或者出太陽帶來了困惑,那麼古人有什麼辦法可以預報天氣嗎?有的。中國民間有許多關於天氣的諺語,十有八九能準確的預報天氣。比如預報短期內的天氣:燕子低飛則天將雨;朝有棉絮雲,下午雷雨鳴。預報長期的氣候:大榕樹冬不落葉,兆春寒;日暖夜寒,東海也幹。

根據小說《三國演義》的描述,蜀國軍師諸葛孔明非常精通於預測天氣,這個技能讓他打了很多勝仗,比如火燒新野、草船借箭、赤壁之戰,他用來預測天氣的方法是「夜觀星相」。按理說,看天知天氣是合理的,作為並非天文學家的羅貫中的小說中既然提到了這一點,說明作者已經了解到當時(指羅貫中生活的年代,約1330年-1400,是元末明初)的確有根據天文預測天氣的科技。

歷史上的旱災、洪災、冰災不計其數,給以土地為生存之本的人類帶來了深切的痛苦。面對這些問題,人們會說天時不好,流年不利,而祈望天公和神靈的保佑。而在人類歷史的主題——戰爭中,也有那麼一些突如其來的天氣變化改變了戰爭的走向,改變了歷史。

曾經不可一世的蒙古帝國橫掃歐亞大陸,攻無不克、戰無不勝,然而在1274年和1281年兩次出徵日本,都被海上突然發作的颱風摧毀了整個艦隊。日本人認為是「神風」在輔助他們的國祚,在二戰中還以「神風突擊隊」命名他們的自殺式飛行隊伍。

1853年到1856年歐洲國家為爭奪巴爾幹半島的克裡米亞戰爭期間,克裡米亞半島所在的黑海上的一陣暴風讓英軍和法軍艦隊損失慘重。此次事件後,歐洲人開始研究造成天氣變化的因素,並在各地設立天氣監測站,希望能夠預警惡劣天氣。此時他們注意到了一個似乎與天氣有某種聯繫的因素:大氣壓。(在兩個世紀前的1654年,馬德堡半球實驗已經證明了大氣是有壓力的,一個標準大氣壓等於760毫米高的水銀柱的重量,也相當於一平方釐米麵積上承受1.0336公斤重的大氣壓力。)專業的氣象工作者已經產生,他們把一定時間內具有相同氣壓的點(監測站)在地圖上連成一條線,隱隱感覺到這些等壓線與天氣有些關係。

1860年,一位荷蘭物理學家和氣象工作者白貝羅(1817-1890)認為,風總是從高壓地區吹向低壓地區。而且根據他的觀測(或猜想),提出了一條後來被稱為「白貝羅風壓定律」的論斷:在北半球 ,觀測者背風而立,高壓在右,低壓在左;在南半球則相反。他的原話是:「發現的規則是:在我們國家內的大氣壓差都與強風有關,而且風通常與等壓線斜交,因此,如果氣壓差由北往南降,則吹東風,如果氣壓差由南往北降,則吹西風。」他提出的這個論斷,實際上後來被證明,是地球的自轉造成了風在從高壓吹向低壓的過程中發生了偏轉。

等壓線示意簡圖

等壓線,以及等壓線與風向的關係被確立以後,連同溼度、雲雨、海拔高度的影響、洋流等知識——天氣就是由這些因素決定的,以及建立更多的觀測站,氣象學開始完善,氣象預報也越來越準確。

1944年,盟軍諾曼第登陸時成功地預報了天氣。

氣象學涉及到很多知識領域,天文學、大氣、環境、海洋、地理、物理學等等。1960年美國發射的第一顆氣象衛星(1957年蘇聯發射第一顆人造衛星)拍攝的地球雲圖開始為氣象預測提供更多的數據和依據。將必要而大量的氣象數據交由電腦進行處理和模擬,也增加了天氣預報的快速和準確。

人們已經在關注人類活動對氣候的影響。有數據和研究表明,二氧化碳的排放和臭氧層被破壞都在加快地球變暖的程度。植物生長受到影響,冰川在快速融化,飲用水短缺可能會成為人類的一個巨大麻煩。

白貝羅

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