开脑洞 | 地球去流浪了，气象局会关门吗？

影片《流浪地球》正在热映，并以超高的讨论热度以及出色的票房成绩，成为我国科幻电影中的里程碑之作。

影片改编自科幻作家刘慈欣在2000年发表的一部同名短篇小说。作为一部“硬科普”作品，“大刘”天马行空的世界观设定中，蕴含了许多科学知识，或是依据现有科学认知所进行的假说。

我们不妨开下“脑洞”

试想一下

在逃离太阳系的2500年间

“气象局”这个机构还会存在吗——

01地球去流浪 气象局会关门？

直接揭晓答案：气象局不仅会存在，而且重要性会非常之高。

首先来看下小说《流浪地球》的世界观设定——

3个多世纪前，天体物理学家发现太阳内部氢转化为氦的速度突然加快。科学家判断，在四百年内，太阳会发生一次叫“氦闪”的剧烈爆炸。之后，太阳将变为一颗巨大且暗淡的红巨星。氦闪会吞没整个太阳系，包括地球在内的行星将被汽化。

那么，为何要带着地球逃离太阳系呢？小说中同样描写了主张制造巨型飞船星际移民的“飞船派”，与主张将地球推离太阳系的“地球派”的争论。

结论是，距离地球最近、拥有行星的恒星，在850光年以外，飞船需要行驶17万年，再大的飞船都无法耗时如此之久，维持如此庞大的生态系统；而将一个拥有完整生态系统的地球推离太阳系，寻找距地球最近仅4.3光年外的恒星——半人马座比邻星，航行用时只需要2500年、100代人。地球上的资源（如重元素聚变所需要的岩石、地下蕴含的氧气等）足以支撑这次航行。

那么问题来了，我们现在所熟悉的天气气候系统，其能量来源便是太阳发出的光和热。在流浪时代，对于需要集中资源“办大事”的联合政府来说，为何会保留气象机构？

02安全千万条 气象第一条

逃离太阳系，首先是“刹车时代”。人们先是用行星发动机，使地球停止自转。

小说中，耗时42年，地球才完成“刹车”。停止自转后，东西半球将在相当长一段时间里，分别处于永恒的白昼或黄昏（并非黑夜，因为地球发动机会发出巨大的亮光）之中。

小说如此描述：“刹车时代刚刚结束，其对地球的影响已触目惊心，地球发动机加速造成的潮汐吞没了北半球三分之二的大城市，发动机带来的全球高温融化了极地冰川，更使这大洪水雪上加霜。”人们所熟悉的春、夏、秋、冬四季已不复存在。因此，相信在“刹车时代”，气象部门的气候预测业务，应当被暂时取消了。

但是，由于自转逐渐停止，以及地球发动机所带来的酷热，地球天气开始极端恶化。小说中提到：“户外气温高达七八十摄氏度，必须穿冷却服才能外出。在这样的气温下常常会有暴雨，而发动机光柱穿过乌云时的景象简直是一场噩梦。”不少人就是因为淋了被高温炙烤过的雨水，最终伤重不治。

在“刹车时代”，大部分人类仍需在地表生活。在那时，一场降雨，就算是直接威胁人们生命安全的“重大灾害”。在这一时期，气象局责任重大，必须对突如其来的强降雨作出及时预报、预警。

简单分析可知，随着地球停止自转，季风将消失；沿海地区常有百米级大浪，基本属于不宜居住区。那么，这些形成威胁的降雨，其大气活动主要能量来源就是发动机所产生的热量。

这类降雨就类似夏季午后常出现的对流性降雨。在我们这个时代，这种空间尺度小、大气短时活动剧烈的天气现象，是预报的难点。但在“刹车时代”，相信随着数值预报技术完善，精准预报将有望实现。

人们唯一要做的，就是严格遵循气象部门所给出的出行提示。所谓：“安全千万条，气象第一条；预报不记牢，亲人泪两行。”

