在咸阳西汉景帝阳陵侧畔，人们发现了一个面积大约有八万平方米，埋葬尸骨在一万具以上的墓穴。根据墓地的位置和有关文献记载推测，这片墓地的墓主就是史书上记载的当年修建阳陵的囚徒。
发掘的时候是在20世纪70年代，当地的社员正利用冬闲时节兴修水利。突然有人惊呼挖出了骷髅，好奇的人们“呼啦”一下聚拢过来，一具已经有些糟朽的人骨架呈现在人们面前。有几个意犹未尽的年轻人在旁边刨了刨，结果又挖出几具骨架，有的脖颈或脚腕上还套有笨重的刑具。此事引起了文物部门的高度重视，这次发现直接导致了后来整个汉阳陵的发掘。
让我们再一次将目光投向两千多年前的西汉时期。公元前517年，西汉第四代皇帝刘启即位，后世称之为汉景帝。他统治期间顺应历史潮流的发展，推崇“黄老之术”，实行“无为而治”、“与民休息”的开明政策，促进了社会经济的迅速发展，使西汉王朝在初步发展的基础上走向了繁荣昌盛的高峰时期。汉景帝因此而被后世史学家称颂不已。
景帝虽为一代明君，也不能摆脱大兴土木、劳民伤财、修建陵墓的古老枷锁。公元前153年，为当朝皇帝景帝与其皇后王氏修建陵墓的巨大工程开始了。这项工程的主要劳动力就是从全国各地征发来，被称之为刑徒的囚犯。这个特殊的墓地埋葬的就是修建陵墓时受尽折磨而死或因不堪凌辱而反抗被处死的囚徒。
截止1994年底，阳陵考古队先后发现葬坑、建筑遗址数座。阳陵以其规模宏大、撼人心魄的丰富文物遗存而轰动一时。其中，大批排列密集却整齐有序的彩绘陶俑，令世人无不赞叹。
根据陶俑身上的遗迹来看，当时的陶俑应当有木制的双臂，并戴帽著衣、执戟佩剑，一副军士装扮。这些陶俑虽然形体较小，高约六十多厘米，仅及真人的三分之一，但其整个造型比例适度，体形匀称，刻画细致，工艺粗湛，神态逼真，栩栩如生。特别是陶俑的面部表情丰富多样，颇具艺术特色。有的面容清秀，稚气未脱，透出一股少年特有的率真坦诚之气；有的阔脸宽额，浓眉大眼，棱鼻厚唇，表情安详沉稳，给人以憨厚老成之感；有的面庞圆朗，细眉凤日，长相秀气，但却抿嘴不语，若有所思，一副心事重重的样子；有的双眉紧蹙，眼含忧愁，也许是长年离乡戍守，又很久没有听到家人的音讯，浓郁的乡愁不由得使他愁眉苦脸；有的微微颌首，双目细眯，露出一丝略带羞涩的笑意，大概他们在回味与心上人相聚的美妙时刻，那种天使般纯洁而稚气的笑意不禁使人怦然心动。从总体上来讲，这批陶俑人多脸庞丰润，目光平和，表情愉悦，**漾着一种轻松活泼的气氛。
考古队员们经过观察和初步研究后确认，阳陵葬坑的这些陶俑当初可能是在西汉京城中的专门手工作坊中统一制作的。近年来，在位于今西安市城区西北的汉长安城中的一处遗址中发现了大量此类陶俑。这可能就是当年制作陶俑的作坊遗址。陶俑在作坊中的工艺流程大概是这样的：先选定合适的陶土，经过筛选、淘洗使之更为纯净，然后将之和为干湿软硬适度的陶泥，再将之压嵌进模具内。
当时的模具分为头颅、躯干、腿、脚四大段，陶俑的主体部分压模成型后再将诸如鼻、耳、**等小部件粘接上去。并将鼻、耳、肛门等人体窍孔插成很深的孔洞。为了避免模制出的陶俑千人一面的弊病，工匠们还对其面部进行了捏、塑、刻等艺术加工，使同模的陶俑形象各具情态。待陶俑粗坯制作完成后，将之放入窑内烧烤，使之变为坚硬的陶质。出窑后，首先在陶俑肩部预留的贯通两侧的圆孔处，安装带有关节并可以活动的木制臂膊，然后再根据真人身体每一部分的实际情况为其绘彩。譬如陶俑的头发、眉毛、眼睛、胡须等绘为赭黑色。而其颜面、躯体则绘为橙红色。值得一提的是工匠们在绘彩时，对陶俑的面部又进行了划、抹、绘等进一步的深加工，使之更加生动逼真。至此一件陶俑的基本造型就算完成。接下来的工作是根据需要给陶俑穿着服装。例如阳陵从葬坑是按军阵设置的，其中需要大量的军士俑，于是作坊里那些已经完工的陶俑便被穿上战袍，披上铠甲，双手执戟拥盾，装扮成一副英武雄壮的武士形象，至此陶俑的工艺程序即算彻底完成。然后按当时军队的建制放人从葬坑中。
