補充資料：
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地球歷史
地球誕生至今的歷史
地球歷史，在地球由原始太陽星雲的部份物質構成後計起，科學家估計大約有46億到50億年之間。而因為表述這麼長久的時間有所困難，可將地球的歷史模擬為二十四小時（將地球形成的時間設定為凌晨零時，而此時此刻為翌日的凌晨零時），每秒大約代表5萬3000年，而大爆炸與宇宙形成的時刻，則大約在137億年前[1]，以此模擬時間來說約等於三日前，即地球誕生前兩日。
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表示地球歷史各地質年代相對時間的錶盤
主條目：太陽星雲
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畫家筆下的原行星盤。
地球是一顆行星，伴隨著太陽系誕生。太陽系誕生之初，是以巨大並不斷旋轉的由塵埃與氣體組成的雲團的形態存在。它是由大爆炸所生成的氫與氦組成，同時亦有著由很久以前的星球內部所合成的其它元素。地球誕生前15至30分鐘（等於大約46億年前），一個鄰近的恆星可能形成了超新星爆炸，對太陽星雲傳送了一個震盪波，並使之收縮。雲團在塌縮中，溫度上升、自轉加速和平坦化。因為雲團旋轉，引力與慣性將雲團壓為一個圓碟，與其旋轉軸成垂直。大部份質量集中在中央並開始加熱。與此同時，因為引力使得物質環繞塵埃粒子緊縮，使得圓碟剩餘部份開始分解為環狀物。細少的碎片互相碰撞並組成較大的碎塊。[2]而組成的地球物質並眾集在距中央約1億5000萬公里的地帶。當太陽收縮並被加熱，核融合開始，而因此形成的太陽風則清空了在圓碟內大部份沒有收縮並組成較大個體的物質，只剩下少量的元素。之後，較重的元素聚集於太陽附近，形成了體積小，密度高的星體（類地行星）；較輕的元素則聚集於離太陽較遠的地方，形成了體積大，密度低的星體（類木行星），而地球則是距離太陽第三近的行星。
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冥古宙
主條目：冥古宙和月球形成
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表述忒亞在地球的L5點形成，並且被重力所擾亂，而撞向地球，從而形成月球的動畫（未按比例）。此動畫將月球形成的過程假設成一年內，並假設地球不會移動，及以南極為視角。
冥古宙開始於地球形成之初，結束於38億年前。冥古宙早期，地球與現在的世界十分不同。當時沒有海洋，大氣層裡亦沒有氧氣。小行星與太陽系形成後餘下的物質不斷撞擊。這些撞擊與放射性崩解產生的熱、殘熱與收縮壓力產生的熱相結合，使得地球在這階段完全為熔化狀態。較重的元素沉向中心，而較輕的元素則升至表面，從而製造了地球的不同層次。
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月球形成
月球的起源仍然眾說紛紜，但以大碰撞說的支持證據最多。地球可能並非惟一的在距離太陽1億5000萬公里處生成的行星。所以科學家們假設了另一顆原始行星在距離太陽與地球1億5000萬公里處，即第四個或第五個拉格朗日點處形成。此行星被命名為特亞，並假設其較現在的地球為小，大約為火星的大小與質量。其運行軌道剛開始時應該較為穩定，但其後被不斷增加質量的地球所擾亂。忒亞開始迴轉並向地球靠攏，最後在大約為假設時鐘的上午0時11分[3]（大約45億3300萬年前），其以一個低斜的角度與地球發生碰撞。其低速與低角度並不足以毀滅地球，但足以使大部份地殼被噴出。構成忒亞的重金屬沉入地球的地核內，而剩餘的物質與噴出物則在數周內冷凝為一個獨立個體。在其自身的重力影響下，大約於一年內，其成為一個較為球狀的個體，即是月球。[4]而人們亦相信這次撞擊使地球的自轉軸傾斜了23.5°，使地球出現四季（一個簡單，完美的星體應是自轉軸沒有傾斜並沒有分明的季節）。其亦可能加速了地球的自轉速度並使地球出現了板塊構造。
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地殼形成
