地球寒极气候
一提起北极、南极，人们马上会把它们与严寒联系起来。是的，北极和南极不仅是地球的最尽头，也是地球上最寒冷的区域。在北极点附近的漂流站上测到的最低气温是-59℃。但由于北极高纬度地区是巨大的北冰洋（海水温度为-1.9℃左右），加上海拔高度低，因此，北极地区最寒冷的地方，不是在北极点附近，而是在远离海洋的较低纬度的内陆地区。现已观测到的北半球最低气温，是在位于西伯利亚东北部、北纬63.5℃的奥米亚康镇测得的。此处1885年2月测得的-67.7℃的正式记录，成为当时的世界之最。到了1993年1月，又观测到-71.2℃的最低记录。
单从最低记录来看，地球上最寒冷的地方应该说是南极洲的内陆地带。
1957年5月，南极洲“安莫森”观测站，以-73.6℃刷新了奥米亚康保持了24年之久的地球“寒极”记录，同年9月又测得-74.5℃的新记录。1958年5月，距离南极点1300公里的前苏联“东方站”，以-76℃超过了“安莫森”
观测站的记录，同年6月又测得-79℃的低温。过了1个月，“苏维埃”站记录到-83℃的低温，8月，“东方站”又以-87.4℃的低温，再次突破记录。
1960年8月24日，“东方站”观测到-88.3℃的最低气温。1983年7月21日又观测到-89.2℃的最低记录。这是迄今世界公认的全球极端最低气温。东方站位于南纬82度、东经68度的南极洲腹地，海拔超过4000米，冰盖的厚度3000米以上，有“不能到达极”之称。
如果仅从纯数字来看，南极的东方站比北极的奥米亚康镇要低出18℃。
但东方站地处4000多米的高原，而奥米亚康镇的海拔与海平面几乎接近。如果我们设定东方站的海拔高度为4000米，按0.55℃／100米的气温直减率计算（一般来说，随着海拔高度的增加，气温逐渐降低。通常每升高100米，气温下降0.5℃—0.6℃。气象学上把这种变化率称作气温直减率），那么，奥米亚康镇在海拔为4000米高度的气温，应为现在观测到的温度值与上升4000米高度应下降的温度值之和，即：
-71.2＋4000×（-0.55+100）=-93.2℃
这就是说，如果海拔高度相同，奥米亚康地区的最低气温比东方站附近的最低气温还要低出4℃。虽然这是理论计算的近似结果，但从这个计算中至少可以得出如下结论：北极和南极的最低气温大致相同。这是作者得出的一条重要结论，也是为北极说了一句公道话。
判断寒冷程度的另一个气候要素是温度的年较差。气象学上把一年当中最高温度与最低温度的差值称作年较差。年较差的大小不仅取决于最低温，也与最高温关系密切。北极地区年较差大都在60℃以上。奥米亚康镇的最高气温约为36℃，年较差为107.2℃。如果我们在寒暑差异如此之大的环境中生活，该是何种感受？然而，在奥米亚康镇，确有人类居住着。
在北极，漫长的冬天结束后，夏天迅速来临。在奥米亚康地区，5月初，降雪结束；6月中旬，野花盛开；7月，气温达到30℃；10月初，降雪开始。
无怪乎在西伯利亚冻原地带的旅行者这样写道：“6月15日，湖心结冰；6月16日，冰已融化；17日，高温，水温达19℃，人们在湖中游泳。”这是对北极剧烈气候变化的生动写照。北极地区的人们，就是在冷暖交替如此剧烈、迅速的恶劣环境中生活着。
同是北极地区，寒冷和酷热的程度不是一成不变的，随着时间和空间的不同，差异十分显著。北极温度随时间变化的情景，人们可以很容易想象出来：冬天北极地区进入极夜，气候极为寒冷；而夏天为极昼季节，气候较为炎热。至于温度的空间变化，又是怎么一回事呢？
原来在辽阔的北极，即使是同一纬度的不同地区，气温也是不一样的。
根据气温变化的类似程度，我们可以粗略地把北极地区划分为三个区域：北欧区域、东西伯利亚区域（东北亚地区）和北美区域。
每当晚上，我们打开电视机，看完中央电视台的新闻联播后，就是天气预报节目。播音员常常说，来自西伯利亚的寒流在日后两三天内将袭击我国。
这股寒潮主要有三条路径，即是西北部路径、北部路径和东部路径。这些发源于北极及西伯利亚上空的冷气团常常对我国工农业生产、人民生活和工程设施带来重大影响和危害，但有时也为干涸的大地带来滋润的雨露。
中国地处欧亚大陆的东部。这一地区最显著的气候特征莫过于发达的东南季风气候：冬天寒冷、干燥，夏季炎热、多湿。这种气候系统正是由北自高纬度地区的冷气团和南自热带、亚热带洋面上发出的副热带高压的动态作用形成的。当冷气团势力加强时，中国大地出现寒冷、干燥的天气；而当副热带高压控制中国高空时，出现炎热并常伴有降水过程。由此可见，中国的天气状况直接受着北极、西伯利亚地区的影响。
