大自然的語言 · 氣象淺說

一、大氣的溫度 諸位聽眾：我此次演講題目是「氣象淺說」，分為四次講演，今天是第一講，關於大氣的溫度。天氣這個題目，是人們天天所談到的，照理想應該天氣知識是很普遍，但實際很少人能了解它。我們把天氣分析起來，最重要的兩件事：一是晴雨，一是寒溫，而其中寒溫從一般人觀察，似乎更值得注意。常聽人說今年的春天，比往常來得涼爽，恐怕夏天一定要比往年為熱了。從普通見解，好像冷熱就可以代表天氣的一切。天氣的所以忽冷忽熱，看起來似乎簡單，但細辨其理倒是極為複雜，值得作一番解說。大氣溫度，就是說空氣的冷或熱，一般人總以為由於太陽光。太陽光強可使空氣熱，若是太陽光弱或是沒有太陽就可使空氣冷。從氣象學上看來，此種觀念是似是而非的，因為太陽光本身不能使空氣熱。諸位聽無線電，知道無線電是一種波浪，一種磁電的波浪，太陽光也是一種磁電波浪。同為波浪，可作比較。二種波浪不同的地方，是在波浪的長短和波長的純粹與複雜。普通無線電波長自幾公尺起至萬公尺以上，太陽光波則甚短，不及一公尺百萬分之一（一公尺一百萬分之一稱之為微）。無線電所發波浪的長短是很一致的，譬如中央廣播電台的播音是四百五十公尺，所發的電波，雖略有參差，但多在此波長左右。太陽也是一座廣播電台，可是所發的波浪長短不一，自三四個微到十分之一微。無線電台所發的波浪，在收報機收到以後，就變成了聲音，太陽所發的波浪到了地球和旁的行星上面就成了熱，太陽系中八大行星和小行星、衛星等，都是太陽的收報機。無線電收報機必須配好波長始能收音，所以收音機有長波及短波之區別。太陽光的收報機也須得配合波長，然後始能得熱。太陽光經過空氣，空氣雖可以接收，但是因波長不合，不能受熱；到了地面上，大陸的岩石和海洋的水面，因為波長配好，結果陽光一到，大地回春，就變了熱。大陸和海洋受了陽光以後，自身也成了一座發報機，再廣播出來。普通溫度愈高，廣播的波長愈短，地面溫度較太陽低，所以輻射的光波較長，從一微至七十微。空氣中的水汽好像一座長波收報機，對於太陽的短波是無法接收，但對於地面的長波是能接收的。空中水汽吸收地面的輻射，方能使溫度增高，所以空氣溫度的熱源是直接來自地面，而非來自太陽。 我們知道了空氣溫度增高的原因，才能解釋大氣中溫度的分配。凡是距離地面愈高，則溫度愈低。上層空氣寒冷的概念，中國從前詩人已經知道，蘇東坡中秋月詞句有「我欲乘風歸去，又恐瓊樓玉宇，高處不勝寒」。這種揣度，或由於盛夏時見高山積雪，如四川大雪山，山頂積雪，終年不消，因而詩人興起瓊樓玉宇之想像。近來各處人士在夏季上廬山、雞公山、莫干山登高避暑，更足證明高空之寒冷。普通升高一千公尺，溫度降低五攝氏度或六攝氏度，這種事實，經氣球和飛機的探測已可無疑問了。溫度向上遞減，以尋常觀念想像，似是值得驚奇的一樁事，因為距離地面愈高，愈接近太陽，而上層空氣溫度反而減低，豈不與意料相反嗎。關於這一點，我們只要知道空氣溫度不是直接受太陽的影響，而是直接受地面輻射的影響，這一個疑問便可迎刃而解。空氣所得的熱，全靠地面所給的輻射，這輻射為空中水汽所吸收，再轉輸給空氣旁的部分。空氣離地面愈遠，所受到地面的輻射量愈少，所以溫度亦愈低。