地球的早期大氣層包括了圍繞其存在的太陽星雲裡的物質，特別是較輕的氣體如氫與氦，但是太陽風與地球自身的熱力清空了這層大氣層。地球表面慢慢地冷凝，在（大約為假設時鐘）的上午0時47分（44.5億年前）形成了固體的地殼[5]。
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在大約是假設時鐘的上午3時至4時（40億至38億年前），地球經歷了一個後期重轟炸期時期。[6]蒸氣由地殼裡逃出，而更多的氣體由火山內釋出，從而形成了第二道大氣層。這道新的大氣層可能包含了氨、甲烷、水蒸氣、二氧化碳、氮氣與其他含量較少的氣體。而氧氣則被氫氣或地表上的礦物質束縛著。火山活動出現頻密，而且因為沒有臭氧層防護，紫外線大量照射在地球表面。更多的水份在火流星撞擊地球時帶來。
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海洋形成
這是在38億年前，地球開始冷卻，大氣層溫度下降，形成了一場持續上百萬年之久的滂沱暴雨。所有的水滙集起來形成了海洋（最近的證據提出海洋可能在42億年前開始形成，即此條目假設時鐘的上午1時51分）。[7]
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太古宙
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所有已知生物的複製子皆是DNA。DNA較原來的複製子複雜而且 其組成的複製子系統更為精細。
主條目：太古宙
生命
主條目：生命起源和生物進化
太陽系後期重轟炸期結束後，地球進入了太古宙，並誕生了生命。生命起源的詳情仍是未知之數，然而仍有主要的原理被建立。如果把漫長的地球歷史濃縮至一小時，那麼動物是直到最後15分鐘才出現的。而陸生動物則是在倒數6分鐘時才出現的。爬行動物時代在這一小時快走完時，才持續不過2分多鐘。生物發生說認為生命，或至少是有機化合物，可能是來自外太空；然而一般認為生命起源於地球。[8]大部份科學家認為生命是在地球上自然孕育，但生命出現的時間卻極不確定；可能在大約40億年前（此條目假設時鐘的上午3時）。[9]
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在地球早期的能量化學裡，有一個分子（可能是其他東西）獲取了自我複製的能力：複製子。此分子的性質並不清楚，其被現在生命的複製子DNA取代前，曾是生命的主要複製子。這個複製子在自我複製的過程裡並非經常正確地複製：部份複製品包含了「錯誤」。如果這種轉變消滅了分子的複製能力，則將不會有更多的複製品，而這條生命線將會滅絕。但在另一方面，少數變化使得分子的複製變得更快或更佳；這些「品系」的數量較多也較「成功」。當原料（其角色類似食物）消耗殆盡後，這些品系會利用其他物質，且可能會抑制其他品系的生長，使其數量增加。[10]少數不同的模型提出了複製子可能發展的方法。假設有不同的複製子，包括有機化合物如現代核酸裡的蛋白質、磷脂、結晶體等[11]，甚至是量子系統。[12]現在並沒有方法知道何種模型更為符合地球生命的起源。在眾多較舊的理論裡其中一條理論，與一條詳細研究過的理論，會作為範例來解釋其發生的可能性。火山、閃電與紫外線輻射釋出的高能會使得簡單化合物如甲烷與氨通過化學反應組合成較為複雜的分子[13]，眾多的有機化合物組成了生命的基礎。當這種「有機湯」的數量增加，不同的分子互相發生反應。有時更多複雜的分子可能會出現；可能肉體提供了一個框架來收集與集中有機物。[14]
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部份分子的存在會加速了化學反應。而所有這些反應持續了很長時間，時多時少，直至一個新分子機緣巧合地出現：複製子（replicator）。其有著奇怪的特質，可以加速自我複製的化學反應，並開展生物進化。其他理論假一個不同的複製子。在任何情況，DNA在每一點均取代了複製子的功能；所有已知生命（部份病毒與普利昂蛋白除外）皆以DNA為遺傳物質，且幾乎都以相同方法作為訊息的編碼。
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細胞