当我们目睹这些珍稀的文化瑰宝时，不仅被古人的智慧所折服。但我们也同样明白，历史是用血泪写成的。在这些古代文物的背后隐藏着多少艰辛的故事，现代人是很难明了的。
地球的“外衣”
一
古希腊哲学家阿那克西米尼(Anaximenes，约公元前585-前528年)说：“空气就像我们的灵魂，和我们紧紧地联系在一起，密不可分。微风和空气也包围着整个世界。”他认为空气是组成世界的基本元素，有稀散与凝聚两种状态。空气不断稀散与凝聚，自然界就不断发生变化。
的确，大气(包围着地球的空气的总称)是地球上一切生命赖以生存的重要物质条件之一。正是由于大气对生命的意义如此重要，自古以来成为无数思想家和科学家不断探索的领域，他们迫切想了解大气的特点，弄清它对生命起着怎样的根本作用。随着科学技术的迅速发展，人类探测手段的进步，才使我们对此有了一个比较全面的了解。
(一)包围着地球的大气圈
就整个地球来说，愈靠近核心，物质密度就愈大。大气圈是地球的一部分，与地球固体部分相比，密度要小得多，全部大气圈重量约为5．14×1018次方公斤，还不及地球总重量的百万分之一。大气圈高层的密度比低层要小得多，而且越高越稀薄。假如海平面的空气密度为1，那么240公里高空的密度只有它的一千万分之一；到了1600公里的高空，密度就只有它的一千万亿分之一了。
整个大气圈质量的90％都集中在高于海平面15公里以内的空间里；再上升到60公里高度时，大气圈99．99％的质量都集中在这个界限以下，对人类生活和环境有明显影响的天气现象主要发生在这一区域；而所剩无几的大气却占据了这个界限以上的巨大空间。
探测结果表明，地球大气圈的顶部并没有明显的分界线，是逐渐过渡到星际空间的。高层大气稀薄的程度虽说比人造的真空还要“空”，但是在那里确实还有气体的微粒存在，而且比星际空间的物质密度要大得多，不过它们已不属于气体分子，而是原子及原子再分裂产生的粒子(等离子体)。以80-100公里的高度为界，这个界限以下的大气尽管有稠密稀薄的不同，但成份大体上是一致的，都以氮和氧分子为主，这就是我们周围的空气。这个界限以上至1000公里上下是以氧为主，再往上到2400公里上下就以氦为主，再往上则主要是氢，3000公里以上便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。
自地球表面向上，大气层可延伸到几千公里的高空。根据人造卫星探测资料的推算，在2000-3000公里的高空，地球天气密度便达到每立方厘米一个微观粒子这一数值，和星际空间的密度非常相近。因此，这个高空可以大致看做是地球大气的上界。
(二)大气的主要成分
地球大气的主要成分以氮、氧、氩为主，分别占78．09％，20．95％和0．93％。其他的气体包括二氧化碳、氪、氖、氦、甲烷、氢、一氧化碳、臭氧、水汽等。这些气体含量甚微，其浓度常用ppm，即百万分之一来表示。在这些气体中，氮、氧、氩、氪、氖、氦、甲烷、氢等的含量基本上是不变的。而二氧化碳、水汽、臭氧等则是变化的。它们的含量虽然很少，但是对大气的物理性质影响却很大。例如，目前二氧化碳的浓度平均为320ppm，它以每年超过1ppm的速度增加。这种微小的变化使地球的温度不断升高，引发了温室效应。