地面在日中，一方接受太陽光，一方發散輻射，若是所受到的太陽光比輻射多，地面溫度就漸漸增高，它所發散的輻射熱也漸漸加多，而附近地面空氣的溫度也隨之而高。到日落西山後，地面只有輻射而無收熱，這時熱量已是出超，溫度降低，輻射也減少，附近地面空氣溫度亦因此降下。此種日熱夜涼的現象，只限於附近地面一二千公尺的空氣有之；再向上面的空氣溫度就是日夜完全相等，山頂和高原因為受地面的影響，這又當作別論。 假使我們乘了氣球上升天空，便知道空氣向上加冷，是有止境的。到了一定限度，就是同溫層，溫度向上遞減的現象即就停止。同溫層的高度，各處不同，冬夏也不同。在南京夏季同溫層在十六公里，冬季不過十二三公里；在赤道上平均離地面十八公里，至兩極不過七八公里。同溫層高度愈高，溫度愈低。因此發現世界上最冷的空氣，乃在全球溫度最高的地方，就是在赤道上。在同一地方，最冷的空氣，要到最熱的時候才能發現。在夏季，南京高空溫度由氣球上升測得在零下七十八攝氏度，是一年中最冷的氣溫。 這種現象，是由於對流所造成的。所謂對流，就是空中冷空氣因沉重而向下降，熱空氣因輕浮而向上升所造成的流動。凡是物質，熱輕而冷重。空氣的炎熱是由於受了地面輻射，所以加熱是從地面起。譬如水鍋煮水，火在鍋底，面部冷水向下沉，鍋底熱水向上升，接近地面空氣也是如此。這對流力量所造成的空氣層，就稱作對流層。夏天和赤道上熱力強，對流盛大，所以對流層也高，而冬季和兩極熱力弱，對流小，對流層也比較低。 地面空氣可分二層，接近地面的為對流層，對流層上就是同溫層，這層溫度差不多上下相等，因為這層內空氣所受地面輻射和一天所損失的熱量，適得平衡。同溫層到了二十至二十五公里便止，更上則溫度反而增加，這一點可由氣球所帶儀器之記錄上推算出來。南京過去所放測空氣球之記錄在十八公里以上，溫度統漸漸上升，旁處地方也有同樣現象。據氣象學家推算，到六十公里，空中溫度又和地面相等。距地面五六十公里溫度甚高，尚可用另一方法來證明。在一地放炮時，炮聲可達二三十公里之遙，再遠就聽不見，但至七八十公里處，炮聲又極清晰。這種特殊情形，在歐戰時始逐漸證實。因聲浪擴散途徑，極受空氣溫度的影響，溫度若向上低減，則聲浪即向天空彎曲；但若向上增加，則聲浪又折向地面。因此炮聲在二十公里以下，就漸漸曲向天空，人們就不能聽得，等到了三十至五十公里處，溫度驟增，聲浪又折回地面，所以離放炮地七十至八十公里處，又可聽得炮聲。離地面二十五公里以上溫度之所以升高，是由於空中的臭氧，大多集中於二十五公里左右。這臭氧能吸收太陽光中的紫外光線，紫外光線雖在太陽光譜中不能算最重要，但太陽光的熱力百分之四至百分之六就在二十五至五十公里高空為臭氧所吸收，此層空氣溫度因之加高。這層空氣在同溫層之上，名為臭氧層。 最後關於氣溫的分配尚有應加以解釋的一點，就是空氣最熱時，不是在太陽或地面輻射最大的時候，最冷時亦不是在太陽或地面輻射最少的時候。譬如一天中太陽和地面輻射最大是在中午，而空氣溫度最高是在下午二三時左右。一年中太陽和地面輻射最少時在冬至，而最冷是在大寒，大寒離冬至相差一月之久。這是因為冷熱是比較的，只要空氣中所吸收的熱量比放射的熱量多，溫度仍是增進的。如房中火爐，初生時全爐皆紅，在火爐本身此時最熱，但因房中寒氣未除，溫度並不覺高。