回复:小猪的思路与俺30年前相同
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗五、太空第三种力〖ＨＴ〗
７０年代，太空探测发现太阳在刮“风”！即太阳表面的等离子体微粒流
在向四面八方猛吹，在地球轨道附近实测平均风速约为４５０公里／秒，有时达
到７７０公里／秒。微粒流中绝大多数是氢原子核，其次是氦核及少量其它元素的
原子核。
这些带电粒子流在地球轨道空间呼啸而过，对阻拦它们前进的一切障碍都
会给予一定冲力，它把太空探测器吹得左旋右转，把彗星的气体和尘埃从彗头
吹出，形成几千万公里长的彗发，把地球磁层吹变形，迎风面被挤压在约８万
公里半径之内，而避风面却延长到２００多万公里之遥。
地球磁层实际就是地球磁场俘获的等离子微粒圈层，由于它的屏蔽作用，
高速撞来的太阳风质子流便停止在它的外沿，形成所谓“激波”。太阳风中每
个氢原子核撞击地球等离子圈层的力可由牛顿第二运动定律求得。
Ｆ＝ｍａ
一个氢原子核的质量ｍ为１６７×１０－２７公斤，ａ为它的加速
度，ａ＝（ｖ－ｖ０）／ｔ，如这个氢原子核撞向地球等离子层后，其速
度ｖ在１秒钟内从４６０公里／秒变为０，那么ａ就为４６００００米／秒
２，由此而知这个氢原子核作用于地球等离子圈层的力为７６８×１０
－２２牛顿。
地球等离子圈层（磁层）半径约３１万公里，其最大截面面积约３×１０
２１厘米２，已知地球轨道附近太阳风的密度约每厘米３含５个
氢原子核，那么每１秒钟内撞向地球等离子圈层的氢原子核数将为６９×１
０２９个，由此可求出太阳风每秒钟作用于地球等离子圈层的总推力为５３亿牛
顿。这个力相当于使５３亿吨的物体每秒钟获得１毫米的加速度，而整个地球
等离子大气的质量不超过６０００吨，故向日面的等离子大气完全在太阳风力
的支配之中。因等离子体浮在地球大气之上，大气是等离子体的载体，太阳风对
等离子圈层的这个压力必然向下传递，使大气圈层也产生相应的形变。
据气象学对地球大气的测定，地球大气总重量约５３００万亿吨，而背日
面大气通常比向日面大气厚１／１０。也就是说，背日面大气比向日面大气重
５３０万亿吨。考虑高空的大气非常稀薄，现假定它的大气密度只相当低空大
气的百万分之一，即背日面的大气只比向日面的大气重５３亿吨。如果太空
没有一个外力，大气应该平衡地分布在地球质心的两侧，那么这５３亿吨的
外力是从哪里来的呢？显然是太阳风力，是太阳风通过带电粒子压迫地球等离
子层，而间接作用于地球大气的结果。
太阳风是太空中的第三种力，像一只看不见的巨掌推顶着地球，当然，由
于地球的质量太大，它无法把地球推出轨道，但它恒久地作用于地球的一侧，
必然影响地球在太空的行走姿态，地球自转必然与太阳风力有关。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗六５３亿吨的无形负荷〖ＨＴ〗
如果地球静止在太空，那么太阳风的风力再大，其压力Ｆ１、Ｆ
２（如图１）都平衡地作用在地球质心的两侧，它能把地球沿Ｘ轴方向向右推
出，但无法把地球推转。
事实上，地球并没有停止在太空，而是以每小时１０万公里的高速绕着太
阳公转，对于一个运动着的天体来说，情况就不同了，太阳风的压力偏在Ｙ轴
的左侧，这就必然产生一个力矩。从理论上说，一个飘浮在太空的物体是没有
摩擦阻力的，只要有哪怕仅１公斤的力矩，也能扳动一个巨大天体的转柄，因
为１公斤的外力就已经打破了天体围绕质心的平衡。
〖ＴＰＫ１，＋６３mm。8５mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
由于太阳风粒子流的质点运动方向与地球公转轨道的角度接近９０°，而且恒久地
作用在向日面一侧，故可设太阳风的合力作用在Ｃ点，且压力为５３亿吨，
而Ｃ点的物质随Ｏ点沿Ｙ轴高速前进时，这个横向压力就成为Ｃ点纵向前进时的摩擦阻力，
相当于左半球被一个气体刹车瓦包住或外加了一个５３亿吨的无形负荷。同水面滚动
的气球一样，球皮
与水面的接触点就是滚动摩擦点，相当于Ｃ点。
一旦C点附近出现一个摩擦阻力，就会使左半球作减速运动，无阻力的右半球仍在惯性作
用下按原速沿Y轴运动。假如右半球的惯性力集中在A点、方向与Y轴相同、力Ｆ刚好为５
３亿牛顿，力臂ｒ取地球赤道半径
的一半，即取３１８９公里，A点力矩Ｍ便由下式可得：
Ｍ〖ＺＫ（〗＝ｒ×Ｆ
＝３１８９０００米×５３亿牛顿
＝１７×１０１５米·牛顿〖ＺＫ）〗
这个力矩Ｍ使A点总是快于地球公转前进的平均速度，导致地球绕地轴Ｏ
点作逆时针圆周运动，即从北极看，自西向东旋转。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗七、旋转的等离子风轮〖ＨＴ〗
数数夏夜的流星，也许有人会问，哪来这么多石块向地球大气层坠落呢？
其实，地球所行走的空间除有无数石块、冰块、沙粒、尘埃之外，还有大量游
离的等离子气团飘浮在太空。人在马路上疾行，会感到有风拂面，这个迎面风
是由于人向前行走产生的，且叫它“行走风”。地球在太空高速“行走”，太
空中的游离气团也会迎面而来，产生地球的行走风，地球行走风与Ｙ轴平行，
但方向相反，同太阳风相互垂直，共同作用于地球，见图２。
〖ＴＰＫ2，＋６９mm。９０mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓2〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
行走风对地球最外层的等离子气体圈层形成一定压力，把D区的大气向B区压、导致OD一面的
气层薄，OB一边的气层厚，即OB＞OD。
太阳风对地球最外气层形成更大的压力，把C区的大气向E区压，导致OC一面的气层比OE一
面的薄，即OE＞OC。
比较这两股风力对地球等离子风轮的影响，太阳风的风速是４５０公里／
秒，而行走风的风速才２９８公里／秒，行走风比太阳风的风速小十几倍。
