风好大，为什么一下子这么冷啊！

周末的图书市集刚刚结束，感谢大家顶着降温来到现场。

风悄悄钻进袖口和衣领，让人不禁打起了寒战。好像一夜之间，夏末的余温就被彻底卷走了。

马上就是霜降节气。自9月以来，被副高压制许久的冷空气终于强势南下（参考来源：https://weibo.com/1763864272/5223744567512319），原本滞后的换季进程反而变成了加速。许多地方的秋天短得几乎可以忽略——薄外套才穿了没多久，羽绒服又得马上翻出来。

也许，天气还是老样子，日常中最基本的表现总是困扰着只看到眼下的我们。放长眼光，拉宽视野，自然现象的背后有规律可循。那么，关于天气最基本的一个问题：为什么各地温度差异如此明显？

气温的本质是......能量的分配

地球表面与大气层不断吸收、储存并辐射能量，但并不是每一处都能均匀获得太阳光。

某一地点所接收的太阳辐射量——即日射（insolation）——主要取决于两个关键因素：太阳光线射到地球表面的角度，以及白昼持续的时间。

地球相对于太阳的位置变化。 图为北半球在夏季的位置（即南半球在冬季的位置） 。

赤道地区阳光几乎直射地面，能量集中；两极地区光线斜射，能量分散。

空气有重量，而气压就是空气柱的重量在地面上产生的力。如果在地球表面切取约16.4立方厘米的空气，并连同其上方所有空气称重，那么在海平面标准状况下，其总重量大约为6.67千克。显然，越靠近地面的空气越重、气压越高 。

冷空气比热空气稠密，因此较重。清晨的空气总显得沉甸甸，而午后的空气因升温变得轻盈。热气球之所以能升空，正是因为内部气体比周围空气轻。当不同区域之间出现气压差时，空气便会从高压区流向低压区，这股流动就是风。

气压差越大，风速越快。近地面较重的空气向外流动，迫使暖空气上升，形成对流系统。地表受热的暖空气上升，被上层冷空气取代，构成最基本的对流风系统。

在海岸地区，这种对流尤为明显：白天陆地升温快，空气上升，来自海面的冷空气随即补位，形成海风；夜晚海面比陆地温暖，气流方向倒转，形成陆风。风的这种日夜交替，塑造了海岸宜人的气候 （参考来源：《地理学与生活（全彩插图第11版）》） 。

由于受热和变冷的差异而发生的对流风效应。

气温是能量在地球表面不断地再分配，是空气、海洋和太阳共同作用的结果 。

地球刚形成时的温度是怎样的？

要理解气温的深层逻辑，必须回望更久远的过去——那时还没有“天气”的概念，整个地球本身还是一个巨大的热体系。

早期地球表面覆盖着的岩浆海（艺术想象图）

原始地球表面极热，大气中二氧化碳远高于今天，形成强烈温室效应，使地表温度一度高达200~250℃。海洋形成后，水与岩石发生化学反应，将部分二氧化碳封存于碳酸盐中，缓慢降低温室效应，使地表温度趋于适宜生命存在。

这一过程非常缓慢：洋壳冷却和俯冲作用，将沉积碳酸盐带入地幔，长期封存碳元素，使大气温度逐渐稳定。随着 CO₂ 浓度下降，温室效应减弱，地表温度可能降至接近零摄氏度，甚至出现短暂冰川事件。

间冰期俯冲带示意图。这种机制将加速地球的冷却，最终导致“雪球地球”。

冰期俯冲带示意图。这种机制将使温室效应逐渐加强，最终导致地球的回暖。

地质记录显示，早在 44 亿年前，陆壳碎片就已出现，碳循环机制开始运作。早期太阳光度低，但高浓度 CO₂ 维持足够温室效应，使地球免于完全冻结 （参考来源：《太阳、地球、生命的起源》） 。

换句话说，我们今天感受到的季节更替、风与冷热分布，都是亿万年地质活动的结果。每一次冷风、热浪，都是地球的韵律。

在多变的气候中，寻觅人与天气的平衡

身处天气之中的人们也和天气进行着旷日持久的拉锯战。风不仅影响气温，也塑造着人类的感受和文化。

2010 年 9 月，60 岁的耐力泳选手黛安娜·纳艾德计划从古巴横渡到佛罗里达。她准备连续游三天三夜。为此，她通过举重、骑行、跑步，以及在海中连续游 10、15 甚至 24 小时进行训练。签证、后勤和支援团队都准备就绪，只差一个条件——合适的风向。

黛安娜·纳艾德的游泳线路图

“我们为东风伤透了脑筋，它就是不肯停。”纳艾德回忆道。

从古巴出发最理想的情况是完全无风，其次是南风或西风。东风不行，会让游程危险。团队已等了九十天，期间一直刮着不猛烈但稳定的东风。

一天，她的航海顾问带她和教练到基韦斯特海岸，说：“伸出舌头。”

风从海上吹来，嘴里能感觉到微微颗粒。

“是盐吗？”