等到火爐將熄時，爐火溫度已低，但房中溫度反覺比初生火爐時為暖。這理由正和一天中溫度最高不在中午是一樣的。當午後二三時，日雖過午，空氣所吸收的熱量尚比放射量多，所以溫度繼續增進。一年中亦如此，冬至時日光輻射最少，過了冬至，地面所發散熱量仍比吸收的少，故溫度繼續降低，俟大寒左右，吸收與發散足以相抵，氣溫始漸上升。 二、水汽的變化 空中的水汽除能吸收熱力以外，還有一種能力為旁的氣體所沒有的，就是能變成流質或凝為固體。有時能化成很美麗的雲霞，有時更能下傾盆的大雨，天冷時可在窗上結成花一般的霜，或則降下許多雪片使整個世界變成了瓊樓玉宇。若是地球上沒有水汽，便要永久大旱，不見雲霓，動植物和人類均不能生存。 大氣好像一座引擎，而太陽和水汽卻是這引擎的原動力。太陽從海洋攝取水汽，騰入高空，變為雲霧，下降成雨雪，流入江河，朝宗歸海，這樣循環不已。據地質學家觀察，可以使高山削為平地，滄海變成桑田。這引擎的動作好像一座蒸汽機，看來很簡單，但是有一點應該加以解釋的，就是太陽如何能使海洋所蒸發的水汽騰空到數千公尺之高。當我們在鍋內煮水的時候，水的溫度漸漸增高，等到水沸以後，水只在鍋內沸騰，溫度就停在一百攝氏度，不再增高。鍋內的水就慢慢地減少，蒸成雲霧。此時所用熱力並未消失，是用來拆散水分子間的結合力，而使成分為水汽。水汽凝結成水點時，則以前所費的熱力，仍舊能恢復，這熱力名為潛熱。當太陽照到地面或洋面的時候，大陸或海洋把空氣蒸熱，此團空氣因為比附近的空氣溫度高，便要浮起來，空氣向上升則壓力減少，體積膨脹起來。凡是氣體膨脹，溫度降低，反之，若受壓縮則溫度增加。譬如騎腳踏車的拿橡皮車胎來打氣，車胎一定發熱，這就是因為受壓縮的緣故。若是車胎里的氣泄出來，手觸著了就覺得冷，也就是因為氣體膨脹的緣故。依照氣象學家的推算，乾燥空氣向上升，氣溫低降極快，每上升一千公尺，低減十度。上面講過自然大氣中溫度的分布，每向上升一千公尺，溫度低減六度。所以在地面受了熱的干空氣，若是上升膨脹而變冷，溫度降低很快，不久就和四周空氣一樣熱，就停止上升。潮濕空氣可就不同了，一旦變冷，水汽就要凝結，潛熱放出來可以使空氣加熱，乾燥空氣上升一千公尺減少十度，而潮濕空氣因有放出來的潛熱，只減少五六度，所以潮濕空氣上升，往往一發不可復止，就升騰到很高的高度，成為雲霧和雨露。一輛汽車所用的原動力是汽油，把汽油變成了氣，能力就產生了；潮濕空氣的原動力是水汽，把水汽凝成了水，能力也就產生了。 空中的水汽，還有一點是不守普通氣體的規則的。讀過化學的，知道有所謂道爾頓定律，說空中各類氣體的存在是不受旁的氣體的約束或是排擠。譬如一平方英尺地面上有一噸重的空氣，裡面有四百磅的氧和一千六百磅的氮。若是地面上沒有氮，一平方英尺上的氧，還只是四百磅，反之若是地面上只有氧而無氮，則加氮以後每平方英尺上的氧還是四百磅，並不因而減少。水汽可就不同了。水汽到了空中就能排擠旁的氣體。水汽和空氣的重量是六十四與一百之比，因此潮濕空氣要比乾燥空氣來得輕。 空中吸收水汽有一定限量，達到了限量就再不吸收，這限量叫飽和點。空中能吸收水汽容量的多少，要看溫度的高低和原來空中已有水汽之多少。