另外，行走风只是偶然地、局部地、一阵阵地碰向地球的外层大气，而太阳风
则是恒久地、全面地、连续地作用于地球，故太阳风是推动地球风轮的主力。
由于太阳风的压力更大，它对地球气轮的运动起决定作用。因CD区的大气受力面积要比CB
区小，故太阳风作用于CB区的压力要比CD区大。地球质心两边的力臂长短不一，OB＞OD，两
侧受力失衡，故地球气轮出现逆时针旋转的趋势。
由于靠近B点的等离子离地心远，受地心引力小，故更易被太阳风吹向A区，而一旦CB区的
大气向BA区挤压，A区大气就会在重力作用下向AE段运动，OBAE一区的大气压力就大于ODE区
，大气向D区移动，DC段的大气又向CB段填充，整个地球气轮开始旋转，成为地球的等离子
风轮。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗八、风轮裹着地球转〖ＨＴ〗
即使太阳风有５３亿吨的压力，也还不到地球质量的万亿分之一，直接用该力来说
明地球这个巨大刚体的旋转，显然是无稽之谈。前面把太阳风力作为扭动地球
转柄的外力矩，只是一种设定。事实上，太阳风力不可能直接作用于地球刚体
，它通过风轮和水轮间接地把力传递给地球，最终导致地球自转。
随着等离子层高度的降低，等离子体比重增大，大气密度增高，到５０～
５００公里高度内，基本上全是高空稀薄大气层了。这一稀薄大气层是等离子
层的载体，等离子西风风轮的旋转，必然粘滞它作同向环流。实测证明，５０
公里以上的稀薄大气层，全部由西向东作纬向环流。它已是计算导弹弹道的一
个重要因子，即“高空西风因子”，它的平均风速约９００米／秒，但由于大
气非常稀薄，它的风是急而无力的。
５０公里以下的低空大气是高空稀薄大气的载体，高空西风因子又粘滞低
空大气作全球性西风环流，这样便启动了整个地球的风轮。风力由外圈向内圈
传递，形成包围整个地球的西风系统，地球悬浮在旋转着的风轮中，风轮裹着
地球同它一起自西向东旋转，如图３所示。
地球表面７０％是海洋，海洋是地球的水圈，是大气的主要载体，大气西
风环流必然会吹动粘滞洋面作同向环流。事实上，地球上的洋流全是由风力所
支配的，如环南极西风漂流，便在常年西风吹动下永不停歇地自西向东涌流。如果地球上没
有陆地，那么，海水就会在西风系统驱赶下作全球性纬向环流。
海水向东涌流，当然会粘滞海底、推涌海岸向东旋转。地球最大水域中的
太平洋西风洋流便每时每刻都在把科迪勒拉山系向东推涌，这条全球最长的海
岸山系便成为地球的最大转柄。太阳风就这样通过风轮、水轮抓住了地球这个
刚体的转柄，地球就这样被一级一级地推动着自西向东旋转。
〖ＴＰＫ3，＋６４mm。８２mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓3〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗九、地球转速公式〖ＨＴ〗
当地球被启动、加速、旋转起来之后，若速度得不到控制，它必然会像超
速飞轮那样崩裂，而现在地球的转速是怎样被控制的呢？
地球自转的力源既然来自“两风”，而行走风的风力取决于地球公转速度
，那么太阳风力和地球绕日公转的速度就决定着地球自转的速度，也就是说，
地球自转的速度Ｖ与太阳风力Ｆ和公转速度Ｕ的积成正比。
〖ＪＺ〗Ｖ＝Ｆ×Ｕ
如果Ｖ＞Ｆ·Ｕ，那就必须减速，如果Ｖ<Ｆ·Ｕ，就必须加速，这样才能维
持自转速度与“两风”力矩的平衡。而“两风”并不直接把力传给地球，它们
对地球自转速度的控制，仍然是通过西风和洋流来执行的。
〖ＴＰＫ4，＋７０mm。5８mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓4〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图４说明，南、北中纬地区的西风及西流大于地转线速度，西风和西流把
地球往东推，欲给地球加速。而赤道区的西风和西流流速小于地转线速度，成
为“负西风”。这如同顺风行驶的汽车，车速超过风速后，顺风便转化为逆风
一样。现赤道地面的东风带就是“负西风”转化而来的，太平洋、大西洋的赤
道东风洋流也是由“负西流”转化而来的，赤道东风和赤道东风洋流把地球向
西推涌，欲使地球减速。
如果人为地给地球加速，那就会遇到赤道东风和赤道东风洋流的更大阻力。如果使地球转
慢，那又会遇到南北两条西风带及其西风洋流的更大推力。地
球就在这南北两道推力和一条赤道拉力中寻求平衡，使自转的速度保持在“两
推一拉”的合力之中。地球的转速在风轮和水轮的直接控制之下，它不能随意
选择或改变自己的转速。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十、“风吹地转说”〖ＨＴ〗
太阳风推动地球自转的立论，完全建立在已观测的证据基础之上，它能完
满地解释大气、海洋、地质等学科所面临的疑难，真实地反映地球运动的状态。
然而，冥王星不转，天王星睡着转，金星反转，水星慢转，这些行星自转
现象如何解释呢？地球又为什么会公转？公转速度又如何控制？……这些问题
不解决，地球自转的动因仍然无法落锤。可庆幸的是，７０年代以来卓有成效
的行星探测，已经为解决这些问题积累了大量观测数据，这些资料会促使人们
去重新评判当代行星起源的假说。下篇将对这些问题逐一提述，它将消除我们
对“太阳风造成地球旋转”原理的任何怀疑。
现把这一原理归纳如下：地球自转的动力来源于外部，是太阳风和行走
风的合力启动了地球的风轮和水轮，地球在风轮和水轮直接
驱动下自西向东旋转。地球自己不能转，也不能不转，怎样转，转快转慢，都
取决于外部各圈层的矢量和合力，这就是“地球在自转”现象的真正原因。为与“地球自
己转”的理论相区别，我把它简要地称为“风吹地转说”。
有读友会产生这样的想法，太空中吹出的肥皂泡在周围气流作用下，照样会自转，这么简
单的原理还能称为“地球大揭秘”?
