漫游第33篇读书笔记

第十九届文津图书奖获奖图书 - 科普类
“我们越是了解这个世界,就越会发现精确与模糊并存的好处,因为这就是自然的固有法则。”
——特里斯坦·古利
大家好,我是漫游。
今天和您分享的是《天气的秘密》,作者特里斯坦·古利。
影响天气的关键因素是什么?
云怎样征兆天气变化?
天气能够带来哪些哲思?
关于本书
户外运动已经成为一种流行的现代生活方式,徒步、爬山、溯溪、露营、野外探险…越来越吸引我们重返自然。但天气的变化无疑会对户外活动产生影响,轻则影响体验,重则危及生命,因此掌握一些识别天气变化的技巧十分必要。
《天气的秘密》为户外爱好者们提供了一套天气指南。本书作者特里斯坦·古利拥有二十多年野外考察经验,曾经独自一人依靠“自然导航”横渡大西洋。他不仅出版了多部自然科普畅销书,还教授了10多年的户外课程。
书中,作者将自己的实践经验与科学原理相结合,用有趣易懂的文字解释了风云变幻、阴晴雨雪背后的逻辑,揭示了山海湖林与天气相互塑造、鸟兽虫鸣征兆天气变化的小秘密。书中还穿插了作者的野外探险随笔,既有沙漠中寻雨、独自航行跨越大洋的非凡历险,也有徒步、野餐中的日常乐趣。即使你不是户外爱好者,也能从书中文字体会到自然之美。

天气:稳定态与不稳定态共存的复杂系统
影响天气的有三个主要因素:温度、空气、水。作者将天气形容成一锅汤,太阳和地球的转动不停搅动这一切。这锅汤的受热和混合永远都不均匀,因此天气时刻处于变化中。
天气是一个复杂系统,确定性与不确定性共存。地球由西向东自转,所以大部分风是由西向东吹,大部分天气现象也是由西向东移动,而风遇到障碍物一定会旋转产生涡旋,这是确定性的表现;而涡旋准确的位置和行为呈现的则是显著的不确定性,人们很难对其进行预测。
天气是动态平衡系统,稳定态与不稳定态共存。每当人们想举例说明混沌理论的时候,最爱提及的就是“蝴蝶效应”,其原理是任何初始变量哪怕只是发生最轻微的变化,也会导致天气发生重大甚至彻底的变化。一旦动态平衡被打破,一个小变化就能让全局失控,进入不稳定的剧烈变化之中。
小气候:地形塑造天气
气候也分宏观、微观,作者将小范围的局部气候称为“小气候”,它与地形息息相关。相对于天气预报中的宏观天气,身处森林海岸、城市乡村,甚至一棵树的两侧、街道的两边,小气候带给我们的不同感受更加直观。
地形对天气最直观的影响是温度变化。随海拔升高,温度逐渐降低,造就不同高度下风云雨雪、林木花草各不相同;陆地与海洋的热量特征不同,陆地比水面白天升温快、夜晚散热快;每种土壤的导热性都不同,含水量越大,导热性越好……温度上升让空气膨胀、密度变小,因此热空气上升,反之冷空气下降。通过辐射、传导、对流,热量随时都在转移。

晴朗的初冬,你来到一个向阳的山坡。山脚下有一片开阔地,山坡上有大树,请问哪处更温暖?可能与大多数人的直觉相反,答案不是开阔地,而是树下。
树叶可以挡风,还防止树下地面结霜,深色地面能吸收更多的太阳辐射,而伞一样的树枝还能阻止地面的热量向上散失。作者形象地称这种效应为“阳光口袋”。在城市里也有类似的场景,相比没有遮挡的路面,坐在凸出的屋檐下晒太阳更令人惬意。
大气和水也至关重要。空气,无时无刻不在动;水无处不在,在气态、液态、固态之间变换,形成云、雾、霜、雨、雪等各种天气现象。

潜热:云生成的关键
肉眼可见的水都是液态或固态。云的形成,标示出大气中水的相变,而温度是其中关键。空气中水蒸气增加,或者空气温度降低,会导致空气达到饱和,之后水蒸气就会液化,变成云、雾、露、湿气。当气温降低至冰点,水滴会变成固态,因此高空的云通常由冰晶组成。这个过程反之亦然,湿度下降或温度升高,水会蒸发或升华,重新变成水蒸气,云、雾就消散了。
让情况更为复杂的是,水在相变中会释放或吸收能量,气象学称为“潜热”。云的形成会释放潜热,导致空气升温,引起空气上升。上升又让空气继续膨胀和降温,进一步促成更多空气饱和,于是生成更多云。
大多数情况下,云在形成中释放的潜热不够,这个循环很快就结束,此时形成的是宽度大于高度的云。而有时云会靠着潜热的自循环不断“长高”,直至形成雷雨。云体颜色越深,带来的雨量也越大。
云:标示天气的天空密语
云,标示了大气的状态。太平洋上的岛民通过破译云的形状和颜色来预测天气,他们将这项技能称为“天空之语”。