大气中水汽的含量随时间、地点变化很大。沙漠和极地上空的水汽极少，而热带洋面的水汽含量则多达4％。在与地表垂直方向上，水汽含量随高度增加而减少。此外，大气中还悬浮着水滴(如云滴，雾滴)、冰晶和固体微粒(如尘埃、孢子、花粉等)。这些悬浮物通常称为气溶胶质粒。它的浓度也是变化的。低空多、高空少，陆地多、海上少，城市多、乡村少。
二
地球大气圈像一座高大而又独特的“楼房”，根据成分、温度、密度、电离状态和化学反应等特征，随高度分布的不同可被分成若干层。根据大气温度随高度的分布特点，大气圈由地面向上可分为5层，即对流层、平流层、中层、热层和外逸层。
1．对流层。对流层位于大气圈的最下部，是紧贴地面的一层，受地面的影响最大。因为地面附近的空气受热上升，而位于上面的冷空气下沉，这样就发生了对流运动，所以这一层叫做对流层。它的下界是地面，上界因纬度和季节而不同。根据观测，其厚度在赤道约为17-18公里，在中纬度地区约为12公里，在极地约为8公里。大多数天气现象均发生在这一层。对流层内的温度一般随高度递减，平均每公里下降6．5℃。对流层与平流层之间的过渡区厚度大约为几百米到一公里，称为对流层顶。在对流层顶附近，温度递减速率发生突变。
2．平流层。从对流层顶到高于海平面50-55公里这一层，气流运动相当平衡，且主要以水平运动为主，故称为平流层。其温度随高度的增加而增加。下半部(对流层顶到20公里高度)温度基本不变，上半部温度随高度增加很快。大气中的臭氧主要分布在平流层，尤其集中在20-30公里范围内，称为臭氧层。臭氧的浓度非常稀薄，即使在最浓处也只占空气体积的几百万分之一。臭氧的含量虽少，但却可以吸收大部分的太阳紫外线辐射，这种能量对大气起到加热作用，使平流层温度升高。
3．中层。从平流层顶(50-55公里处)到约85公里的大气叫中层。这一层中几乎没有臭氧，故温度随高度增加而迅速递减，到顶部，温度已降到-83℃以下。由于下部气温比上部高，有利于空气的垂直对流运动，故中层又称之为高空对流层或上对流层。中层顶部尚有水汽存在，可出现很薄且发光的“夜光云”，在夏季的夜晚，高纬度地区偶尔能见到这种银白色的夜光云。
4．热层。从中层顶(80-85公里)到约250公里(在太阳宁静期为500公里)的大气层称为热层。这一层空气密度很小，只占大气总重量的0．5％。据探测，在120公里高空，大气密度只有地面的一百亿分之一，所以在这里即使在你耳边开大炮，也很难听到什么声音。热层大气直接吸收太阳辐射而发生光化学反应获得能量，所以温度很高，并随高度递增。据人造卫星观测，300公里高度的气温高达1000℃以上。
5．外逸层。热层顶以上的大气统称为外逸层，又叫外层。它是大气的最高层，高度最高可达到3000公里。这一层大气很稀薄，受地球引力场的约束很弱，一些高速运动着的空气分子可以挣脱地球的引力和其他分子的阻力逃逸到宇宙空间中去。宇宙火箭探测资料表明，地球大气圈外还有一层极其稀薄的电离气体，其高度可伸延到2．2万公里的高空，称之为地冕。地冕是地球大气向宇宙空间的过渡区域，被形象地比为地球的“帽子”。
此外，按大气的化学成分，以距海平面90公里高度为界，界限以下的大气是均匀混合的，各种成分的相对比例不随高度变化，这一层叫均质层。界限以上各种成分的相对比例则随高度升高而变化，较轻的气体如氦气、氢气等越来越多，大气不再是均匀混合的了，因此这一层叫非均质层。如果按照大气的电离特性，大气圈要分为中性层(非电离层)、电离层和磁层。在海平面以上60公里以内的大气，一般情况下很少有带电粒子存在，所以叫中性层。在60公里以上至1000公里的高度，大气在太阳紫外线的作用下，成分开始电离，形成大量的正、负离子和自由电子，故称电离层。在300公里高度，电离层中的电子浓度达到最大值，平均每1000个分子中有1个被电离，即电离度为1‰，每立方米的电子浓度约为1011个。