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細胞膜的一小部份。此現代的細胞膜遠較古代的雙層磷脂（圖中之藍色部分）複雜。蛋白質與碳水化合物經由細胞膜有不同的調節物質通過的功能，並且與周圍環境產生反應。
現代的生命的複製子是整齊地包裝在細胞膜內的。而理解細胞膜的起源較理解複製子的起源容易，因為組成細胞膜的磷脂分子在置放於水中時經常會自發地形成一道雙層膜。在特定環境下，很多這樣的球體因此而形成（請參看「氣泡理論」）。[15]現在無法得知此過程是早於或延續複製子的起源（或可能其在過去就是複製子）。
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現在主流的意見是該複製子，在這點可能是RNA（請參看RNA世界學說），與其自我複製的器具和其他可能的生物分子已進化出來了。最初時原始細胞可能在其生長得過於巨大時發生爆裂；而四散的物質則可能重新殖民於其他「氣泡」。穩定細胞膜的蛋白質，或其後協助其變得井然有序的蛋白質，使得這些細胞線的繁衍速度加快。RNA是較有可能的早期複製子之一，能同時儲存遺傳資訊與加速反應。在同一點上，DNA取代了RNA儲存遺傳資訊的角色，而蛋白質則是作為加速反應的酵素存在，RNA則只負責傳送資訊並調節其過程。越來越多人相信這些早期細胞的進化與名為「黑煙囪」的海底火山爆發有關[16]，或是深層而熱的岩石。[17]
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然而，現在普遍相信眾多細胞或原始細胞裡，只有一種細胞存活。現有證據指出最後普遍共同祖先（LUCA）在早期太古代生存，假設時鐘的上午5時30分（大約為三十五億年前）或更早。[18][19]這個「最後普遍共同祖先」細胞是所有細胞的祖先，亦即是地球上所有生命的祖先。其可能為一個原核生物，擁有一層細胞膜，亦可能擁有核糖體，但欠缺了細胞核或真核細胞有膜狀胞器如粒線體或葉綠體。就如所有現代細胞，亦使用DNA儲存遺傳基因，RNA作資訊傳送與蛋白質合成，並擁有酵素作加速反應的用途。部份科學家相信與其說最後普遍共同祖先是單一個體，不如說其為在基因水平轉移（Horizontal gene transfer）裡的眾多交換遺傳基因資訊的族群。
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光合作用與氧
參見：大氧化事件和疊層石
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太陽的能量為地球上的生命帶來了一些主要改變。
太古宙結束於25億年前的大氧化事件。最初的細胞相信全是異營生物，使用周圍的有機分子（包括由其他細胞得來的有機分子）來作為原料與能量來源。[20]但食物供應漸漸減少，部份細胞進化出新的生存戰略。與其依靠逐漸減少的自由存在的有機分子，這些細胞選擇了太陽光作為能量來源。
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這個轉變的時間難以確測，但大約為假設時鐘的上午8時[21]（大約為30億年前），與現在的光合作用相類的功能在此刻可能已發展出來了。這使得太陽的能量不只被自營生物採用，而異養生物亦能攝取太陽能量。光合作用使用含量豐富的二氧化碳與水作為原料，配以太能光的能量，產生了富能量的有機分子（碳水化合物）。此外，光合作用過程亦生成了氧氣。
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最初其在海洋裡與石灰岩、鐵和其他礦物質結合，但當所有可利用的礦物皆已與其結合，氧氣開始冒出水面在大氣層裡積聚。雖然每一個細胞只會產生少量氧氣，但積少成多，經過長時間，大量細胞的新陳代謝作用慢慢地使地球大氣層變為現在的狀態。[22]這就是地球的第三道大氣層。部份氧氣變為臭氧，並在大氣層上方凝聚，就是現在的臭氧層。臭氧層不斷吸收大量的紫外線，這使得細胞可以殖民至海洋表面並最終殖民至地上[23]：沒有臭氧層，紫外線會大量照射至地球表面，並使得受到照射的細胞產生不可承受的突變。而光合作用除了可以製造大量能量供細胞生存與隔開紫外線，其亦有著第三個主要的、使得世界改變的作用。氧氣是有毒的，其含量的上升可能在當時使得地球上大量的生命死亡（「大氧化事件」）。[23]而有抵抗能力的生命則存活並繁衍，部份更發展出使用氧氣來增進其新陳代謝作用的速度，並能由相同食物裡攝取更多的能量。