《国际云图》中,云的类别有100多种。多亏作者将繁复的学术分类归纳成主要的三种类型:卷状云、层状云、积状云。
卷状云:纤细的高空云。海拔高,通常由冰晶组成,呈现纯洁的白色,由一组纤薄的线条组成。
层状云:平坦、宽阔、多层的薄片,平坦的层状云预示着大气处在稳定状态。
积状云:堆在一起的云。积状云形成的关键是有来自下方源源不断的热量,热对流使暖空气不断上升,云不断“长高”。云底越低,湿度越大;云顶越高,大气越不稳定,天气变坏的概率也越大。
云时刻在变化,呈现万千形态。书中还介绍了诸如钩卷云、条状卷云、卷层云、卷积云、高层云、雨层云、积雨云、层积云、荚状高积云、转子积云等多种常见的云。但有了上面3个大类,我们就能够对各种形态的云有一个基本的了解,比如只要名字里有“卷”,都是高层的冰晶云。
云中世界:冰雹是怎么形成的
云会带来雨、雪、以及冰雹,降雨和降雪的过程类似,而冰雹的形成比较有趣。所有冰雹都来自积雨云-一种带来暴风雨的云。
积雨云中的小水滴被上升气流抬高到低温层,变成小冰粒,下降过程中会融化。当它再次遇到上升气流又被重新送入高层,变成大一点的冰粒,然后再度下坠。如果积雨云中上升气流足够强,它可能再次被抬升、变大,循环往复,直至冰雹降落地面,
冰雹的大小体现了积雨云中上升气流的强度。冰雹越大,上升气流越强,大气越不稳定,下暴风雨的可能性越大。冰雹最大直径可以达到20厘米,想象一下,重达1千克的冰块从天而降,会造成多么大的伤害。能产生这种危害程度的云是积雨云的加强版-暴风雨云,如果遇到这种云,赶紧找地方躲起来。
日月星辰、风云雨雪、山海林木、鸟兽虫鸣,都能揭示大自然的变化。书中描述的天气类型还有很多,不在此详述。最后分享几点启发。
启发:具有普适性的自然哲思
“大自然中有很多特定模式,会在稳定期和不稳定期交替出现。…稳定系统里,变化一旦发生,会有另一股力量抵消这种变化;不稳定系统里,一个小变化就能让全局失控。”(第二章 秘密法则)
真实世界中,所谓的稳定、稳态、平衡、均衡…不是绝对的,都处于动态之中。
“对于自然界中的东西,就算你叫不上它的名字,也不妨碍你去观察和理解它。”(第三章 天空之语)
《反脆弱》中也有类似观点:生活中的一半事物未被命名。没有命名不代表不存在,命名不是关键,重要的是真正理解。

“岩石上有一些奇异的花纹…就像杰克逊·波洛克没喝酒时画的画,展现了混乱表象之下的完美秩序。…听说他的画作是分形图案…假如它是真的,那就说明画作中不仅存在着秩序和意义,而且这种秩序和意义还贯穿始终、深度渗透。”(第十二章 小插曲)
分形似乎是理解宇宙的钥匙,从宏观到微观,所有与复杂性相关的书都会提到它。
“我们越是了解这个世界,就越会发现精确与模糊并存的好处,因为这就是自然的固有法则。”(第十三章 地方性风)
还是《反脆弱》中的观点:复杂与精密的机制带来脆弱性。模糊的正确胜于精确的错误。
“每种植物的每一个竞争优势都有意义。”(第十五章 植物、真菌和地衣)
大自然教会我们很多道理,尤其是进化。很多投资人从进化策略中领悟形成投资策略。
“有些历史学家认为,腓尼基、古埃及、亚述、古巴比伦、中国、阿兹特克、玛雅和印加文明等伟大的古文明,都发源于平均气温在20摄氏度左右的地方,这是现代人感觉舒适的室内温度。”(第二十二章 我们的天气)
人是自然的产物,天气与文明也有关联。在复杂世界里,“因”的概念总是非常模糊的。(《反脆弱》)