按照电子密度的大小，电离层自下而上又可分为D层(60-90公里)、E层(90-140公里)、F层(140-500或1000公里)。电离层的各层可以反射不同波长的电磁波，对无线电通信很重要。
从500-1000公里处开始向上则是地球的磁层。在1000公里上下，大气以氧为主；到2400公里上下，是以氦为主；再往上，则主要是氢；在3000公里以上，便稀薄得和星际空间的物质密度差不多了。磁层中已经不存在气体分子了，而是由原子和它的电离物组成，密度极低，并同时受到来自太阳的高能粒子(太阳风)和地球磁场的影响。
最近，一个关于电离层的消息引起人们的关注。英国南极考察队的科学家们在研究了1958年南极上空进行的某一特定波长的电磁波反射实验后发现，现在同样的无线电波被反射回地面所用的时间比40年前缩短了。这种现象只能说明电离层的高度下降了8公里。据英国南极考察队发言人马丁?贾维斯(MartinJarvis)称，这是由人类活动造成的大气层变化的新信号：人类活动造成的地球低层大气升温，引发了高层大气温度和压力下降，使得高层大气更加接近地球表面。
三
(一)大气活跃的气流运动
人们过去曾认为对流、湍流(流体的无规则或随机变化的运动)等大气现象只发生在对流层，即发生在海拔8-10公里高度的区域，但现在发现这些现象也可在100公里高的区域发生。在热层中，波长低于200纳米的紫外辐射被吸收而将大气层加热。虽然被吸收的能量很少，但由于空气非常稀薄所以已经足够产生高温。因为我们知道，气体的温度实际上是指气体分子运动的能量大小。由于热层的大气十分稀薄所以总能量很少，也就是说虽然其温度很高，但传递给一个物体的热量却是微不足道的。
平流层的臭氧可以吸收99％以上的波长在200—300纳米的紫外线。该波段的紫外线可以对地球上的生物产生致命的危害。正是由于臭氧层的存在才保护了地球上的生命免受太阳紫外辐射的伤害。这些被吸收的能转换成热能，这就解释了平流层的温度随高度递增的原因。
由于太阳辐射对平流层和中层大气起到加热的作用，而地球的南极和北极地区各有半年整日受到太阳照射或完全没有阳光，所以该区域上空的平流层和中层大气会形成暖中心或冷中心。在北半球，北极地区夏季为暖中心，温度自北向南递减，而冬季则为冷中心，温度自南向北递减，这样就产生了温度差和压力差。在压力的作用下，大气将向北极运动，由于地球自转的影响就形成了环绕北极的环流。北半球的冬季为一个强大的西风环流，而夏季则为相反的东风环流。南半球的情况也与此类似。
(二)调皮的“圣婴”与“小女孩”
在1998年，地球气候极为异常。从那时起，“厄尔尼诺”开始被大众所熟悉。
那一年，暴风雨连续数月袭击了美国加利福尼亚；印度尼西亚遭受了罕见的森林火灾，整个东南亚上空被烟尘笼罩；秘鲁沿岸鱼类储量骤跌，危及了海豹、海狮、企鹅以及海鸥和燕鸥等海鸟的生存；墨西哥的熊熊大火烧焦了珍贵的云雾林；中国长江流域发生了百年不遇的洪涝灾害。与此同时，科学家观察到南极上空的臭氧层空洞也创了纪录，9月下半月，臭氧层空洞面积达到2500万平方公里，等于欧洲面积的2．5倍。