我非常理解这样的读者，因为著者也曾有过类似的想法，全世界那么多大科学家，连这点
道理都没曾想过?而事实是令人遗憾的，他们没有提出这样的问题，他们没有确切地告
诉我们地球自转的动力来源。无论你参加过多少次国际、国内关于地
球动力学学术会议，除了能听到类似康德的老调外，就是美国人芒克(《地球自转》作者)的
算式。
如果地球自转的动力来自于内部，那么地核的转速必然依次大于地幔、地壳、水圈与大气
，可没有人告诉我们是谁最先给地核上的发条，且大气环流、洋流运动、地质力学、岩浆流
向等重大理论课题的突破，都首先依赖于地球转动动力来源的根本解决，故本人把“风吹地
转”的原理摆在了首章。
〖ＬＭ〗
〖ＤＭ（〗第二章〓风轮与气圈〖ＨＴ〗〖ＤＭ）〗
〖ＨＳ６〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ２”Ｈ〗第二章〓风轮与气圈〖ＨＴ〗
〖ＨＴＫ〗著者认为：
〖ＨＴＫ〗当代“热成风”学说只适合室内气象学，科里奥利效应解释不了大气纬向环
流，是太阳风引起了地球风，风之大源出于天。地球悬浮在西风风筒之中，东
风是滞后的西风。季风、台风、“七天风”、雨雪、冰雹、极光、雷电另有成
因。〖ＨＴ〗
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗一、地球的三层大气〖ＨＴ〗
人们通常所理解的大气厚度仅１００公里，但卫星已在８万公里的高度
探测到等离子气体的存在，现把它作为地球大气的最高限，图５是地球大气的
分层图。
第一层是低空大气层，它在地面至５０公里高度之间。其中平均约１２公
里厚的底层叫对流层，这是气象学意义上的大气层，其上的３８公里叫平流层
（同温层），平流层中间又夹着约５公里厚的臭氧层，低空大气层主要由单质
和化合分子构成，如氮、氧、臭氧、二氧化碳、水蒸气等，可称为“低空分子
气层”。
第二层是高空稀薄大气层，它在５０～５００公里高度之间。这层大气处
在分子态与等离子态之间，气体非常稀薄，其中
５０～８０公里高度内的大气基本上仍处在分子状态，平流层大
气的“潮峰”和“浪花”就在这层起落。
〖ＴＰＫ5，＋１０６mm。8７mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓5〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
８０～１５０公里高度的气体分子处于电离状态，反射无线电波的Ｅ、Ｄ两
电离层及极光即在其间。因为这层处在富负电荷的低空大气分子与带正电荷的
外空等离子体之间，下层大气分子中的电子经常性地被上层等离子体剥离，故
成为电离状态。每当太阳磁场和辐射剧烈扰动期间，比平时多几十倍的太阳风
粒子流闯入，导致外空等离子层正电势剧增，原电离层厚度因此加大，并
剧烈波动，而更多冲向两磁极的粒子流与低空大气形成更大电势差，在临界点
，像电子整流二极管那样辉光放电，形成极光。此外，绝大部分流星也在这
个高度内燃烧，其烟尘和灰烬飘散，形成夜光云。
１５０～５００公里高度内，基本上已无气体分子存在，氢、氮等大气单
质原子也常常失去电子，成为等离子体，但在多数情况下仍能捕获低空逸出的
游离电子，保持原子状态。因５０～５００公里高度的大气介乎分子与等离子
体之间，故称为“高空原子气层”。
第三层是外空等离子层，它在５００～８万公里高度之间。这层直接受到
太阳紫外线和宇宙射线的穿透，并受太阳风质子、α粒子及其它高速粒子的撞
击，气体保留不住自己的电子而“蒸发”为原子核态，即等离子态。这是一种
极轻、更稀薄的物态，故卫星靠惯性在其中运动时感觉不到什么阻力。从空间
尺度来看，这层等离子大气的厚度相当于地球半径的１２倍，它是全面考察地
球大气运动不能被忽视的一部分，因它主要由原子核构成，故可称为“外空原
子核层”。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗二、风源在天还是在地？〖ＨＴ〗
一个多世纪以来，气象学已经在“热力学”、“大气流体力学”的基础上
，建筑起一座完备的理论大厦，已由地面观测发展到高空卫星探测，能准确地
预报风雨阴晴，似乎现代大气环流理论无懈可击，根本无须节外生枝，去别寻
风源。
〖ＴＰＫ6，＋45mm。72mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓6〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图６是现代大气环流理论的单圈环流示意图，它的基本立论如下：
１太阳辐射到地面的热能和地球自转是大气环流的动力；２太阳光强
度随纬度增高而减弱，赤道、低纬地区大气所获热量大于高纬和极地；３低
纬大气受热膨胀，比重减轻而浮升，至高空流向高纬；高纬高空的大气冷却，
比重增大而下沉，到低空流回低纬，如此形成经向环流；４由于地球自己转
，科里奥利效应使从赤道朝北极跑的大气往右偏、朝南极跑的大气往左偏，从
而形成了南、北中纬的两条西风带，而赤道低纬上浮的大气因滞后于地球转速
，成为东风带。总之，大气热对流是风的最初动力，叫“热成风”，地球自转
是风呈纬向环流的原因，叫“地转风”，气象学通常统称为热成风原理，它的
力学根据就是地面存在上升的热气流，故风之大源出于地。
然而，风源在天还是在地，是“风吹地转说”能否成立的关键，在地，则
风不吹地转；在天，则热不能成风，只能选择其一。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗三、“热成风”与室内气象学〖ＨＴ〗
〖ＴＰＫ7，＋5８mm。７２mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓7〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图７是按真实比例画出的大气对流空间图，地球极半径６３５６公里，狭
缝的宽度为５０公里，１２公里厚的对流层和３８公里厚的平流层都在这条狭
缝之中，就是说，地面热气流即使冲入整个平流层，它的南北对流也只能在这
条狭缝中进行。这条低矮的长廊有９９８４公里，若平均分成三段，每段也是
３３２８公里，要求地球大气在这样的狭缝中作三圈对流，是不可思议的。“
热成风”学说关于三圈大气对流的描述，只能在像一个房间大小的空间中进行，
它对研究室内气象是适宜的，而用在地球大气运动的真实环境中，对下面的问
题将无法解释。
１上层向北流的热空气与下层向南回流的冷空气之间的相向阻力怎么克
服？给你同样的空间，你能模拟出这三圈环流吗？
２按热成风原理，赤道上空是地面热空气浮升的主要区域，温度应该更
高。而实测结果相反，赤道对流层顶部温度约－７０℃，是对流层气温最低的
一区，如果赤道热气流上浮进行热交换的话，它在赤道上空就可冷却，不用远
道奔向高纬地区。
３太阳热辐射只在白天进行，而晚间便开始降温，按现赤道区域的平均
风速，赤道上空的热空气还刚刚向高纬区起步，夜间就已来临，热空气冷却，便
可退回原地。
４每天正午，受热膨胀的大气可以向早晚两际的空间压去，可以向四周
膨胀，没有充足的理由一定要向高纬区流动。
不少气象学家也深知热成风理论的脆弱，在给学生上课时极力回避这一原理，而用气压
梯
度理论来解释风的成因，即风是由高气压区的大气向低气压区流动造成的。而问题在于，为
什
么一些地区上空会产生高气压呢?面对这种追向，他们说高气压是由于大气的运动(风)造成
的，这就制造出了风形成风的循环逻辑。其小辩焉能成为大道?