在冰點的時候，一磅重的干空氣可以吸收十六分之一盎司的水汽；到五十華氏度，吸收量就加一倍；到七十度加兩倍；到一百一十度就可達到一盎司了。夏天的時候，空中水汽量比冬天大得多。在南京夏天下雷雨，一二小時以內，能下一英寸的雨，這是常有的事。一英寸的雨水量就很可觀，單以南京城而論，一英寸的雨，全城就有一百四十萬噸，或是二千二百萬擔的水，這不是可驚的數目嗎？ 空中的水汽是無形無色的，一經凝結就變成了有形有色的雲。雲這東西變幻莫測，所以古人有白雲蒼狗之說。白居易在杭州萬松林曾作了一首浣雲詩：「白雲本無心，舒養能自潔，預落一鑒空，可浣不可涅，鳶飛魚躍間，上下俱澄澈。」照現在眼光看起來，白雲雖無心，但是白雲當中每個微細的水點，非有一顆心核是不能凝結的。因空中水汽到了飽和點，必得凝結在一顆心核上。這心核在城邑中是細微的煤灰，在海面上是鹽粒，在鄉村中是花粉，就是空中的離子，也可當作心核。至於較大的沙粒，倒反不適於作心核，因它根本沒有吸收水汽的能力。南京近五年來，人口增加了一倍，人煙多，煤氣亦多，所以光只近三年來，南京微塵的數目就增進了一倍。城市中煤灰一多，水汽凝結在上面就成了霧，歐、美大城市之霧，是很大一個問題。譬如倫敦一年中九十多天有霧，霧重時數十碼以外不辨人物，這可見心核對於雲霧的重要。說白雲本無心，其實白雲不但有心，而且每一塊白雲有千萬萬顆的心。中國古代還有一種誤解，以為雲是浮在空中的，好像和氣球一樣，所以有浮雲之稱，像杜甫詩「天上浮雲如白衣」。實際雲點並不如氣球一樣，它較空氣為重，一直在空中下降。雲點極微小，每小時只能下降五十公尺。唯其下降這樣遲緩，空中只要略有上升的氣流，就把它頂住不得下來。民國二十三年的夏季這麼大旱，空中仍是天天有雲，這表示空中並非沒有水汽，而是因雲點過小，對流太強，不能下降成雨的緣故。 雲霧的成因不外乎三種，一是因兩種潮濕不同的空氣混合起來，可以變成雲霧，如長江口岸在春季三四月的時候從海洋上吹來的海洋氣流，溫度低而濕氣重，一到大陸和原來氣流相遇就可凝成雲霧。二是溫暖的空氣，遇到了寒冷的地面或是海洋，如南京冬季早晨多霧，就是因為晚上地面輻射甚多，溫度降低，空氣遇到地面就達飽和點而成霧。在山谷中，晚上更容易成霧，因冷空氣統從山腰山坡流到山谷中的緣故。在海洋上有寒流的部分，如大西洋紐芬蘭島附近更是以霧著名。第三種原因是因為空氣吹向高山，向上升而膨脹，因此凝結成為雲霧。凡是高山如廬山、黃山統是多雲。四川地面較高，從太平洋吹向長江流域的空氣，到了四川西部便凝成雲，這是四川多雲的緣故，因多雲霧，少見日光，甚至有「蜀犬吠日」之諺。 三、雨雪和雷電 云為無數水點所組成，這許多雲點之所以浮在空中，乃是因為它微小的緣故，雲點平均直徑不過一英寸的八萬分之一，下降甚慢。雲點在空中若是不慢慢地被蒸發掉，就有合併的可能，雲點變大，下降就快，就可變成雨。在江浙一帶梅雨時期所下的毛毛雨，雨點直徑平均為一英寸八千分之一，下降速度每秒二英尺又四分之一；下雷雨時，雨點很大，直徑可達一英寸十六分之一，下降速度可達每秒十七呎。更大的雨點不能存在於空中，因為被風一吹，就有飛濺成幾顆小雨點的趨勢。 當水汽凝結的時候，若是空中溫度已到了冰點就成雪。