这次臭氧层空洞面积扩大似与大气温度有密切关系。南极比常年更冷，妨碍了臭氧层空洞的自然“愈合”，因此南半球的有害太阳辐射有增加的危险。美国航空航天局专家保罗?纽曼(PaulNewman)说：“今后几年仍将继续产生这样大和这样深的空洞，而限制破坏臭氧层的种种努力如同用空气净化器来使体育馆内的空气循环一样重要。”
据美国国家海洋大气局(NOAA)的测定，1998年前8个月是1880年以来同期最热的8个月。这种异常在一定程度上是受到了“厄尔尼诺”的影响。
“厄尔尼诺”是西班牙语“EINino”(圣婴)的译音，指热带太平洋东部和中部海温异常和持续变暖。1998年的厄尔尼诺现象使该海域的海水温度比正常情况下高了约4-5℃。正是这种异常导致了地球大气的**造成了气候异常。
“拉尼娜”是西班牙语“LaNina”(小女孩)的译音。它与厄尔尼诺现象相反，指的是热带太平洋东部和中部的海温异常和持续地变冷。1998年6月开始，一次拉尼娜现象开始酝酿，到了11月，该海区的海温比正常低了约1-2℃，与年初厄尔尼诺成熟期时的海水温度形成强烈对比。拉尼娜同样会引起气候异常，但结果与厄尔尼诺相反。
厄尔尼诺与拉尼娜是交替发生的，转变时间约为4年。最近10年，科学家们开始致力于研究海洋与大气错综复杂的关系，使人们有可能了解这种不规则天气振**的机理，以及对全球气候的影响。虽然气象学家长期以来都利用全球大气的观测资料做每天的天气预报，但是全世界海洋的许多地方相对缺少资料的问题，直到太平洋中出现自动观测的定点浮标列阵和人造卫星才得到解决。
根据太平洋大气、海洋和太阳观测资料，科学家预测，本世纪第一次中等强度的厄尔尼诺现象将于2002年4、5月发生。目前，海洋和大气环流一致呈现厄尔尼诺发生的前期特征。同时，根据太阳活动变化规律与厄尔尼诺关系的研究，科学家预测2002年到2008年将是厄尔尼诺现象的多发期，预计将发生3次厄尔尼诺现象。
四
(一)大气的全球循环
由于地球不同区域受到的太阳辐射强度不同，低纬度地区比高纬度地区受热多，因而低纬度大气比高纬度大气温度高。这种温度差异导致了大范围的大气运动，称为大气环流。
在对流层上层或平流层存在强而窄的气流，称为急流。它一般长几千公里，宽几百公里，厚几公里。在急流中心，风速下限为每秒30米，一般情况下中心风速为每秒50—80米，有时可达每秒100—150米。急流是第二次世界大战末期由美国飞行员首次发现的，当时他们在日本上空的对流层顶附近遇到一股高速气流，难于航行。对每个半球而言，都至少存在两股急流：极锋急流和副热带急流。
许多学者认为急流对整个大气环流起着发动机的作用。急流将低纬度地区的暖空气推向高纬度，将极地的冷空气输向低纬度地区。这一运动导致在赤道地区的空气下沉，极地地区的空气上升，这就在对流层下部造成中纬度地区的旋涡，包括气旋(或称低压系统)和反气旋(或称高压系统)。
(二)不断运动着的空气
人类真正科学地研究大气是从意大利物理学家伊万杰利斯塔?托里拆利(1608—1647)开始的。他说：“我们生活在大量空气的底部，根据不容置疑的经验我们知道这种空气是有重量的。”1643年，他完成了著名的托里拆利实验，推算出在海平面上的空气产生的压强相当于76厘米水银柱(1．034公斤)。接着，法国科学家布莱斯?帕斯卡(1623—1662)重复了该实验，于1648年说服姐夫佩里埃带着一个气压计登上高约1．5公里的多姆山。他们发现气压随高度是递减的，从此人们知道：空气越往上越稀薄，它只存在于一个有限的范围里，并不是无限延伸的。