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗四、地转风遇到天旋风〖ＨＴ〗
“热成风”原理关于地球自转引起地转风的推论更与事实不符。
１若纬向风是地球自转引起的“地转风”，风的力源来自地球自转，那
么全球的东风风量应远远超过西风，东风应是地球风能的主要因子。但全球积累的
风能资料与此相反，西风占压倒优势。
２如果说赤道东风带是大气跟不上地球自转而产生的，那么赤道高空５０
公里以上的大气会更大地落后于地球的自转，成为更加强劲的东风。但实测结
果相反，这个高层以上全是西风，热成风理论预计的“地转风”在这里遇到了
实际存在的“天旋风”的挑战。
３若纬向风由地转所引起，那２４３天才自转一周的金星就只能有南北
热对流的经向风。但“金星８号”１９７２年在金星白天区降落后发回的资料
表明，它有一个常年存在的纬向风，后来从不断发回的金星云图上，也可看出
金星大气呈纬向环流。
总之，在愈来愈多的观测事实面前，“热成风”、“地旋风”的理论已无
法立足，气象学界应果断抛弃它。８０年代以来，“旅行者－１号”、“旅行
者－２号”对外行星进行了实地探测，气温为－１４０℃至－２００℃低温的
木星、土星、天王星、海王星，普遍存在比地球更加强劲的纬向风带，“热成
风”理论对此更是一筹莫展。科里奥利效应是根据高速运动的炮弹轨迹推导出来的，它不适
于描述大气的运动，由此而推导出来的大气“地转偏向力”根本就不存在。因此，我们必须
寻找真正的风源。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗五、地球的无形履带〖ＨＴ〗
自１９５８年１月３１日，“探险者１号”卫星通过所携“盖革计数器”
测出２２００公里高空太阳辐射中的高能粒子流之后，美国依阿华州立大学的
范·艾伦等人便发现了环绕地球的两个主要辐射带，朝太阳方向最外层离地面
约６４万公里，背日面则延伸到２００多万公里之外，这才是地球的最外圈
层，它被命名为“范·艾伦辐射带”，或称为磁层，见图８（地球磁层纵向剖
面图）。
〖ＴＰＫ8，＋44mm。96mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓8〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
通过光谱分析与外空探测已经确知，太阳风的化学成分同日冕类似，氢原
子核（即质子）占９１３％，氦原子核（α粒子）占８６％，其它元素仅
占０１％，因此可把太阳风看成是太阳表面吹出的“等离子风”，地球磁场
所俘等离子
而形成的磁层，也就是地球的等离子气层，图９是等离子气层（磁
层）的横向剖面图。
〖ＴＰＫ9，＋65mm。9６mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓9〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
由于沿Ｘ轴高速运动的太阳风等离子连续地撞击原被地球磁场俘获而静止
的等离子体，这种撞击所形成的合力成为对Ｃ区等离子层的一个压力。通过非
常保守的推算，太阳风对Ｃ区的压力约５３亿牛顿，这个压力使Ｃ区的等
离子层远远薄于Ａ区。如果地球是静止的，Ｃ区所承受的５３亿牛顿压力，
就会通过大气圈、水圈、地幔直接传到地核。然而，地球在以每小时１０万公
里的高速沿Ｙ轴运动，地球每时每刻都在“逃避”这个压力，每当地球前进一
步，Ｃ区就向Ｂ区移动一步，并把Ｂ区推向Ａ区，Ａ区又挤Ｄ区，Ｄ区又被前
进着的地球顶向Ｃ区，这样磁层中的四区等离子体便由Ｃ→Ｂ→Ａ→Ｄ→Ｃ，
作逆时针的纬向环流，因它的方向是由西向东的，故可称为“磁层等离子西风
环流”。
若这个等离子西风圈同太阳风完全啮合，那它必须每天绕地球转６圈，即
每４小时转一圈，才能使地轮保持在现每小时１０万公里的前进速度，它如同
地球在太空中行走的无形履带，这条履带的着力点就在Ｃ区。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗六、风之大源出于天〖ＨＴ〗
８万公里高度的等离子大气圈带正电荷，与也带正电荷的太阳风等离子流
相互排斥。其中一部分斥力推动等离子层旋转，另一部分把朝太阳一面的等离
子磁层压扁，并将这个压力向下传递给原子气层，原子层便跟随等离子气层自西向
东环流，成为原子西风圈。现卫星探测已证实了外空等离子西风与高空原子西
风的存在，见前图３。
因为低空大气圈、高空稀薄大气圈是等离子圈层的载体，上层等离子西风
、原子西风必然粘滞下层气圈作同向环流，这就启动了整个地球的风轮，“风
”便由此而产生。可见，地球公转前进途中，侧面遇到的太阳风是整个地球风
的总风源，风之大源出于天。
还需明确的是，整个地球风的风能与太阳辐射的热能没有直接的关系，无论太阳辐射的热
能被云顶接收还是被地(海)面接收，它都不足以形成大气全球性的纬向环流。地球风
能Ｅ只与太阳风力Ｆ和地球公转速度Ｕ成正比。即：
〖ＪＺ〗Ｅ＝Ｆ×Ｕ
Ｆ和Ｕ都是一个矢量，若地球退着公转，或者太阳风从背日面吹向地球，那么地
球风向也将反吹，变为东风环流。这里，已完全抛开了风能问题上的热力学解
释，为同“热成风”学说相区别，我把它称为“天来风”原理。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗七、地球悬在风筒中〖ＨＴ〗
５０公里以下的大气运动动力，直接来源于上层西风的推涌，形成低空西
风环流。地球就悬浮在这个低空西风风筒之中，并被西风风筒裹着由西向东旋
转，图１０是西风风筒图。
〖ＴＰＫ１0，＋5４mm。8７mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１0〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图１０可见，±７０°纬度以上的地面基本与地轴相互垂直，而且处在西风
风筒的中心，如同在台风中心一样，全球性西风吹不到两极圈内去，极圈内的
大气便被旋转着的地面拖曳，成为极地东风环流。
当西风加速或减速、风筒轴与地转轴倾斜或上下移动时，南、北极圈上空
的风筒中心就加大或减少、偏左或偏右，中心的气压增高或降低，筒心的气流
上升或下沉。在筒心大气剧烈扰动的过程中，极圈上空的电离层、臭氧层、云
层的层面通常被扰乱。如臭氧层被上升气流冲开或被下沉气流冲破，都会使臭
氧层呈现所谓“空洞”状态。由于季风（见后季风的成因）的影响，冬末北极
易出现空洞，夏末南极易出现空洞，１９９４年夏末，南极圈的臭氧层就出现
了面积达２４００万平方公里的特大空洞，这便是风筒沿地转轴过多北移而造
成的，它同时造成当年北半球的酷热和南半球的高寒。
当然，真正的风筒不是风桶的形状，它是不规则的椭圆球状，两极半径略
大于朝太阳一面的半径。南北极圈风筒中心的存在，可以从卫星拍的极圈云图
得以认证。其实，从金星高纬区发回的云图就明显看出金星极圈上空的云洞，
它说明风筒是行星风场的普遍现象。
按风源在天的说法，地球上应全都是西风，而事实上，赤道和低纬地区却
常年吹的是东风，这又作何解释呢？先请看图１１。
这辆车向东而停，有时速３０公里的西风从车尾吹向车头。现我们把车启
动，以每小时１００公里的速度向东行驶，这时你必然发现，原从车尾吹向车
头的西风消失了，而出现每小时７０公里从车头吹向车尾的东风。其实西风并
不因为这辆汽车的启动而消失，它与新出现的东风风速之和正好等于这辆车的
行驶速度，即３０＋７０＝１００。
〖ＴＰＫ１１，＋47mm。91mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１１〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
现在赤道上的人同坐在这辆汽车上的人有着相同的感觉，他们只能觉察出
每小时７０公里的赤道东风，丝毫感觉不出西风的存在。其实，赤道区的西风
并没有消失。
地球每２４小时向东旋转一圈，坐在赤道上的人跟随地球每小时向东行驶
１６６９公里，这就不难算出赤道西风的风速为：１６６９－７０＝１５９９
，即每小时１５９９公里。由于这个西风速度还落后于地面向东的转速，故地
