5.17
月球和气候

许多人都对这样一个问题感兴趣：月球对地球大气中所产生的潮汐，对大气的压力会产生什么样的影响？地球大气里的潮汐是俄国伟大的科学家罗蒙诺索夫发现的，他把这种潮汐取名为“空气波”。研究这个问题的人很多，但有关空气潮汐的作用却依旧有很多错误的看法。非内行的人通常认为，月球会在地球上易流动的大气中引起很大的浪潮。他们据此就认为这种浪潮可以大大改变大气的压力，并且对气象也有决定性的作用。

这种观点完全是错误的。理论证明，大气潮汐的高度不会超过大洋上水的潮汐的高度。这听起来很奇怪，因为即便是底层空气的最大密度，也只有水的密度的。那为什么月球的引力不会把空气吸引到1000倍高的地方呢？这个问题，就如同轻重不同的物体在真空中降落的速度相同一样，让人觉得很奇怪。

我们回想一下中学时候做的一个实验。把一个小铅球和一根羽毛同时放在一个真空玻璃管中。铅球并不比羽毛坠落得更快。潮汐现象，归根到底不过是地球和地面的水在月亮或者太阳的引力作用下向宇宙空间坠落而已。如果宇宙空间是真空，那么一切物体，不论轻重，只要它们距离引力中心的远近一样，就都会以同样的速度坠落，并且在万有引力的作用下，它们移动的位置也一样。

这样我们就应当明白，大气中潮汐的高度应当和远离海岸的大洋上的潮汐的高度相同。实际上，如果我们再来看看计算潮水高度的公式，可以看出公式中只有月球和地球的质量、地球的半径以及月球跟地球的距离，而没有液体的密度和空气的密度。所以，当我们用空气来代替水的时候，结果是不会发生变化的。但是海洋中的潮汐高度是很小的，在广阔的海洋上，理论上最高的潮汐不超过0.5米。靠近岸边的地方，因为潮水受到地形阻力的影响，潮头会在有的地方达到10米以上。

在无边无际的空气海洋里，没有任何东西能够影响月潮的理论结果并改变它的理论高度（0.5米）。所以，它对空气压力所施加的影响，也就是很小的了。

拉普拉斯当年在研究空气潮汐理论以后，认为由潮汐所引起的大气压力的变化不会超过0.6毫米汞柱，而空气潮汐所引起的风速也不会大于每秒钟7.5厘米。

显然，空气潮汐是绝不会在各种影响天气的因素里产生重要作用的。

这一推论，就使得许多“月亮预言家”根据月亮在天上的位置所作的天气预报，似乎变得毫无根据了。

[1]解答这个问题需要特殊的精密计算，本书不予以详细介绍。

[2]此处可以利用近似值算法：

其中的a是一个很小的数值，a2更可以忽略不计了，所以

[3]地壳上的矿物只探究到25千米深。计算的结果告诉我们，在矿物学上所探究到的地球，只有地球全部体积的。

[4]精确地说，是用达因做单位；1达因＝0.98毫克。

[5]所谓恒星周期，是指在太阳上观测，在恒星的背景上看到的行星绕日一周的时间，跟地球上观测的所谓会合周期不同。——译者注

[6]这里说的只是潮汐涨落的基本原因；总的来说，这是个很复杂的现象，因为还有其他因素在起作用。