正文 第2章 大氣、氣候與人類(2 / 3)

溫度的巨大年變化也是氣候導致岩石碎裂的一個重要加工因素。如果水進入了岩石裂縫,作用將更為劇烈。高溫可使水膨脹,甚至汽化。低溫下石縫中的水分結成了冰,隨著溫度下降而體積不斷脹大。石縫中進了水正像劈柴時在裂縫中加進楔子一樣,將岩石裂開就更為容易了。

因此,地質大循環基本上是物理過程,也隻是粗加工。隻有經過生物小循環,進行了精加工,“精品”(肥沃的土壤)最後才會被造出來。

生物小循環是生物現象在適宜的條件下出現於地球表麵後才逐漸發展起來的,其中植物的生長起了十分重要的作用。植物的根係吸收岩石中釋放出來的可溶性養料,又借光合作用吸收二氧化碳,形成有機質。動物以植物的有機質作為食料。動物和植物在其新陳代謝過程中和死後受到微生物的分解,把大量有機質留在土壤內,使土壤的成分和結構都發生重大變化,最後形成肥沃的土壤。

因此,地球上豐富多彩的生物世界,包括它賴以生長的土壤在內,都是氣候在億萬年中逐漸精雕細琢而成的。此外,氣候還為地球塑造出多層次的絢麗風光,美不勝收。

高緯度地區的冰雪,石灰岩區的溶洞,風蝕所造成的雅丹地形,以及天上的雲彩、雷電等構成了地球的天然勝景。

各種植物和動物因氣候各異,形成各具特色的生物世界。樹林、草原與荒漠,使美麗的地球更顯得生機勃勃,增添了無限的生氣。

人類文化的發展,增加了大量文化遺跡、精美建築,使地球各地的自然風光有了人文風光襯托。應當看到,人類文化的發展也同氣候密切相關。在優良的氣候條件下產生了人類,人類為適應氣候而進行生產與建設。因此,所有的人類建設,如愛斯基摩人的雪屋、西雙版納的竹樓、成都平原的都江堰等,都反映了當地氣候的特色,這是“工藝師”借助於人類的手,擴大它對地球的加工。

還應提到的是,人類雖美化了地球,卻也在破壞著地球。人類無限地利用土地,破壞了豐富多彩的生物世界;人類將大量煙霧排入大氣,汙染明亮的天空。這些嚴重的破壞,都是在人類尚未認識到地球氣候的珍貴和不了解它的重要作用的情況下發生的。現在人類已經開始認識這一問題的嚴重性,氣候已成為全球關心的一個科學問題、社會問題。

氣候與人體健康

氣候與生命有著極其密切的關係。地球上能產生如此豐富多彩的生物世界,這與地球上優良的氣候條件是分不開的。至今為止,天文界還沒有發現其他的有生命的天體,地球這樣優良的氣候條件在宇宙中是極為罕見的。

地球氣候的優越性首先表現為溫度適宜,水汽充足。地球表層附近的溫度一般在土40℃之間。地球上的水多為液態,是最好的溶劑,也是生命活動最好的載體。溫度在0℃以下時,生物還有適應這種寒冷活動的保護措施,以維持體內的生命活動。

人是最高級的生物,對氣候的要求更嚴格,雖然人類有強大的生產力,能生產各種裝備以適應各種氣候。但是這種能力畢竟是有限的。因此,人類的生、老、病、死在一定範圍內是受到氣候條件約束的。

溫度是主要的氣候要素之一,對人類的繁衍生息起到重要作用。人類靠飲食的營養進行新陳代謝,同時也供給人體熱量。人屬於恒溫動物,其體內溫度或直腸溫度為37℃,皮膚溫度為33℃,這有利於把新陳代謝多餘的熱量排放到外界。科學家研究發現,人體是通過輻射、熱量對流、汗液蒸發及呼吸4種途徑排出熱量的。當環境溫度為10℃、相對濕度為50%時,人體失去的熱量中有42%是通過輻射過程,26%通過對流熱量交換,汗液蒸發占18%。呼吸過程中人體呼出潮濕溫暖的空氣,其中既有熱量,也有水汽蒸發熱。

人體所需熱量決定於人的勞動強度與外界溫度兩個因素。人們研究了人體在各種氣候條件下產生的熱量。例如,在一30℃條件下,每個人每天需產生2.1萬焦熱量,而在30℃時,隻需1.3萬焦熱量。但外界很冷或很熱的條件都會使人體與外界的熱交換處於不正常狀態,輕者可引起活動力下降或局部肌體損傷,重者則會危及生命。

氧氣是人體新陳代謝不可缺少的氣體。氧氣在大氣中占21%,在海平麵氣壓約1000百帕,氧的分壓約210百帕。但隨著高度上升,氣壓下降,氧的分壓也隨之下降。一般人可以適應氧分壓減少20%的情況,即海拔2000米高度。再升高人就會出現高山病,表現為呼吸加速,因呼出氣體中有大量的二氧化碳,導致血液失碳,發生成分變化。同時還會發現頭痛、疲倦,甚至惡心的感覺。6000米以上高度,大腦嚴重缺氧,甚至會失去知覺。隻有經過良好鍛煉體質又好的登山運動員在這種條件下具有活動能力。