面西风转化为“负西风”，西风由正值变为负值，矢量换向，就成为东风了。
故赤道东风原出于西风，它是滞后的西风。东风与西风本是同源的，原气象学
上所谓“东风压倒西风”的现象并不存在，赤道地面低空的东风实际上已全被
高空西风所覆盖。图12是地球西风风速与各纬地表向东旋转线速度的比较图。
〖ＴＰＫ１2，＋６５mm。６５mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１2〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图中ＯＲ是地球赤道半径，长度为６３７８公里，它表示北极到赤道间地表
向东旋转的线速度。其中Ｒ点表示赤道上每一点从Ｙ轴上的Ａ点出发，１小时
后向东移动的距离，为１６６９公里，G点在北纬４０度区域，它与Ｙ轴的距
离表示在１小时内它向东移动了１２７７公里，越向北极靠近，地表向东旋转
的线速度越小，到北极为０。
ＰＱ与Ｙ轴的距离表示地面西风的风速，ＱＥ段是赤道低纬地区的西风风
速，每小时约１５９９公里，Ｆ点在北纬４０度区域，西风风速降到每小时１
５２９公里，到北纬７０度区降为０。
比较ＯＲ和ＰＱ两线在同一纬度上的间隔，就可了解该纬度地面西风的风
速。如：
０度赤道区１５９９－１６６９＝－７０公里
１５度纬区〓西风风速与地面同步，＝０公里
４０度纬区〓１５２９－１２７７＝２５２公里
７０度纬区〓西风风筒内壁与地面同步，＝０公里
９０度北极区〓０－０＝０公里
可见低空西风风速Ｗ与地表东转线速度Ｖ的差决定地面风况：
Ｗ－Ｖ＜０〓地面吹东风
Ｗ－Ｖ＞０〓地面吹西风
Ｗ－Ｖ＝０〓地面无风
这便是地面东风和西风的真实关系，是陆地和海洋上东风区、西风区、无
风区产生的原因。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗九、两顶风帽与三条风带〖ＨＴ〗
南极圈和北极圈内的大气处在西风风筒的中心，不受地球主风场的支配，
在地转影响下，形成极地东风环流圈，现称它为地球的两顶风帽。
三条风带是指南北１５纬度之间的一条赤道东风带，北纬１５度与７０度
之间的一条北部西风带和南纬１５度与７０度之间的一条南部西风带，见图１
３。
〖ＴＰＫ１3，＋68mm。７０mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１3〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图１３中曲线ＤＢ表示各纬区的风向和风速，曲线与Ｙ轴相交处是无风带。
图１３关于三条风带的划分与现代气象学是大致一致的，它已被长期观测所证
实。致于有些气象学家采用10分法，增加了“赤道低气压带”、“副热带高气压带”、“副
极地低气压带”。本人在南北半球都曾住过些年，高气压带里经常有低气压，低气压带里(
如新加坡)有时有高气压，不知这种划分的观测依据是什么。
二战期间，驾驶美国高空轰炸机的飞行员们凭经验发现，北纬４０度上空
有一时速８００公里强劲而且稳定的西风区。气象学家们经过长期的地面观测
发现，美国西部旧金山一带的落基山脉上空和日本上空，有一股时速２５０公
里的常年西风。这两地都在北纬４０度一带，后气象学家把北、南纬４０度区
的高速常年西风称为“西风急流区”，其剖面风图如图１４。
〖ＴＰＫ１4，＋5０mm。8６mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１4〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图１４中的西风急流并不意味着这里存在某种给风加速的特殊动力，它在
整个地球西风风筒中的实际时速才１５２９公里，还没有赤道区的西风风速高
。它是风筒的一个较内的圈层，越往风筒的外层，即越到高空，西风风速就越
大。如在１００公里高度左右的西风风速每小时高达３千多公里，那里才是真
正的西风急流。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十、季风的成因〖ＨＴ〗
地面的三条风带是地面风筒整体的三个部分，它在整个低空西风风筒的控
制之中，低空西风风筒的旋转方向又在高空西风、外空等离子西风的控制之中。
由于作用于地球等离子圈层的太阳风在黄道平面之内，且方向与黄道平行，故
等离子西风风筒始终与黄道平面垂直，这使地面西风风筒也与黄道平面垂直。
但是，地转轴并不垂直于黄道平面，赤道与黄道平面有２３５°的夹角
，见图１５。
〖ＴＰＫ１5，＋67mm。90mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１5〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
黄道平面与赤道平面夹角的存在，使地面风筒的纬圈不与地球地面的纬圈
平行，即三条风带与地球赤纬间也有一个夹角，它在春分点和秋分点达到最大
值——２３５°。如在春分点，黄道太阳风由西南向东北扫过，两条西风带
的实际风向便向南倾斜２３５°，为西西南风向。中间的赤道东风带因始终
平行于西风带，故成东东北风向，见图１６。
秋分日在与春分日相对的位置上，它的风向同春分日正好相反，西风带吹
的是西西北风，东风带吹的是东东南风。
地轴在春分日和秋分日之间来回偏离，真正与黄道面垂直的机会只有夏至
日和冬至日两天。因此，纯正的正西风和正东风也只在这两天才出现。当然，
由于在夏至与冬至日相近的时段中，西风南北偏离的分量较小，故可把夏季和冬
季看成是近似的正西风风季，见图１７。
〖ＴＰＫ１6，＋6８mm。96mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１6〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
图１７是冬至日的季风风图，向北仰的地转轴与黄道面成９０°视角。从
图面上看，在南北两条西风带上，上午吹西西北风，下午吹西西南风，实际上
，这种情况只有在地球本身不转的条件下才成立。地球是转动的，Ｑ点是北纬４
０°正午风筒对地面的着力点，Ｑ点也是西西北风向西西南风转变的临界点，
南北同等的分量在此相互抵消，成为纯正的正西风。此时，Ｑ点的地面也在向
正东旋转，故正西风完全沿着４０°纬线东旋。夏至日的情况与冬至日相同，
也是吹正西风。
〖ＴＰＫ１7，＋61mm。８０mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１7〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
在前面冬至日的风图中，还不难看出，冬至日的南极风帽并没戴在南极上
空，地理南极实际上在南西风带的覆盖之下，随着地球自转，风帽在绕着南极
盘旋，夏至日也是如此。因此，南北极在冬夏两季天天有风，有时还有大风暴
，南北两极只有在春秋两季才能“戴”上歪斜的风帽，出现微弱的极地东风环流，
并伴随１２小时左右的阵风周期。
地球的东风带只有一条，随着季节的变化，它和两条西风带一起在南北方
向来回移动。春季，东风带位于赤道两侧，吹东东北风；夏季，移入北回归线
两侧，吹正东风；秋季，南下回到赤道两侧，吹东东南风；冬季，移往南回归
线两侧，吹正东风。由于东风带定期地把海洋暖湿气流吹向大陆，使雨量剧增
，人们常狭义地把它称为季风或信风。
介于东西风带之间的无风带也在±１５°纬度左右南北位移，如北无风带
（即北西风带与赤道东风带的交汇带），在５月份便移到喜玛拉雅山一线的北
纬３０°左右，攀登珠穆朗玛峰的运动员便选择这段无风期登山；以前被困在
无风区海域的帆船，只有耐心等无风带移开之后才能脱险，无风带的季节性南
北位移也是一种地球季风现象。
北纬３５°～４５°之间，春季吹西西南风，秋季吹西西北风，冬夏两季
吹正西风的现象，已为多年的风向资料所证实，至今气象学家们没有弄清这种
现象产生的原因。现弄清了季风的真正成因，这种现象便不言自明了。
现气象权威们总把季风归因于海陆热力性质的差异，火星上没有这种海陆差异，试问，火
星的季节性尘暴是什么原因引起的呢?