雪花是六角形的，古人有「雪花六出」之話，很有幾位氣象學家費了畢生之力，用顯微鏡來研究雪花，因雪花的結構是空中極玄妙的一個問題，世界所有雪花，雖都是六角形，但沒有兩片雪花是同樣的。雪花照相在我國北方天冷的地方並不是很難的問題，把一塊黑布，於下雪的時候放在天空里，用顯微照相鏡頭就可照出來，諸位有暇的時候，很可以試一試。 《詩經》里有一句話叫「相彼雨雪，先集唯霰」。有人以為霰是雪片下降時，中途溶解而凝成的，這是錯誤的見解。霰是雨點所結成，因其中有空氣，所以作白色。雹和霰相似，但比霰為大，把一粒雹子切開，可以看到雹的內部分為好幾層，最內部是一粒白色的冰，形狀和霰一樣，外面包以透明的冰，再外又有白色的冰，互相間隔的包圍。從雹子的結構，我們可以知道其成功的步驟。當潮濕空氣上升的時候，其中水汽就結為雲點，擴大而為雨點。但若再向上升，到了零度以後，這雨點就變成了冰粒，重量一大就下降，遇到雨點就成為白色的冰，因為其中有空氣的緣故。若再下降，溫度就到了冰點以上，但雹子本身的溫度在冰點以下，空中水汽遇到雹子上就結上一層透明的冰。倘若此時地面上升的對流勢力強盛，就可以把這雹子推上去，到了溫度在冰點以下的地方，再去結一層白色的冰，等到分量重大，又復下降，再結一層透明的冰，如是往來數次，就可使雹子變成包心菜似的，可到雞蛋那麼大，對流勢力再不能支持，便驟然下降。冰雹在中國西北部甘肅一帶，是常有的，從民國二十一年至二十四年，蘭州降了八次的雹，臨洮降了九次，定西降了十次。甘肅雨量雖少，雹的次數頗多，往往釀成災害。雹和霰的時季不同，霰多在冬季，雹則盡在春夏二季，當空中對流最盛的時候。 冰雹和雷雨是時常相輔而行的。因雷雨也是由於對流強盛而成的。地球好像是一座高壓蓄電池，從天空繼續有一千安培的電流流向地面，但是地面很大，所以每三十平方英里的面積上也不過能得五個毫安培的電，空氣電阻力極大，若要通過五個毫安培的電流從一碼高的地方到地面，就要一百伏特的電壓，這是平常地面上的情形。沒有雲霧時，空中常有塵埃上下，即有電流流通，空中的電壓不至於十分高，有霧時，空中離子多變為霧點，行動遲緩，電壓便可增進到每碼二千伏特。要下雷雨時，兩塊雲中間的電壓可以到一千萬伏特，雲與地面間的電壓更可到幾萬萬伏特。在這樣大的電壓之下，空氣就能傳電，可以破除空氣之電阻而成電閃，以前所有的電壓瞬息間即歸消滅了。 這電閃為什麼能發光有色，甚至於有時可以發生雷殛呢？上面講過無論是無線電波、太陽光波，均是一種磁電波，不過是波長不同就是了。換言之，即是電子的震動次數不同。中央廣播電台廣播的時候，天線中的電子每秒鐘要震動六十多萬次；太陽的光波比較短，震動次數更多，像眼睛所看見的紅色光線，電子震動每秒要到四百萬萬萬次（4×1014），藍色光還要加一倍，唯其震動次數多，所以能發光。要使原子或分子發光，最妙方法莫如將一粒電子迅速地擊射到原子或分子上，雷閃就是這樣成功的。當空中電壓極大的時候，忽然一粒電子射過，打在氧或氮的原子上，就將這原子打破，原子中的電子跑出來，又擊射到了旁的氧或氮的原子上去，如此繼續不絕地射擊，就成了電閃。電子和原子擊撞，發出極大的熱力，使空氣膨脹，結果發出聲浪就是雷。平均電閃的長度是半英里，因為光行很速，電閃一剎那即過去。