温度和湿度可以说是我们对身边天气状况的两种最直接的感受。尤其是温度，我们的天气预报的最重要的一项内容就是预测明天的温度是多少，不要着凉了，或者不要热坏了。而对于湿度，虽然对人们的生活影响也很大，但远没有像温度那样被人们关注。

    虽然温度给人的印象深刻，但是直到伽利略根据热胀冷缩的原理，发明温度计以后，人们才开始比较准确的对温度进行测量和观测。伽利略的温度计利用的是水的热胀冷缩，精度不是很高，他的学生和朋友们不断改进，分别尝试了酒精和水银等物质，终于使得温度计的测量精度获得了较大的提高。尤其是水银温度计，精度很高，用来测量人体细微的温度变化非常的合适。从那以后，常用的温度计和体温计的基本机理再也没有什么变化。

    在我们生活的地球表面，温度的变化和差异，体现在不同的季节，体现在不同的维度区域，也体现在不同的海拔高度。季节的温度差异，或者不同纬度地域的温度差异，归根结底都和太阳照射地面的角度有很大关系。这两个因素，比较容易理解，就不做过多解释和描述了。

    那么，为什么和高度也有关系呢？众所周知，平均每升高1000米，温度要降低大约6摄氏度。这究竟是什么原因呢？比如有人会说，高度越高，离太阳也应该越近，也应该越热才对呀。

    不同于四季和纬度的温度差异，海拔高度的不同导致的温度差异，不是由太阳的直接辐射决定的，而是由地面的长波辐射所影响。我们在讨论大气层保护地球的章节已经提到，太阳辐射是短波辐射，大约30%被云层和大气反射回太空，大约20%被大气吸收，大约50%到达地面。

    可见，大气对太阳短波辐射的吸收并不是特别大。地面吸收太阳辐射获取热量后，自然也会产生热的辐射。由于地面温度较低，因此是长波辐射。而大气对长波辐射却吸收的很厉害。大气直接从太阳辐射获得的热量，比从地面长波辐射获得的热量，差不多要小一个数量级，也就是1比10的关系。因此空气的增热主要是依靠地面，而不是直接来自太阳。

    这也就解释了在接近地面的地方，为什么高度越高，温度反而越低。因为越靠近地面的空气，获取地面长波辐射热量也越多。随着离开地面高度的增加，地面长波辐射也越来越弱，空气获取的来自地面的长波辐射自然也越来越小，自然温度也就越来越低。

    温度随高度增加最显著的一个例子就是赤道地区的高大山峰，比如南美洲赤道附近的克托帕克希火山（海拔5897米），比如非洲赤道附近的乞力马扎罗山（海拔5895米，很巧，两者只相差大约2米左右）。这两座山的顶部都是常年冰雪，气温非常低。乞力马扎罗山山脚下就由翠绿的森林和草原，而山顶却白雪皑皑，成为一道非常靓丽和壮观的风景，也是摄影家和记录片制作人的最爱。

    相对温度，湿度的被关注度要小好多。日常生活中，我们很少直接说当前的空气湿度是多大，对湿度的表达更多的是另外一些词语，比如“今天的天气好闷热啊”，”天气太潮了，衣服总也晾不干“等等。简单说，湿度表示空气的干湿程度，或者说空气中包含的水蒸气多少的量度。值得注意的是，湿度跟温度是紧密相关的，同样体积的空气，温度越高，所能蕴含的水蒸气也越多。

    比如，一千克空气在-15摄氏度时，最多只能容纳1克水蒸气，在35摄氏度时，则最多可容纳40克水蒸气。这个差异还是非常巨大的。南极的气温很低，大家都印象深刻，但人们很少注意到，南极也是非常干燥的地方，甚至比常见的沙漠还要干燥。极低的气温不能容纳较多的水汽，是一个很重要的原因。

    虽然这里主要是以聊天的方式讲述各种有关地理的各种故事和现象，但是有必要时也会介绍一些重要专业名词。比如现在讲的湿度，就有两个重要的名词：相对湿度和绝对湿度。描述如下：

1 绝对湿度表示在一定温度下，单位体积空气中含有的水蒸气的质量。单位是克/立方米。

2 饱和湿度表示在一定温度下，单位体积空气中所能容纳的水蒸气的最大限度。

3 相对湿度指绝对湿度与饱和湿度的比值，很明显是一个百分数。

4 湿度跟温度相关，一定体积的空气，温度越高，所能包含的水蒸气也可以越多，绝对湿度也越大。

5 湿度跟温度相关，一定体积的空气，其中的水蒸气质量量不改变，温度越高，相对湿度变小。因为高温度下的饱和湿度增大了。

6 相对湿度为100%的空气是饱和的空气，这时的空气已经不能够再容纳更多的水蒸气了。

    大气中水蒸气的含量是很小的，这些水蒸气全部变成雨水降到地面，也就25毫米厚。我们知道，热带雨林地区的年降水量动不动就2000毫米。原因很简单，空气中的水蒸气是不断循环产生和不断搬移的。这种循环和搬移，包括空中，陆地和海洋。

    空气中的水蒸气虽然含量很小，却对我们的生活和生产活动影响巨大。相对大气中的主要成分，比如氧气和氮气，水蒸气对天气和气候的影响要大的多得多。平常见到的大多数天气要素，比如阴、晴、云、雾、雨、雪等等，其实都是和空气中水蒸气的变化紧密相关的。所有的这一切，不过是水在大气中的不同表现形式。空气中的水蒸气蕴含着巨大的能量，水蒸气分子包含了远比液态水分子大得多的能量，空气中的水蒸气是大气和气候系统中最重要的能量仓库之一。也正因为如此，含量不多的水蒸气才形成了各种令人印象深刻，甚至给人类带来灾难的各种极端天气。