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十一、气温、物候与季风〖ＨＴ〗
人们通常把气温的变化直接归因于太阳辐射，其实，太阳辐射仅直接影响
“室内气温”，全球气温的真正调节器则是季风，图１８是春季季风环流图。
因春分前后６个月（即从冬至到夏至）全球风向是西西南风，在整个西风
环流过程中，风筒有由南向北螺旋式移进的趋势。南半球经过冬至前后的酷热
，南极的寒风已变成温风。经过春季头一月西西南风的环流，南极的温风被吹到
南纬４０°一带，原南纬４０°的热风被吹到赤道一线，原赤道的温风被吹到北纬40°一带
，原北纬40°的寒风被吹回北极，这时北纬４０°区进入暖
春，大地解冻，万物萌生。
随着夏至的来临，西西南风向继续把风筒向北旋进。此时，高寒进入南极
，寒风吹入南纬４０°区，温风进入赤道，热风挤进北纬４０°区，温风涌往
北极，原北极的寒风被挤向高空。此时北纬４０°区已在夏季，夏至日是热风
带主流到达北回归线的时期。夏至日一过，地转轴与黄道平面反倾，全球换成
西西北风向。但偏北的分量在开始的一个半月中，即在夏至到大暑期间，风向
仍是近似的正西风，热风带主流在惯性作用下仍停留在北回归线区域，因此北纬４０°区达
到酷热。直到立秋，西西北风的北偏角达到１５°左右，西西北风才逐渐地把
热风圈驱回南下。
〖ＴＰＫ１8，＋66mm。８５mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１8〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
夏至到冬至期间，季风调控气温的原理与以上相同，只是方向相反，它使
西风风筒由北向南移动，而使北半球依次进入秋、冬。
地球上的雷雨霜雪，植物出芽开花，鸟类南移北迁等物候现象，同太阳直
射点的南北位移并不绝对同步，但同季风的南来北往是基本吻合的，物候与季
风的联系则更为直接。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十二、远古先民的“八风”〖ＨＴ〗
风对生物和人类有着巨大的贡献，但也是一匹最难驾御的野马，捕之不得
，驯之不从，顺之可存，逆之则亡。尤其在太阳风力极不稳定的时期，地球上
的风灾也频频出现，怪风、狂风、暴风直接吹杀了无数的生命，还间接地操纵
干旱、洪涝，危害人类。
〖ＴＰＫ１9，＋５5mm。96mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓１9〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
由于风在人类生存的自然环境中操有兴衰生杀大权，远古先民对风作过很
透彻的研究。在《淮南子·天文训》中，结合着２４个节气，把风分为８类，
称为“八风”，立春后的４５天为条风，春分后的４５天为明庶风……冬至后
４５天为广莫风，见图１９。
以上“八风”清楚地表述了季风风向的周期变化，在±４５°纬区，全年
西风风向按正西、西南、正西、西北方向交替，如实线所示。在赤道、低纬东
风带控制区，全年东风风向按正东、东北、正东、东南四相交替，如虚线所
示。中国先民居住在北回归线附近，是东、西风带交替覆盖的区域，其风向变
换正如“八风”所示，丝毫不差。正因为“八风”南北偏移，会造成气温、降
水、日照、物候等气象因素的周期变化，故先民们根据“八风”来拟订耕作、
营造、祭祀等事务的年度时间表。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十三、“七天风”与月亮〖ＨＴ〗
长期积累的风力资料显示，地球风力曲线中有一个７天的强弱周期，气象
学家称之为“７天风”。关于这种现象的原因一直没有找到答案，因为“热成
风”学说根本不会导致这样的周期。其实“７天风”周期是由月亮引发的，图
20是月亮与地球共同公转的轨迹。
月亮绕地球一周历时２７日７时４２分１１４７秒，这是恒星月，朔望月
是２９日１２时４４分２７８秒，月球质量是地球的１／８１，地月质量中
心在向月面的地表以下１７０７公里处，月亮与地球的平均距离３８８４
００公里。月亮与地球结伴而行，在地球公转前进途中，时而走在地球的前面
，时而绕到地球的后面，这就不能不影响地球的前进速度和轨迹。
〖ＴＰＫ２０，＋５２mm。８８mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓２０〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
在望月期间，月球离心力的方向与地球公转前冲方向相同，两力相加，地
球公转前进的速度快一些；在新月期间，月球离心力的方向与地球公转前冲方
向相反，两力相减，地球前进速度就慢一些，而在上、下弦时，地球保持着平
均速度。这样，地球前进的速度实际上经历着“快、平、慢、平”的４个过程
，每个过程经历的时间是７３８天，约等于７天。
由于地球的风力Ｅ与太阳风力Ｆ和公转速度Ｕ成正比，即Ｅ＝Ｆ×Ｕ，地
球公转速度Ｕ既然有一个７天的变化周期，地球风力Ｅ当然也有一个相同的７
天变化周期，它表现为“强、平、弱、平”４个过程。
当然，由于地面风的动力来自于高层等离子风的间接传递，地面７天风的
周期不可能与朔望周期同时同步，受地形、季风、气旋等因素的影响，７天风
也不是随时随处都会出现，它是地月关系所表现出来的一种恒定、长期的阵风
现象。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十四、风带的纽结——台风〖ＨＴ〗
南、北纬１５°区是东风带与西风带的交汇区，它在春秋两季是无风区。但由