雷是聲浪，其速率每秒不過一千零五十英尺，所以發生電閃的地方近，雷的聲傳來得快，電閃發生較遠的地方，雷聲傳來得慢。雷聲傳遞到吾人耳鼓既有先後之別，因此雷聲比較能持續到相當時間，在山谷中又加上回音，雷聲可以震動到半分鐘之久。電閃不但能發光有色，而且也可廣播無線電，我們收無線電時候，常可以聽到有天電，很遠的地方的電閃，如南洋馬尼拉或爪哇有雷雨，我們在南京的收音器也可以接到。 電光和雷聲速度不同，電光的速度是每秒十八萬六千英里，而雷聲每秒只一千零五十英尺，光的速度要快得多。閃電發生以後，光可瞬息即達，幾乎不需時間，而聲浪則需相當的時間始可達到。我們要估計電閃離開我們的遠近，就可以將電閃和雷聲到達相距的時間來計算。假定電閃一到立刻雷響，這電閃就在我們住屋的四周。若是二者相距五秒鐘，那電閃就在一英里以外，若相差十秒鐘，就在二英里以外，以此類推。 許多人對於電閃畢生存著一種恐怖的心理，其實坐汽車要比在雷雨中危險得多。美國一年中汽車撞死的有一萬多人，但被雷打死的不過一百多人。可是我們坐上汽車毫不覺危險，在雷聲隆隆中總覺有岌岌可危的恐怖，這完全由於心理上的作用。遭雷殛斃，報上亦常可見到。據英國自民國十年到民國二十二年的統計，每年在英倫三島上遭雷殛的，平均十人，九男一女，這並不是雷公特別愛護女人，實是男子在戶外的多，尤其是在雨天比女子多的緣故。在民國二十三年上海各報所載被雷擊斃的人有十五人，其中男十女五，室內者二人，室外者十三人。普通尤以農民為多，因中國女子亦常在田間工作，所以女子被雷殛的數目就比英國為大。 雷雨時候最危險是在大樹下避雨，因雷雨時空中電壓極高，空中如有導體，雷便乘隙而下。如金銀銅鐵都是善良的導體，電流經過善良導體可以不發熱，三分之一英寸直徑的銅絲，可以傳導任何大力的電而不發熱，所以房子上安裝避雷針就用銅絲，使高量的電可以由銅絲傳到地面去。樹木是個不良導體，電若由樹的中心下降，便把樹木燒焦或是破壞，若是由樹的外部下來，它周圍的東西都可以觸電。在平曠的田野，一個牧童騎在牛背上，亦是一個很好的導電目標。凡遇雷雨最好的辦法是留在屋內，雖是在屋內的人也有被雷殛的，但機會要比戶外少得多。在屋內須關窗戶，一把洋刀在桌上，就可把戶外的電閃由所開的窗戶引入屋內。無線電收音器切莫忘記了裝一根地線，深入地內潮濕的地方，不然很可以作閃電的導火線，在戶外有雷雨的時候，收音器以不用為是。很高的房子或是在高山頂上的建築，是電閃很好的目標，應該裝有避雷針。英國各地近來被雷擊的人慢慢地減少，從一八九七至一九〇七每年尚有十八人，而近年不過十人，未始非教育的普及和裝避雷針的效力。 雷雨既是對流成功的，熱天對流極盛，所以一年中以四月到九月為雷雨時期。江浙一帶尤以七八月為最多，平均每年有二十個至三十個。廣東二三月間亦有雷雨，每年達四十個。北方因為溫度較低，所以雷雨也較少。 四、天空的顏色和天氣的預告 從雷雨我們就想到美麗的虹，《詩經》里說：「蝃蝀在東，崇朝其雨」，意思就說若東方見虹，立刻就要下雨。實際我們見到虹的時候，天空中已在下雨，因為虹是由於太陽光照射到雨點上，由雨點反射到我們的眼帘而成的。黃昏的時候，日落西山，我們向東看，對了雨點，就見虹，這雨點或是離開我們不過幾十碼之遙，或許在幾里以外。