在北极圈附近的5000米高空（气压为500毫巴）上，常常形成一个巨大的低气压系统，由于大气环流的作用，形成由西向东涡旋的强大涡流。这就是气象学上的中纬度信风带。冬季，寒冷气团在北极圈地区蓄积，使得中纬度信风带势力加强，由北向南推移；而在夏季，它的势力减弱，由南向北缩小。由于它的势力加强或减弱，带来了北半球地区，尤其是欧亚大陆东部显著的季节变化。不仅如此，中国的“梅雨”等特有的天气现象也归因于它的强弱变化。
因此，有人把北极圈附近的这种涡流称作北半球的“寒冷的肺部”，它的“呼吸”——蓄积和放出，左右着北半球的天气。中国大部分的天气系统受制于这一涡流。
地铁中的气象
地下铁道宛如强劲跳动的交通脉搏，支撑着城市的地下交通，可以实现快速和大批量输送乘客，是现代城市交通的重要发展方向。
世界上第一条地铁是1863年在伦敦运行的，目前全世界已有30多个国家和地区的近80个城市有了地铁，还有许多城市正在施工或筹建中。气象条件的优良与否和地铁安全运行、管理、效益等关系极为密切。在祖国首都北京的地铁车站，细心的顾客都会发现地面站口和地下站台均设有气象观测百叶箱，每天进行气温、湿度等气象要素的观测，足见地铁工作离不开气象保障。
北京地铁运行已有近30年了。1971年地铁年客运量是800多万人次，到1995年已增至5亿多人次。地铁在设计时要考虑依据城市气候和四季天气变化等特点合理安排通风亭，以便有效地通风换气，保持地铁通道内部的空气新鲜畅通和气温平衡。近些年来，从对地铁的气象监测情况看，地铁中气温有逐年上升的现象，其原因是人流日益增加，地铁客运量逐年增长，长期超负荷运行。乘客和机车以及车流量增加，热源增加；二是地铁的通风环境遭受到干扰破坏，换气效率降低。例如，通风亭是地铁的“呼吸道”，起着排换空气、降低温度湿度等作用，但一些通风亭和地铁进出站口四周地面绿化地有的减少，有的被建筑物占据或遮盖，当通风亭周围环境被破坏后，虽然大型通风机每天运转，但空气进流量减少，排气效果降低，空气清新度变差，致使地铁内部产生的热气无法有效地排到地面空间。加上街道路面汽车增加，空气污染加重，长久下去对地铁通道和站台内部的局部区域温度分布和空气环境都产生了不利的影响。
经地铁有关人员长期观测，夏天地铁内车站大厅温度为27℃—28℃，春秋两季在20℃上下，到冬季是15℃—16℃。有的地铁工作者反映，冬天气温低些相对好过，夏季最难受。由于地铁本身的封闭式环境，也使得混凝土墙壁积存热量和水汽，当空气相对温度达饱和时无法散热。夏季由于空气潮湿，使不少站台墙壁凝结水滴或流水，有的车站昼夜开着除湿机，在高温潮湿的环境中更使人感受闷热难熬，曾经发生过站台服务员在岗位上中暑昏迷的事情。在气压较低的天气或是阴雨天气时，一些工作人员感到憋气难受，易患关节炎等疾病。有的工作人员告诉笔者，他们长年累月在地下工作要尝试“春夏秋冬”的气候：在地面是冬天，在站口和楼梯口处感受像春秋，而在地下站台工作和值班室内像是夏天。
为了掌握地铁的气象状况，特别是气温和湿度的变化情况，20世纪80年代中期以来，地铁卫生和技术部门在地铁的地面和地下站台设置了气象仪器，开展气象要素的对比观测，为改善地铁空气环境提供和积累了许多宝贵的气象科技数据资料，并在实际中得以应用。例如针对地铁气温增高现象，将通风亭口的玻璃窗改换成通风百叶窗，把原来封闭的玻璃门改造为百叶拉门或合金拉门，对热力机器增装了风筒式排风机强迫通风降温，人流高峰时限制客流量。为维护和保障地铁的正常运行，保护空气的清新和舒适的气候环境，20世纪90年代初期，北京市人民政府专门公布了市地铁通风亭的管理规定，其中规定地铁通风亭周围100米为保护范围，通风亭周围10米范围内禁止搭建建筑物，禁止排放有毒有害气体与污染物、烟尘粉尘等，从而缓解了地铁气温的升高趋势，使地铁中的气象环境得到了有效改善。
在其他国家地铁运行中也曾出现过地铁车站和通道内气温升高的现象，有的国家，当地铁内监测到温度明显升高时，地铁被迫暂时关闭停用一段时间，采取控制人流和通风排风措施，等气温降低后再恢复运营。
雷雨后的空气
每当雷雨过后，如果你打开窗户，一定会感到空气格外地新鲜。所以，人们往往喜爱在雷雨后到街上去逛逛，或者到野外去散散步，呼吸一下雨后的清新空气，那真是令人心旷神怡。可是，你知道为什么雷雨后空气会变得格外新鲜吗？