由于大气不同位置压力的差异导致空气从一处向另一处移动。靠近地表的空气从高压区向低压区移动，但在高空则相反。我们一般感觉到的风就是接近地面的空气在流动。沿海岸，特别在夏季，由于受热不同使陆地和海洋间气温不同，导致气压不同，引起称为微风的空气流动。由于白天陆地温度比海洋高，气温比海洋空气更暖，所以陆地形成一个低压区，而更轻的暖空气则会上升。为了取代上升的暖空气，海上一股凉爽气流就会向陆地运动，陆地上暖空气上升到了一定高度就会膨胀并向海洋移动。这样就形成两股气流，一股是从陆地吹向海洋的上层气流，一股是从海洋吹向陆地的下层气流。下层气流是使海岸凉爽的海风。当太阳落山后，陆地温度比海水凉得快。经过短时间的平静或无风之后，就会出现和白天相反的现象，地面上的凉爽气流从陆地吹向海洋，形成陆风。类似的情况也发生在较大的湖泊和山区，高山上的空气变热和变凉的程度都比山谷大，这样在白天，谷风就从山谷吹向高山；在夜间，山风就从高山吹向谷地。微风是周期风，也就是定期(每天)变换风向。这种现象在更大范围内形成了按照季节变化的季风，如印度洋季风和东亚季风——在夏季，季风从海洋吹向陆地(印度、东亚)，到了冬季从陆地吹向海洋。
假如地球没有自转，地表气压应是赤道最小两极最大，沿地表的气流运动应从高压区到低压区，与等压线(连接压力相同点的曲线)垂直，那么气流应沿经线运动。但实际上情况并非如此，最主要的原因是地球自转。由于地球的自转效应，在地球表面运动的物体好像都受到一种力的作用而偏离原来的直线轨道。这实际上是一种虚拟力，它是地球在物体下面移动而使人产生的错觉。最早发现这种现象并加以研究的是加斯巴德?科里奥利(1792—1843)，故这种力被称为科里奥利力。他指出，这种力使运动中的物体偏离原有的运动方向：在北半球将偏右，在南半球则偏左。科里奥利力的存在说明了一个气流在压力差的推动下开始垂直于纬线运动，然后又偏离方向向右(北半球)或向左(南半球)运动，直至与纬线平行的原因。
五
(一)骇人的旋涡
热带气旋是指热带地区形成的一种低压。它不断旋转，常带来狂风暴雨，引起惊涛骇浪，是一种危害性很大的灾害性天气。中国是世界上少数几个受热带气旋影响最严重的国家之一，从华南到东北漫长的沿海地区都可能受它的严重威胁。据估计，全球由于热带气旋的影响，平均每年造成2万人死亡和60-70亿美元的经济损失。在这个骇人的空气旋涡内部，风的时速可达300公里。气旋以一定频率出现在大西洋、太平洋和印度洋上，一般沿从东向西的路线前进。当气旋进入大陆或穿过海水温度不高的洋面时，就会逐渐减弱消失。
发生在洋面上的热带气旋，在不同地区曾使用不同的名称。如发生在太平洋地区的热带气旋称为台风，发生在印度洋地区的称为热带风暴，发生于大西洋地区的称为飓风，发生在澳大利亚地区的称为威烈威烈(wjllywjlly)。从1989年开始，我国采用世界气象组织规定的统一标准，按气旋中心附近最大平均风力将热带气旋划分为4级：风力小于8级为热带低压；风力8—9级为热带风暴；风力10—11级为强热带风暴；风力大于12级为台风或飓风。这4种类型热带气旋在发展过程中往往会相互转化。
热带气旋虽是一种严重的自然灾害，但不乏益处，它是低纬度地区降水的主要来源。例如，热带气旋降水在南亚和东南亚地区约占全年雨量的1／4，在美国东海岸占1／3，在我国华南夏秋季节也是主要降水来源。另外，热带气旋还是久旱少雨时解除旱象的主要因素，它造成的海水混合也被认为是发展渔业的有利条件。甚至有人认为，热带气旋可能是保持所有生物生存所必需的地球热量平衡的关键要素之一。