“不，”水手笑着说，“这是撒哈拉的沙子。”

每年夏季，东风把撒哈拉沙尘横跨大西洋，带到加勒比和佛罗里达，为当地带来朦胧的天光和深红色的落日。

太阳辐射与地球自转共同作用，形成信风、盛行西风和极地东风，它们在全球范围调节温度、平衡能量，也影响海流与航行。赤道地区空气升温上升，极地冷空气下沉回流，地球自转又令气流偏转，形成环状风带。

地球表面随高度增加而形成的风系总体模式。空气下降时形成高压，空气上升时——例如在赤道——形成低压。

山脉、森林、城市和海岸，也塑造出局部风：焚风、季风、海风、峡谷风。它们不仅影响天气，也塑造人文性格。

雷蒙德·钱德勒笔下的圣安娜风，让加州的夜晚躁动不安：“风来的夜晚，每一个聚会都以打斗告终。”

在欧洲，焚风症（Föhnkrankheit）甚至会导致头痛、失眠、情绪低落，瑞士法官遇到焚风季节犯罪的被告，还会酌情减刑。赫尔曼·黑塞在小说《乡愁》中写道：“人们日日夜夜听到焚风呼号……我夜不成眠，听着风暴的呻吟与湖水的怒吼。”

受到焚风效应影响的金沙江干热河谷

风既是物理现象，吹到人类身上，久而久之也带上了感受与文化的隐喻。在赤道附近的低纬海域，东北信风与东南信风相遇，形成“热带辐合带”（ITCZ），又称“赤道无风带” （参考来源：《电闪雷鸣：天气的过去、现在与未来》） 。 这里空气潮湿炽热，风速极低，常伴雷雨。对航海者而言，这里危险重重；对横渡的游泳者，却是理想水面。

纳艾德回忆：“那里没有一丝风。水面像玻璃，浪轻得几乎察觉不到，你只需顺流游动，便能平稳推进。”

电影《奈德》（Nyad）剧照

霜降之后，冷空气袭来，北方迎来初冬，南方秋意渐浓。

寒风吹来，气温普降，大气的运作又一次奇妙地让遥远的我们相连。

地理学与生活

[美] 阿瑟·格蒂斯 / [美] 朱迪丝·格蒂斯 / [美] 杰尔姆·D.费尔曼 / 著

韩慕康 / 孙颖 / 黄润华 / 译

地理学是一门古老的学科，最初仅指地球的绘图与勘查，但发展到今天已经逐渐成为一门范围广泛的学科。本书共十三章，分四篇，囊括自然地理学、人口地理学、文化地理学、城市地理学等分支学科。全书以介绍地理学的发展、核心概念，以及四种系统性传统为开端，四大传统独立成篇。前三篇专门介绍地理学的分支学科，而区域分析传统作为全书最后一篇，利用前三种传统和主题，并通过相互参照对其进行综合。

相对于其他地理学书籍，本书特别突出了地理学与生活的相关性。对人体有害的天气现象、城市土地利用模式、城市垃圾与危险废物的处理等与我们生活密切相关的问题均有涉及。平实、生动的文字与丰富的实例，使本书极具可读性，读者通过本书亦会获得一种新的思维方式。

太阳、地球、生命的起源

改变地球早期生命史的14个大事件

［法］米里埃尔·加尔戈 等 / 著

冷伟 等 / 译

本书改编自特刊书《从太阳到生命：地球生命起源编年史》，由二十多位国际专家合著，国内权威学者团队合译，是目前国内外天体生物学领域的经典之作。作者以追溯地球生命的起源为主线，将各学科领域近年来相关的研究成果整合在一起，从天体生物学视角重新审视了早期生命的起源这一古老的话题，按时间顺序讲述了使得地球孕育出生命的14个重大事件：太阳诞生、地球形成、晚期重轰击、最早生命形式的出现……阅读本书，读者将依次化身为天文学家、地质学家、化学家、生物化学家、生物学家，重构从45.7亿年前太阳系形成之初至5.4亿年前的寒武纪大爆发这段时期的地球起源和地球生命诞生的故事。

电闪雷鸣

天气的过去、现在与未来

[美] 劳伦·瑞德尼斯 / 著

罗猿宝 / 译

朱丰/ 审校

人类会根据天气来实现自己的设想，天气可以不加理睬，能够助攻，也会反噬。本书的作者劳伦·瑞德尼斯，以极富创意的图文写作和铜版照相凹版蚀刻技术，采样了与天气有关的探险故事、社会新闻、历史事件、民俗传说和科技应用，混编出几千年来人类与天气之间的张力纠葛。从靠近北极的岛屿到智利的阿塔卡马沙漠；从欧洲小冰河期的猎巫到越战时扭转局势的“造雨计划”；从试图人为改变气候的地球工程到《老农历书》的天气预测公式——本书以无法归类的创造力，带我们在万花筒般的视野中，观察天气于恒常和异常之间的瞬息万变——至今，它们仍然以不确定性、可能性和复杂性，吸引和困惑着每一个人。

策划&编辑丨后浪科学

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