这里有两个原因：第一，什么东西经水一冲洗，立即换了个模样，变得干干净净，清爽可爱。空气也是这样，一场倾盆大雨，就好像给空气痛痛快快地洗了个“淋浴”，把空气中的灰尘和其他脏东西全都冲掉了，空气就变得干净而纯洁；第二，那是因为下雷雨总是夹杂着闪电，而在闪电时，空气中便发生了一种化学变化——空气中的一部分氧气变成了臭氧。
臭氧，这是一种什么样的化学物质呢？原来，臭氧也是氧，而且它还是氧气的亲哥哥呢。浓的臭氧是淡蓝色的，有一股很臭的味儿，具有很强的氧化能力。我们知道，在一个氧分子中，含有两个氧原子；而在一个臭氧分子中，却有3个氧原子。臭氧还有漂白和杀菌的本领呢。目前，科学家们正在试验用臭氧来净化水质。有人会担心，这样一来，水中会不会有臭味呢？其实这种想法是多余的，因为稀薄的臭氧是一点儿也不臭的，反而会给人一种清新的感觉。雷雨后，空气中就产生了少量的臭氧，它能净化空气，杀死细菌，因此雷雨后的空气就特别的新鲜。
那么，臭氧又是如何产生的呢？
如果你走进一个电机室里，关上窗户，就会闻到一股刺鼻的臭味儿。原来，正在进行工作的电动机里，电压很高，电动机里产生了电火花，使周围的氧气受到激发，就有一部分变成了臭氧。
雷雨时的臭氧，也是这样产生的。一块带正电的云与一块带负电的云碰到了一起，放电时发出火花，就产生了闪电与雷鸣。闪电时的电压很高很高，可以达到几十亿伏特，所以它产生的巨大电火花，使空气中的一部分氧气变成了臭氧。
明白了这些，雷雨后，多到户外去散散步，呼吸新鲜空气，对身体大有好处。
气温上升引起自然界变化
从理论上讲，大气中的二氧化碳的“温室效应”早为人们所承认，但有人对二氧化碳的增加会导致全球性的气温升高表示怀疑。他们的主要依据是，从北半球的温度记录来看，h世纪40年代以来，平均气温大约每10年下降0.1℃，现在可能继续在下降。近年来，大气中二氧化碳的含量却在不断增加，这似乎表明，气温的变化与二氧化碳的增加相悖。同时，另一些人认为，自上世纪70年代以来，亚欧北部地区在持续转暖，这可能与二氧化碳的增加有关。
美国科学家通过近10年来的人造卫星拍摄的南极照片的比较，发现近年来夏季南极的冰雪比10年前明显减少。他们还发现有些地方的海平面，近年来有上升的趋势。他们认为，这可能是由于大气中二氧化碳增加的结果。
我国的气象资料表明，近年来我国东北地区，尤其是黑龙江省，气温明显上升，越往南增温越不明显；南方有些地区气温似乎在下降。
理论分析表明，大气中的二氧化碳增加1倍，可使大气的平均温度上升2.9℃。地面温度的上升随纬度的增加而增加：在纬度40度的地方接近平均值，在两极地区比平均值高3倍左右，在赤道地区只升高平均值的一半左右。
根据这种分析，我们看看近百年来由于二氧化碳增加对大气温度的影响：1860年大气中二氧化碳含量是290PPm，1960年是314PPm，1980年是336PPm。这就是说，1960年以前的100年间二氧化碳只增加了24PPm，而1960年以后的20年间增加了22PPm，后者的增长速度为前者的4.6倍。原因不仅是燃烧的石油和煤炭以惊人的速度增加，同时也与世界人口的激增以及大规模的森林植被被破坏有关。理论计算表明，二氧化碳增加24PPm，可使平均气温上升0.17℃，在100年间气温对气候的影响是微不足道的，就是20年内气温上升0.17℃，在一般的区也难以觉察，因为一个地区的温度的平均值波动±0.2℃是常有的事。但是，由于两极地区的温度要比平均值高3倍左右，所以近年来两极地区的温度可能要比20年前高0.5℃左右，这就有可能使两极的冰雪在夏季融解得更多些。
从今后的能源结构来看，我们可以认为在今后半个多世纪内，大气中二氧化碳的增加速率将与过去20年基本一致。这样，如果以1960年大气中二氧化碳的含量为基数，到2000年增加20％，可使平均气温上升0.6℃，这还不会给气候带来多大影响；到2040年增加到72％，气温要比现在高2℃，这也不能说就是很不适宜的气候。问题是由于这种温度上升得太突然，不是在几百几千年，而是在短短的几十年内，这对各方面的影响就不能不引起我们的注意了。
如果大气平均温度上升2℃，赤道地区可上升1℃左右，两极地区可上升6℃左右。那时候，高纬与低纬的温度梯度将比现在明显减少，这就必然会影响径向大气环流。径向大气环流是影响天气过程的主要因素之一，如雨区的分布、季节风等无不与径向环流有关。估计那时的副热带高压可能向高纬地区推进5℃左右，这就会造成某些原来是多雨的地区变为少雨地区；有的则正好相反。