太陽光經過雨點，各色光波就因折光而分散，所以虹的顏色，便成了五色繽紛。虹作弧形，紅色在外，向內有橙、黃、綠、紫等色。弧的直徑普通是四十一度，我們若是由太陽經我們的視點到地平線下作一根直線，這虹的圓心就在這引長的線上，虹的中心在地平下，所以普通的我們所看到的不過一個小半圓。虹的顏色，捉摸不定，時常更變，由於空中雨點大小，常有更變。雨點直徑若是在一英寸的二十五分之一即是一毫米以上，那紅、黃、藍、綠各色俱全，雨點直徑在一毫米以下，就不見紅色，若在十分之一毫米，則虹即無光彩而作白色了。 在峨眉山上，時常可以見到一般善男信女所稱之佛光，這佛光不是別的，就是虹。早上或傍晚，太陽離開地平線還不遠的時候，我們若是背著太陽，前面見到雲或雨，就可以發現佛光。普通的虹，只能見到一個小半圈，在山頂上，立足點既高，整個圓圈都顯露出來。雨點大就有紅、黃、藍、綠諸色，雨點小僅有白色的圈。圈的中間發現一個龐大的佛首，這佛首不是別的，那是立在山上人們頭部的影子。無怪乎迷信的人，就以為如來佛現身了。在德國的布羅肯山山上，常發現這佛光，所以這現象的名稱是「山妖」。南京氣象研究所，曾於民國二十二年至二十三年在峨眉山設了氣象台，一年中發現佛光至七十餘次之多。凡是高山如泰山、廬山、黃山統可以見到佛光的。 和虹相類的現象在天空中還有暈。虹是由於雨點成功，而暈是由於雲點成功的。暈有大小兩種，小的半徑不過五度至十度，而大的半徑為二十二度或四十六度，都以太陽或月亮為中心。量暈的直徑，有一個簡單的方法。若將臂膀伸直，手上拿一根線或繩，吊上一粒石子，將線旋轉，使石旋成圓形。若是繩的長是九英寸半，這石子所繞的圈投射到天空，便是和二十二度的暈一樣大小；若是繩子的長是二十五英寸，這石子所繞的圈是和四十六度的暈一樣大小。這兩種大的暈是由於高雲所成，雲中的水點已結成冰。小的暈又名光環，是低雲所成。古人有「月暈而風」之語，暈無論大小，都是為風暴將臨的預兆。太陽旁的暈，不但比月暈為多，而且顏色亦更美麗，不過因陽光刺目，普通人不注意就罷了。暈也有紅、黃、青、綠各色，大的暈青色在外，紅色在內，小的暈則相反。 天空的顏色，可以一個簡單成語概括起來，就是「青天白日滿地紅」。但為什麼天是青的，太陽是白的，向晚或是黎明的時候滿地見紅光呢？太陽光各色俱全，因此發白，這是容易解釋的。但天為什麼作青色？吃紙菸的人，曉得將紙菸點著燒起來，有一縷煙冉冉上升，這時候煙作藍色的，等到把煙吸進口裡，重又噴出，便作白色了。原因是煙裡面塵埃非常細小，空中光線藍色光波最短，最容易被塵埃反射，未經吸過的煙，顆粒既小，只能反射藍光，所以作藍色。等到煙經口鼻再噴出來的時候，加上水汽，成了霧點，顆粒已大，各種光波都被反射，便成白色了。天空之所以青也是同一原因。到了天邊和地平接近的地方，沙塵充斥，天就作魚白色，和天頂的蔚藍色迥不相同。黎明旭日東升的時候，或是傍晚日落西山的時候，太陽總作紅色，照到天邊的雲霞，也作燦爛之色，這是因為青、黃諸色光線，都被空中塵埃所反射，只留了紅光能射到我們眼帘的緣故。 記得《列子》裡邊有一段糟蹋孔夫子的話，說道兩個小兒相爭論，要請孔子去解決，一個說太陽日中熱，早晚涼，所以太陽日中比早晚近。