热带气旋的水平尺度约几百公里到上千公里，垂直尺度可从地面直达平流层低层。它由台风眼、涡旋区和大风区组成。台风眼的区域很小(半径约10-70公里)，里面天气晴朗，风力很小，眼壁周围有厚厚的云墙，延伸到很高的高度。涡旋区中对流云团强烈发展，带来狂风暴雨。大风区的风力则从里向外逐渐减弱。
产生热带气旋的条件主要有3个：一是较高的温度，二是充沛的水汽，三是南北两半球信风相遇的激**处。当热带海洋的温度足够高时。下层的空气受热就会往上升。由于低纬度海洋上气温高、湿度大，如果某地区南北两半球信风正好相遇且发生激**，那么激**地区将引起大量空气上升，上升气流在科里奥利力作用下偏转，就会按逆时针方向旋转(南半球是顺时针)，这也就是热带气旋的前兆。当上升气流中的水汽冷却凝结成水滴时，要放出热量，又助长了低层空气不断上升，使空气旋转得更加猛烈，这就形成了热带气旋。
(二)轻飘的云造就倾盆大雨
雨以及雪、冰雹是司空见惯的现象，所以很少有人考虑是哪种机制导致了轻飘的云彩竞能把无数吨水倾倒在地球上这样的降水过程。所谓降水就是云雾中的水滴或冰晶降落到地面上的液态水或固态水，如雨、雪或冰雹等。
云是由大量细微的水滴或冰晶组成的悬浮在大气中的可见聚合体。它通常不接触地面，接触地面时则称为雾。由于大气压力随高度下降，当热湿空气上升
左侧伸展成砧状，云的底部已出现降雨。时将膨胀并冷却，其中的水汽也就凝结成了大量细小的水滴，飘浮在空中形成了云。不同温度，含水量不同的气团相遇混合也可以形成云。形成云的主要因素是温度下降。一般讲，当气流上升，特别在高山或气压、温度骤变时就会形成云。
水汽凝结而成的云中的水滴很小，一般不会形成雨，只有达到饱和并进一步凝聚后才会形成降雨。在这个过程中，大气中的微小尘埃起到了凝结核的作用。在过冷的条件下(云的温度低于0℃)则会形成冰晶。降雨粒子(雨滴和雪花)的直径是云中水滴的100倍。
云的形状千姿百态，根据其高度和外形不同可分为高云、中云、低云和层云4族，以及卷云、卷积云、卷层云、高积云、层积云、层云、雨云、雨积云、积云和积雨云10属。
特别有意思的是造成降水的积雨云，它是垂直发展的庞大乌云。积雨云下层是大水滴，中间层是小水滴和雪，最高层是冰晶。雷阵雨又可分为两类：一类是秃积雨云，为积雨云的初始阶段，有明显的轮廓，顶部呈明显的塔形或山形；另一类是鬃积雨云，云顶发展到极高，由于该高度远高于冻结高度，出现大量的冰晶，而且又受到上空强稳定层的阻抑，所以云顶菜花状迅速消失，趋向平展，形成铁砧状，称为云砧。边缘则出现细鬃条纹。
下雷阵雨时常从积雨云中产生闪电，这是因为云中的电子向下移动，而带正电荷原子向上移动的缘故。积雨云下部的电子使地面产生正电荷聚集，当两种电荷数量达到足够多时就会将空气击穿产生闪电。
六
(一)酸雨的警报
酸雨是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。全球有三大块酸雨地区，即西欧、北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内，湖泊酸化，渔业减产，森林衰退，土壤贫脊，粮菜减产，建筑物腐蚀，文物面目皆非。
我们用pH值表示各种**的酸碱性。pH值为7时为中性，小于7时为酸性，大于7时表示碱性，数值越大碱性越强。即便是非常洁净的水，也会因溶入了空气中的二氧化碳而略带酸性，pH值为5．6左右，但这没什么危害。我们说的酸雨是pH值小于5．0的雨。
