高層大氣之環流

The Circulation of Upper Atmosphere

Reginald E. Newell(著)
林鞠情(譯)

　　氣象學主要任務之一，實為證明持久性之大規模大氣現象與美日天氣圖中瞬息萬變之線索為一致。
　　近二十年來，經已證實北半球區域性之天氣類型係與高層大氣大規模之運動聯繫一起。無疑的，同類之聯繫亦將存在於南半球，雖則該區之資料甚感匱乏。
　　在過去六年中，因氣球與火箭之助，德能收及大象之新資料。由此等資料乃能得出相當複雜之高層大氣一般環流圖。高層大氣之環流，係受四個主要風帶(CORE)或噴射氣流支配。南北半球各有兩個。南半球風帶中高一層者之真相迄未獲知，但其存在可從北半球冬季之觀測資料加以推斷。(原文附有彩色圖片，因製版困難從略，譯者註)。在冬季，高層與低層之風帶均來自西向。在夏季，高層者則與低層者相反，及來自東向。
　　本文中將敘及：如何證實大規模氣流在大氣之預知區域，能比擬作熱機與冷凍機(Heat Engine and Refrigerator)。熱機產生之動能推動冷凍機，冷凍機則在高層大氣中逐漸造成龐大之寒冷地區。否則將為溫暖。
　　十年以前，普遍使用於氣象學能攜帶儀器之氣球，其爆炸前之高度僅15之20公里。1957年7月1日，國際地球物理年(IGY)開始以氣球從事世界性之大氣探測計劃。斯時，上升高度可達30公里。這些攜有儀器之氣球係以雷達追蹤，以求出風速與風向，並傳送氣壓與溫度之資料。在國際地球物理年中，上發射探測火箭以蒐集30公里以上之資料。不過職志1959年，方由美國組成一個同性質之團隊，於北半球各地之同日作火箭探測。因此，在30至60公里間半球性之一般環流圖乃能互相銜接。
　　太空計劃之附產品變成適於探測大氣之輕便且廉價之火箭。這類火箭到達最高點時，發射出一雷達之目標物，如同”Chaff”之金屬小條，或金屬降落傘，或氣球。這些目標物在降落過程中，可供雷達追蹤。觀測這些降落目標物如期流程水平吹送之區，便可從而確定不同高度之風象與風速。氣球亦能供給大氣中密度變化之資料，因氣球之下降速率係受密度之影響。直至50公里之高度始由降落傘攜帶之溫度表與測遠器包裹(Thermometer and Telemeter Package)擔任溫度計量。
　　當1959年氣象火箭網組成之初，由三個不同地點發射之火箭，其成功者尚不及20枚，次年約有1,000枚由13個測站發射成功。此後每年均有擴展，參加之國家亦漸增加，直至遍及全球。
　　在短短之六年中，氣象學家獲得了較以前高出四倍，可利用的，有規則的基本觀測。當然，所增加之資料充當空氣之樣品，其質量成微不足道。(約僅為以前低層大氣中所研究者之10分之一)。所以，當吾人考慮及：高層與低層可能相互的影響之數值時，應將此銘記在心。