于太阳风直吹点也在南北回归线之间来回移动，东、西风带交汇区夏季就会北
移，冬季则会南移。在南北位移过程中，大陆地形和山脉不断变换对海面风向
的导引，使海面上空４公里厚度的风带时而靠紧，时而拉开，时而偏南，时而
偏北。这就容易使两条相互靠近、方向相反的风带产生纽结，扭在一处，形成
气旋，小的气旋就是旋风、龙卷风，大的气旋便是飓风、台风。
由于东南亚半岛山脉和云贵、青藏高原，对太平洋赤道东风带的阻隔和导
引，菲律宾以东洋面便经常形成台风。由于墨西哥马德雷山脉和美国西部山脉
对大西洋赤道东风带的导引，美国佛罗里达半岛以东洋面也常有飓风生成，南
半球１５°纬度的洋面也产生类似气旋。
气旋有顺时针旋、逆时针旋，向内旋、向外旋，高压旋、低压旋之分，每
一种气旋都由当时当地的具体情况来决定。一般情况下，东、西风相合相挤产
生高压气旋，两风相吸相拉产生低压气旋。既然东、西风带之间的相互挤搓、
扭抱是台风产生的根源，也只有台风才能解开这两条风带的纽结。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十五、台风为什么总是在北纬１５°生成？
〖ＨＴ〗
地球上的台风大多数都在１５°纬度区域生成，在３０°纬度区域内消失
。太阳黑子最初总是在±４０°纬区生成，然后在±５°纬区消失。木星的大
红斑总是在２５°纬区移动，而金星云图上看不出有台风气旋的迹象。大自然
是坦诚的，它们在共同表述着旋涡与纬度之间的真实关系。
以台风（含大西洋飓风、印度洋旋风）为例，气旋生成的纬度Ｑ与西风风
筒的平均风速Ｗ和地表平均东旋的线速度Ｖ构成以下关系式：
〖ＪＺ〗Ｑ＝（Ｖ－Ｗ）＋３０°
该式反映着以下三种情况：
１当Ｖ＝Ｗ时，Ｑ＝３０°。此时意味着西风风筒的平均风速与地表平
均转速一致，西风在地表扫过的面积与东风扫过的面积相等，东、西风交汇带
便在３０°纬区，台风也就最先在３０°纬区生成。
２当Ｖ＜Ｗ时，Ｑ＜３０°。此时地表转速小于西风风速，西风幅面拉
宽，东风幅面变窄，东、西风交汇带向赤道逼近，台风生成区域的纬度就会低
于３０°。如现地表的平均转速Ｖ受潮汐阻力影响，低于西风风速Ｗ，使（Ｖ－Ｗ
）的值等于－１５，因而台风生成区域Ｑ为：Ｑ＝－１５＋３０°＝１５°，
这就是地球台风大多在１５°纬度区域生成的原因。
金星２４３天才反转一周，近似于停转，Ｖ本身已是负值，加上它表面强
劲的西风，－Ｖ－Ｗ的值已大于－３０，因而金星气旋生成的区域应为：Ｑ＝
－３０＋３０°＝０°。这表明金星气旋的生成点已在赤道０°处消失，整个
球面全是西风，没有东、西风交汇带，故没有台风生成的条件，这已被现拍到
的大量金星云图所证实。
３当Ｖ＞Ｗ时，Ｑ＞３０°。假如地球赤道区向东旋转的线速度每小时
再快１０００公里，这时地面上的全部西风Ｗ将跟不上地球东旋的速度Ｖ，地
表全被东风所覆盖，Ｖ－Ｗ的值会大于６０，Ｑ值将大于９０°，东、西风交
汇带会向南北两极逼近，直至在极区消失，从而也不会有台风生成。
以上可见，地球台风生成区域选择在１５°纬区不是任意的，也不是永恒
的，若地转速度或西风风速发生变化，台风生成区域也将随之变化。若把前
面的公式调整为：Ｑ＝Ｋ（Ｖ－Ｗ）＋３０°，Ｋ值为比例常数，结合行星气
旋与恒星黑子出现的纬区来调整Ｋ值，就可大致推断出它们表层与里层的旋转
速度。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十六、大气成分与气温梯度〖ＨＴ〗
根据近几十年火箭、卫星探测的结果，对已确知的大气成分及气温梯度绘
如下图，见图21。
地表０～５公里高度内，年平均气温约１０℃，氮气分子与氧气分子以４
∶１的比例混合在一起，因氧气的重量（分子量）比氮气略大，故在海拔５公
里以上的高山地区，氧气开始稀薄，氮气比例增大。
５～１０公里高度内，年平均气温约－１０℃，大气主要成分是氮气和水
蒸气，即云层。
〖ＴＰＫ２1，＋93mm。96mm，ＢＰ＃〗
〖ＴＳ（〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ５”Ｈ〗图〓２１〖ＨＴ〗〖ＴＳ）〗
１０～２０公里高度内，属对流层顶与平流层底，其中赤道低纬地区的对
流层顶部在１７公里高空，平均气温－７０℃，南北极圈的对流层顶部在８公
里高空，平均气温约－５５℃，该层仍以氮气为主，含有少量水蒸汽。
２４公里左右是臭氧层，确切地说是吸足太阳紫外线的臭氧正离子Ｏ
＋３层，平均气温－４５℃。
５０公里处是平流层顶部，气温－１０℃，估计为氮气正离子Ｎ＋２层。
８８公里左右是电离层Ｄ层，主要成分是钠正离子Ｎａ＋，钠离子层
底部约８０公里高处，这里才是地球的寒极，气温约－９０℃。
１００公里左右是电离层Ｅ层，主要成分是氧原子Ｏ，气温约２７℃。
１５０公里左右是电离层Ｆ１层，主要成分是氮原子Ｎ，气温约４０
℃。
２００公里左右是电离层Ｆ２层，气温为７２７℃，大气成分不详。
２８０公里左右是所谓的“热层”，气温为１０００℃，大气成分不详。
３２０～１０００公里间可能含有氦原子，１０００公里以上的大气成分
基本上都是原子核，即等离子气层，整个等离子层的温度在６０００℃～１００
００℃左右。
２万公里高度以上，主要是地球磁层所俘获的太阳风粒子流，温度高达３～
６０万摄氏度。
以上是通过实测和对大气辉光放电的光谱进行分析得出的几种主要成分，
实际大气层中还有锂、甲烷等圈层，但这些圈层的高度、温度、物态等还有待
观测证实。
由大气温度曲线可以看出，气温总趋势与高度成正比，但气温并不随高度的
增加成直线上升，而是热一层冷一层地增温，这与大气物态的变化有直接关系。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十七、阿佛加德罗定律的延伸〖ＨＴ〗