大气中的酸性气体溶于雨水中，雨就变成酸性。这些酸性气体也包括二氧化碳。因碳酸是一种弱酸，本来构不成太大的危害。但是在燃烧煤及石油时，这些燃料中的硫成分会以硫氧化物的形态排放出来；在燃烧煤、石油、煤气和汽油时，空气中的氮与氧也可以产生氮氧化物气体，特别是汽车尾气中含有大量的这种气体。这些排放物与水结合就形成硫酸或硝酸之类的强酸，使雨水的酸性大大增强，结果就形成了酸雨。“酸雨”一词是英国化学家罗伯特?史密斯(Rob—ertSmithe)于1872年提出的。他注意到曼彻斯特被煤烟熏黑的天空与酸性降水之间的联系。1965年，酸雨的征兆出现在斯堪的纳维亚半岛，瑞典农学家斯文特?欧登(SventeOden)在科学界发起了一个宣传运动，指出酸雨现象在扩大(因为风可能把高大烟囱排放的污染气体吹得很远)。
地衣对酸雨特别敏感，因而可以充当生物指示器：森林中地衣生长茂盛，说明无酸雨和空气质量好；反之，则说明存在酸雨的危害。牵牛花也对酸雨很敏感。当它受到pH值为4．3以下的酸雨侵害时，颜色变浅，花瓣上会出现白色的斑点，叶表面也会出现如同涂了一层粉的白点，此后会逐渐变为褐色。
酸雨对植物造成的灾难是不可挽回的。它使树叶受到严重侵蚀，地面酸化使许多生长在土壤中的对植物生长极为重要的细菌无法存活，土壤中的营养成分被酸溶解后会流失掉。在加拿大和欧洲，15％～60％的森林受到酸雨不同程度的侵蚀而大面积枯萎。长此下去，在不久的将来森林将会全部消失。酸的沉积还会改变湖泊的平衡。pH值小于4时，许多鱼类就会绝迹。现在，瑞典40％的湖泊已成为“死湖”。此外，酸雨容易腐蚀水泥、大理石，使钢铁表面生锈，因此，建筑物易受损害，公园中的雕刻以及许多古代遗迹也易受腐蚀。
控制酸雨的根本途径是减少酸性物质向大气的排放。目前的有效手段是使用干净能源，发展水力发电和核电站，使用固硫的型煤，使用锅炉固硫、脱硫、除尘新技术，发展内燃机代用燃料，安装机动车尾气催化净化器，培植耐酸雨农作物和树种等。
(二)太空中监测地球的眼睛
科学家对高层大气的兴趣始于19世纪末。虽然当时能使用的探测工具很有限，仅有风筝和探测气球，但他们还是发现了平流层。20世纪30年代开始使用带无线电发射器的探测气球绘制更精确的图像。在这之后虽然采测技术进步，但20世纪下半叶开始使用雷达和人造卫星才是真正使人们对大气层的认识产生飞跃的转折点。
1960年4月1日，美国发射第一颗试验气象卫星“泰罗斯”，它使用电视照相机和红外辐射仪观测，只能提供云图和反射太阳辐射资料。在这之后，人们发射了许多功能日益完善的气象卫星，如美国和欧洲的“雨云”(N1M—BUS)、“艾萨”(ESSA)、“艾托斯／诺阿”(ITOS／NOAA)、“气象卫星”(METEO—SAT)、“同步气象卫星”(**S)、“戈斯”(GOAS)等。俄国的“宇宙卫星”(KOC—MOC)和“流星”(METEOR)等。1988年9月7日，中国也发射了第一颗气象卫星“风云1号”。
这些卫星绝大部分属于极轨气象卫星和地球同步气象卫星。极轨气象卫星采用的是近极地太阳同步轨道，高度为600—1500公里，形状近似圆形，轨道平面和太阳光线保持固定的交角。这样每隔8小时就可以获得一次全球气象资料。地球同步气象卫星的运行高度约为3．6万公里，运行周期与地球自转周期吻合，对地球上的观察者来说，卫星看起来似乎是静止不动的。使用3颗这样的卫星，就可以同时观测从北纬60度到南纬60度的所有地区。
除了云图以外，今天的气象卫星还可以测量温度(包括陆地、海洋和云层顶端)、风速以及臭氧、二氧化碳等气体的浓度。然后，这些数据将传送给卫星地面站，与探测气球以及分布在陆地、海洋上的众多气象站的数据综合起来。这些数据经巨型计算机根据大气环流的数学模型模式运算，就可以做出天气预报了。