一個說太陽看起來早晚大，日中小，所以早晚近而日中遠。孔子就沒法解決。這問題到近百年來才有圓滿的答覆。太陽、月亮在天邊之所以比天頂之覺得大，完全是我們視官感覺上一種錯誤，因為天空的形象不是一個半圓形，而好像一個鑊子俯伏於地上的樣子，從觀察者到天頂好像還沒有到天邊那樣遠。因為從立足點到天頂的半徑好像短，而到天邊的半徑好像長，所比同一度數的弧在天邊要比在天頂長，因此月亮和太陽在眼膜中，雖是天頂和天邊應占同一弧度，可是在天邊就覺比較大。這不但太陽和月亮是如此，凡各種物事都是在天邊時比天頂同一距離時感覺要大得多。 從日月雲霞的顏色，往往可以預告未來的天氣。宋范石湖詩「朝霞不出門，暮霞行千里」這句話，歐美不約而同也有的，英文叫「朝霞紅時舟子愁，晚霞紅時舟子喜」（Sky red in morning is a sailor's warning，sky red at night is the sailor's delight），這謠諺是很可靠的。為什麼同一現象早晚得到不同的結果？從氣象學上可以這樣解釋，在日中的時候，對流很盛，空中濕氣易於凝結成雲，到太陽落山的時候，若是空中濕氣很重，雲層一定很厚，不能見霞。晚上見霞，乃是空中濕氣不多的表現，所以主晴。晚上地面因輻射而冷卻，不應有對流，但能成霧，霧是不會有色彩的。若是早上有霞，那就表示晚間發生對流，是將下雨的徵象了。 雲的高低、方向和厚薄都可以為天氣晴雨的預兆。在范石湖的《吳船錄》內有「廬山戴帽，平地安灶。廬山緊腰，平地造橋」，這諺語是很準確的。凡山嶺的區域，雲的高度慢慢上升就是天晴的預兆，若是慢慢地下降，就是將雨之兆。夏天中午以前，若是滿天是如堡壘般很厚的積雨雲，則當日下午即有雷雨。蘇東坡詩「今日江頭天色惡，炮車雲起風暴作」，但大塊白色的積雲，若不十分濃厚，雖滿布天空，亦不降雨。所以俗諺叫「樓梯天，曬破磚」，蓋滿天都是積雲的時候，雖是一樣高低，但看來總覺得近者高而遠者低，形似樓梯，這是久晴的預兆。小塊的高積雲或捲積雲，倒是將雨之兆，俗語說道：「魚鱗天，不雨也風顛。」又說：「雲氣若魚鱗，來朝風不輕。」因為高積雲或捲積雲往往是風暴的前驅者。雲行之方向亦可覘風雨，俗諺有說：「雲行東，馬車通；雲行西，馬濺泥。」這也很有靈驗的。但以天的顏色和一處的風雲來做預告的根據總嫌不足，要預告精確，必得多設氣象台，各處用無線電聯絡起來，每天製圖才能有效。 天氣預報並不是氣象台唯一的重要工作。氣象台搜集各處雨量、溫度、氣壓、風向等種種材料。黃河、揚子江口水位的高低，就要看各地雨量多寡而定。飛機場的所在地，一定要揀少霧的地方。飛機飛行的高低，要看空中風向和風速。軍隊放重炮要知道高空的溫度。農業家種植作物如棉花、甘蔗之類，必先調查其地是否有霜，每年降雨多少，在於何時。甚至法院亦和氣象有關，建築房子的時候，業主和包工常因建築完工後期而起訴訟，所以法院時常寫信到氣象研究所來調查各處下雨的日數。財政部鹽務署從天津運鹽到兩湖的時候，有時發覺鹽的斤兩加重，於是就發生疑問，這水分是由空氣里吸收的呢，還是由人暗中加入的，那就要調查沿路經過地方當日的濕度。這類的事不勝枚舉，於此也可知氣象和人生的關係是多方面的。