阿佛加德罗定律是：同温同压下，同体积的任何气体，都含有同数目的分
子。随着分子量的不同，其比重也不相同，在对流层以下，氧、氮和水蒸汽的
层次完全遵守这一定律，水分子在液态时的比重虽然比氮氧大，但蒸发成气态
后，体积要扩大１７００倍，故上浮到氮氧分子之上，聚为云层。
物质的比重（密度）与物态有直接的关系，如气态水比液态水的比重小一
个数量级，正离子态又会比气态的比重小一个数量级。就比重与密度而言，原
子比分子级正离子态小，原子核比原子态小。这是由于物质失去的电子越多，
电子的束缚力越小，体积膨胀得越大，物态级数越高，比重就越小。无论何种
物态，阿佛加德罗定律都能适用。即同温同压下，同体积的任何物态，都含有
同数目的正离子、原子、原子核……根据这一定律，对大气层次按高度及分子
原子量列表如后，见表１。
〖ＫＨ２〗
〖ＨＴ５”〗〖ＢＧ（！XDF〗〖ＢＨＤＦＧ２，ＦＫ４，Ｋ６。３，Ｋ６Ｆ〗
层次〖〗高度（公里）〖〗成〓份〖〗符〓号〖〗分、原子量
〖ＢＨＤＧ６，ＦＫ４，Ｋ２４Ｆ〗〖ＧＰ〗分子气层〖〗〖ＺＢ（〗〖ＢＨＤＷＧ２，Ｋ
６。３，Ｋ６Ｗ〗０～５〖〗氧气〖〗Ｏ２〖〗３２
〖ＢＨＤ〗０～２０〖〗氮气〖〗Ｎ２〖〗２８
〖ＢＨ〗５～１７〖〗水（云）〖〗Ｈ２Ｏ〖〗１８〖ＺＢ）Ｗ〗
〖ＢＨ〗〖ＧＰ〗正离子层〖〗〖ＺＢ（〗〖ＢＨＤＷＧ２，Ｋ６。３，Ｋ６Ｗ〗
２４〖〗臭氧〖〗Ｏ＋３〖〗４８
〖ＢＨＤ〗５０〖〗氮？〖〗Ｎ＋２〖〗２８
〖ＢＨ〗８８〖〗钠〖〗Ｎａ＋〖〗２３〖ＺＢ）Ｗ〗
〖ＢＨＤＧ８〗〖ＧＰ〗原子气层〖〗〖ＺＢ（〗〖ＢＨＤＷＧ２，Ｋ６。３，Ｋ６Ｗ〗
１００〖〗氧〖〗Ｏ〖〗１６
〖ＢＨＤ〗１５０〖〗氮〖〗Ｎ〖〗１４
〖ＢＨ〗２００〖〗？〖〗？〖〗？
〖ＢＨ〗３２０〖〗氦〖〗Ｈｅ〖〗４〖ＺＢ）Ｗ〗
〖ＢＨＤＧ６〗
〖ＧＰ〗原子核层〖〗〖ＺＢ（〗〖ＢＨＤＷＧ２，Ｋ６。３，Ｋ６Ｗ〗
１０００〖〗？〖〗？〖〗？
〖ＢＨＤ〗２００００〖〗α粒子〖〗Ｈｅ＋〖〗４
〖ＢＨ〗８００００〖〗质子〖〗Ｈ＋〖〗１〖ＨＴ〗〖ＨＪ〗〖ＺＢ）Ｗ〗〖ＢＧ）Ｆ
〗
〖ＪＹ，２〗〖ＨＴＨ〗表一〖ＨＴ〗
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十八、地面热量失踪了吗？〖ＨＴ〗
太阳每天都在把大地晒热，给海水加温，几亿年如此，可是大地和海洋为
何没有将这些热积累起来呢？地面所接收的辐射热跑到哪里去了呢？它不可能
传到地底，因为地底是一千多度的炽热岩浆，它也不可能传到高空，因为等离
子层的温度比岩浆更高。按热力学第二定律，只要地面没有散热的途径，它应
永远保持太阳辐射进来的热量，难道地面的热量失踪了吗？
热平衡问题是地球物理学无法回避的，地球表面的几笔热量收支帐目还算
清楚，因为水在不断蒸发，把地面的热量带到了对流层顶部，并在那里丢掉热
量，还原为水（雨）后回到地面。这表明太阳辐射到地面的热量没钻到地底，
而是回到了空中。
问题在于，水既然把地面的热量带到了对流层顶部，那么云层顶部的气温应
比地面更高。而实测结果反而更低，赤道上空１７公里处的日照最强，而云层
顶部气温却低于高纬，约－７０℃左右，难道太阳会把云层越晒越冷？水从地
面带上来的热量会在这里消失？现代气象学至今没有回答这个问题，在解释夏
天为什么多雨和冰雹时，总是说“上升暖湿气流遇到高空冷风锋面……”等，
而高空为什么会有冷风而不是热风的问题，则被回避或绕开了。
其实，云顶层的气态水分子所受到的太阳辐射比地面更强，８～１７公里
高空，太阳紫外线、伦琴射线更直接地作用于水汽分子，云顶一部分水分子进
行着“第二次蒸发”。
所谓“第二次蒸发”，就是水分子在高空更强烈的辐射环境下电离，电离
的化学方程式为：
〖ＪＺ〗４Ｈ２Ｏ〖ＦＹ（〗辐射〖ＦＹ）〗４ＯＨ－↑＋４Ｈ＋↑
这个反应过程同实验室电解水的过程完全一致，即４个水分子在强光辐射作用
下分解为４个负氢氧根离子和４个氢原子核。所不同的是，空气稀薄的高空，被
分解出来的４个氢原子核不可能像在地面实验室里那样，很容易从周围物质中
抢夺４个电子，并结合为氢气分子。４个负氢氧根离子所带的４个电子也不可
能像在地面那样，很快向邻居转“嫁”，因为高空“人口”密度太低。在氮气
分子的海洋中，氢原子核一从水分子中分解出来，体积膨胀，疯快地向等离子
层浮升，负氢氧根离子也缓慢地向平流层底部浮升。
由于４个体积的水变成了４个体积的负氢氧根离子和４个体积的氢原子核
，共由４个体积变成了８个体积，这里显然是吸热反应。反应发生区域的热量
被氢原子核H＋或氢原子H与氢离子H＋２带到了更高天层，被负氢氧根离子带到了平
流层底部，这就造成了
对流层顶部－５５℃至－７０℃的低温环境。
４个氢氧根负离子在向平流层底部浮升的过程中，也在缓慢地进行着还原
反应，反应式为：
〖ＪＺ〗４ＯＨ－↑＝２Ｈ２Ｏ↓＋Ｏ２＋4ｅ
即４个负氢氧根离子还原成２个水分子、１个氧分子并放出４个电子。这里由
４个体积变成了３个体积，属放热反应。正因为放出了１个体积的热量，从而
使平流层底部气温回升到－４５℃。
从整个双向反应的结果来看，仍有３个体积（假定氢原子核与氢分子体积
相同）的热量被氢核带到了外空，地球又会像彗星甩掉彗发那样，把带着热量
的多余氢原子核（质子）丢到太空，以维持整个地球的热平衡。这里，水的两
次蒸发是地球热平衡过程的基本途径。可见，从地面把热带到高空的水蒸汽并
没有全部转化为雨而回到地面，其中一部分物质与热量一起逃离了地球，溶进
了太空。
〖ＨＳ３〗〖ＪＺ〗〖ＨＴ４，４”ＸＢＳ〗十九、雨与雪的成因〖ＨＴ〗
当你飞行在１万米高空，看到更高处仍有少量雾障与淡云时，往往会
有这样的疑问，为什么大多数云粒都在云海海面以下，这些高云有什么特殊，能
比其它云飘得更高呢？
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