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元古宙
主條目：元古宙
內共生與三域生物
主條目：共生體學說
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不同的胞內"內共生生物"出現的幾種可能的方法。
現代生物分類學將生命分為三域（細菌、古菌、真核生物），而這三域生物的起源時間則未被確定。細菌域可能首先由其他生命的形式分裂出來（有時稱為Neomura），但此說法極具爭議。接著，在大約是假設時鐘的下午2時[24]（大約20億年前），細菌域生物（Neomura）分裂為古菌與真核生物。核細胞（真核生物）較大並且較原核細胞（細菌與古菌）複雜，而這複雜性的起源正在被逐步了解。在這段時期，一個與今天的立克次病原體有關係的細菌細胞[25]進入了一個較大的原核細胞。可能該大細胞嘗試攝取較小的細胞但卻失敗了（可能因為較小的細胞為了防止被獵食而進化了）。可能該較小的細胞嘗試寄生於較大的細胞。在任何情況下，較小的細胞在較大的細胞裡存活。其使用氧氣以引起該較大細胞所釋出的廢物的代謝作用，並產生更多能量。這種過剩的能量部份會給回主細胞。該小細胞在較大的細胞裡自我複製，並很快地發展出一個穩定共生關係。久而久之，主細胞取得了部份較小的細胞遺傳資訊，而其兩者則開始互相依賴：較大的細胞不能在沒有較小的細胞製造能量的情況下生存，而較小的細胞則不能在沒有較大的細胞提供原料的情況下存活。較大的細胞與在其內大量繁衍的較小的細胞建立了共生關係，其兩者因此被當為單一有機體，較細的細胞被分類為細胞器，名為粒線體。一個相類的情況在有著光合作用的藍菌上出現[26]並進入較大的異養生物的細胞，其後發展為葉綠體。[27][28]
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可能是這些轉變得出的結果，真核生物裡分出一條容許光合作用的系列，這大約發生在10億年前（大約是此條目假設的時鐘的下午6時）。除了已建立的關於粒線體與葉綠體的細胞起源的內共生說外，亦有說法指細胞引起了氧化小體，螺旋體引起了纖毛與鞭毛，而一個脫氧核糖核酸病毒引起了細胞核[29][30]，但沒有任何一個學說被普遍接受。[31]
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在這段時期，大約是18億至15億年前（此條目假設時鐘的下午2時30分至下午4時），最古老的假設超級大陸哥倫比亞大陸在地球上形成。[32]
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多細胞體
古菌、細菌與真核生物持續地多樣化並變得更為複雜和更能適應其生存環境。每一個域皆重覆地分裂為多個世系，不過古菌與細菌的歷史仍所知不多。此條目假設的時鐘的下午6時15分（大約在11億年前），超級大陸羅迪尼亞大陸（Rodinia）正在形成。[33]植物、動物與真菌的被分類，雖然其仍以單獨細胞形式存在。部份生活在菌叢，並開始有著分工合作；舉例來說，邊緣的細胞所負擔的工作與內部的細胞有所不同。
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雖然特定細胞與一個多細胞有機物的菌叢內的分工並非經過分明，但是在大約是假設時鐘的下午7時[34]（大約10億年前），第一顆多細胞植物出現，可能是綠藻。[35]
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假設時鐘的下午7時15分（大約在9億年前）[36]，真正的多細胞體在動物界裡出現。最初其可能與今天的海綿動物相類，所有的細胞皆為全能細胞且是一個能重組合的破裂有機物。[37]當所有多細胞有機物的分工合作機用更為完善時，細胞開始變得更為專門化並且更依靠其他細胞；單獨的細胞將會死亡。
