5.多彩的大氣圈

我們所說的大氣通常是指地球大氣，指包圍地球的一層氣體，它由氮、氧、氬、二氧化碳、氧化氮、水汽、一氧化碳、二氧化硫和臭氧等組成。大氣自下而上分為對流層、平流層、中間層、熱層和外逸層，熱層稍低處以下是均勻層，以上是非均勻層，中間層稍低處以下是中性層，以上是電離層;電離層外面還有磁層，臭氧層就處在平流層的中下部。

對流層是上演著我們所熟悉的風雨云雪等天氣現象的大舞臺，對流層中的溫度約以每千米6.5℃的速度遞減;平流層的溫度由下而上先經過一個較為穩定的區段然后遞增，這主要是由于臭氧吸收紫外線引起的增溫。在80千米以下的均勻層中，大氣自身的湍流擴散作用調整著大氣的成分，使大氣混合。磁層是最外層，它在向日面可延伸至十多個地球半徑之遠，背日面可延伸至數百個地球半徑之遠。

大氣中存在著諸如層流、湍流、電流等運動形式。層流平滑而穩定，湍流復雜、疾速而多變。湍流是大氣運動的一種主要形式，它由大氣動力狀態和熱力狀態的不均勻作用而引起。湍流一方面是許多天氣現象的來源，另一方面起著把空氣中集中存在的氣體和微粒群擴散和混合的作用。這對人類來說都是至關重要的。人類預報天氣主要的途徑之一是對大氣湍流的研究，人類已經知道了許多湍流特有的規律。然而，湍流從整體而言還是人類科學目前面對著的重大難題之一，所以天氣預報中存在許多未知的因素也就可以理解了。而對大氣成分的擴散和混合作用也是尤為重要，比方說污染物的排放和稀釋、核爆炸煙云的稀釋和消解……

電流和電波也是大氣中特有的運動形式。以地表為一極以電離層為另一極的空間內存在著晴天地空電流、閃電放電電流、降雨電流、地表尖端放電電流等多種電流。無線電波在大氣中的傳播更是現代人類所熟悉的現象，正是這種傳播使人類的許多現代生活得以實現。

大氣又是多姿多彩的生命生存和繁衍的場所，大氣和水體、陽光一樣是生命必需的物質條件，龐大的地球生物圈交疊在水圈和大氣圈之上。

6.我們能否準確地預報天氣

世界第一張天氣圖是1820年由德國布蘭德斯繪制的1783年3月6日的天氣狀況。兩個多世紀以來，人類在天氣預報和氣候研究上取得了許多進展。然而，預測氣候、預報天氣到現在為止，基本還只是人類努力而為之的一個方向。

氣候變遷的原動力是太陽輻射，但是除此而外地球上還有許多因素影響氣候的變遷。如自然因素、人為因素，可測因素、不可測因素，可控因素、不可控因素，正反饋因素、負反饋因素……

氣候及其動因的特點可以用兩個詞來概括：復雜和不確定。其中最重要的兩條是最簡捷易于理解的：按地球冰期、間冰期的自然周期，我們現在處于溫暖的間冰期;間冰期在周期中是走向冰期的，而由于人類對地球億萬年存儲能量的釋放各種溫室氣體的作用，近十幾年內地球平均氣溫的升高是明顯的。所以，未來地球是會變暖還是會變冷?這還是個未解之謎。

與大尺度的氣候變遷的復雜性相仿，小尺度的氣象預報的情況也是極為復雜。眾多的復雜因素決定了我們只能按百分率給出天氣狀況的預報。人類最終是否可能百分之百地預報天氣也是個未解之謎。