03为加速逃离提供气象保障

“刹车时代”结束后，地球进入“逃逸时代”。人们将全功率开动地球发动机，使地球加速到逃逸速度，飞出太阳系。

电影所选取的，正是地球在“逃逸时代”，借助木星引力将自身甩向外太空这一过程中所发生的故事。不过，在抵达木星之前，地球还需要绕着太阳运行15圈——也就是所谓“变轨加速”阶段。

这一时期，地表环境严重恶化，人们搬入地下城生活。地下城的生态系统是人工模拟的。人类模拟了自然光，并会从土壤中提取氧，制造生命所需的空气。

地下城中自然没有阴、晴、雨、雪及四季变换，看似气象局似乎没有必要存在了呢！

但此时，尽管地表气象条件恶化更为严重，人类在地表的活动并没有停止。他们对气象信息服务的需求一点也没有降低。比如，人们还需要为地球发动机运输燃料；各地下城之间也要进行物资交换。影片中的“姥爷”韩子昂，就是这样一位运输司机。

变轨加速的过程中，地球绕行太阳的轨道越来越“扁”。每次到达远日点时，地球都会距离太阳更远一些。因此，在远日点，地表大部分地区会遭遇极寒，空气也更为稀薄。气象部门要做好部门联动，密切监测地球发动机附近，是否有雪崩等灾害发生。

而地球每次驶向近日点时，“荒芜已久的大地上，野草在大片大片地钻出地面，各种花朵在怒放，嫩叶给枯死的森林披上绿装”。这段时间，地表气候较为适宜，不少地下城的居民会来到地表踏青、游玩——享受在太阳系的最后一丝欢乐时光。不过，随着距离太阳越来越近，酷热、暴雨和飓风也将接踵而至。气象部门会及时提醒市民不要再到地表冒险。

准确预测远日点到近日点期间的“地表适宜活动期”，给人们带来难得的踏青旅游时期；在接近远、近日点时，为极端天气频繁发生环境下的运输工作提供保障，这些都是“逃逸时代”的气象部门所需要承担的重任。

04空间天气监测护佑漫长航程

“逃逸时代”后期，地球通过变轨加速得到足够的速度，随后借助木星的“引力弹弓”再次加速，最终驶出太阳系，从而开启漫长的“流浪时代”。

书中这样写道：“地球发动机将不间断地开动500年，到时地球将加速至光速的千分之五，然后地球将以这个速度滑行1300年。之后地球就走完了三分之二的航程，它将掉转发动机的方向，开始长达500年的减速。地球在航行2400年后到达比邻星。再过100年时间，它将泊入这颗恒星的轨道，成为它的一颗卫星。”

在“流浪时代”，由于地球失去恒星所提供的光和热，除了地球发动机附近温度较高，其余地表区域将趋近“绝对零度”。此时，大气层将消失，地面上会布满奇怪的、黄绿相间的半透明晶体块。这是固体氧氮，是已冻结的空气。

因此，在“流浪时代”，雨、雪、风以及雷电等，都会成为历史教科书中的名词，只待2500年后的人们再去验证。

那么，此时，气象局会被裁撤吗？

答案依然是否定的。气象部门还有一项业务，叫做“空间天气”。

空间天气，是指近地空间或从太阳大气到地球大气的空间环境状态的变化。过去，空间天气业务主要监测太阳风的风速和密度，以及电磁扰动、靠近地球的星际物质或空间垃圾。离开太阳系后，地球仍会穿越可怕的小行星带，遭遇诸多太空“干扰物”。

同时，气象学科作为地球科技文明的重要一部分，也不会在漫长的流浪生涯中消失。当我们来到比邻星后，半人马座三颗“太阳”会从地平线上依次升起，固态空气融化，大气层恢复，人类将重新拥有碧蓝的天空。

到那时，每晚7点半，我们的第一百代子孙还会听到25个世纪前那首《渔舟唱晚》——

“下面，播送具体城市天气预报。”

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中国气象报社 出品

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文章作者：中国气象报记者段昊书

图片来源：网络

微信编辑：崔国辉 张娟

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