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很多科學相信嚴苛的冰河時期在大約7億7000萬年前（此條目假設時鐘的下午7時56分），地球上所有的海洋表面完全被冰封（雪球地球）。
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最終地，在假設時鐘的下午8時2分（2億年後），經由火山爆發釋出足夠的二氧化碳，造成了溫室效應，使得全球變暖。[38]大約在同一時間，即7億5000萬年前[39]，羅迪尼亞大陸開始分裂。
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顯生宙
主條目：顯生宙
古生代
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在地球歷史上大部份時間裡，陸地上並沒有多細胞有機物。
地球臭氧層形成後，其吸收了大部份太陽照射至地球的紫外線。其使得單細胞的有機物在著陸後的死亡機會大降，而原核生物則能更佳地在沒有水份的環境裡複製與存活。原核生物大約在26億年前殖民陸地[40]（此條目假設的時鐘上午10時17分），這比真核生物起源的時間更早。在一段很長的時間裡，陸地上只有極少量的多細胞有機體。超級大陸潘諾西亞大陸在大約是假設時鐘的下午8時50分形成至9時5分分裂[41]（大約6億年前至5000萬年後）。而最早的脊椎動物則在大約5億2000萬年前出現在海洋上[42]（此條目假設的時鐘的下午9時10分）。一個主要的滅絕事件在寒武紀末期發生[43]，而這滅絕事件在大約4億8500萬年前停止[44]（此條目假設的時鐘的下午9時25分）。
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數億年前，植物（可能是藻類）與真菌開始在水與陸地的邊緣，並於其後離開水域而生存。[45]經測定最古老的陸地真菌與植物的化石後，得知其該在大約在4億8000萬年至4億6000萬年前生存（此條目假設的時鐘的下午9時28分至9時34分），雖然分子的證據顯示真菌可能早於十億年前（此條目假設的時鐘的下午6時40分）已殖民陸地；而植物早於七億年前已殖民陸地（此條目假設的時鐘的下午8時20分）。[46]剛開始時仍是在水域邊緣存活，但是在此新環境裡的持續殖民使得突變與變化開始出現。而首隻離開海洋的動物的時間則並不準備地得知，所知的最明確、最古老的證據指出節肢動物大約在4億5000萬年前在陸地出現[47]（此條目假設的時鐘的下午9時40分），其能在陸地繁盛與更佳地適應的原因可能是陸地上的植物提供了大量的食物來源。而亦有一些不能確定的證據指出節肢動物可能早於5億3000萬年前就已在陸地上出現。[48]在奧陶紀末前，即4億4400萬年前（此條目假設的時鐘的下午9時40分），另一次滅絕事件發生，可能是與其同時的冰河時期所造成的結果。[49]
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大約在3億8000萬年至3億7500百萬前（此條目假設的下午10時），四足動物由魚類進化而成。[50]人們估計因為魚鰭進化為四肢使得首個四足動物可以使其頭部離開水域並呼吸空氣。這使其可以在缺氧的水域裡生存或在淺水區追捕獵物。[50]其可能在其後的一段歲月裡在陸地進行冒險。其最後有部份可能變得十分適應陸地生活並在成年時在陸地上生活，雖然其在水裡孵化並在水裡生蛋，以上便是四足動物的起源。在大約3億6500萬年前（此條目假的時鐘的下午10時4分），另一個滅絕事件出現發生，這可能是因為全球冷化的結果。[51]大約在3億6000萬年前（此條目假設的時鐘的下午10時），植物開始包含種子，使其在陸地上繁衍的速度大增。[52][53]
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大約在2000萬年後（3億4000萬年前[54]，此條目假設的時鐘的下午10時12分），羊膜卵的進化使得蛋可以在陸地上誕下，這是四足動物胚胎的生存優勢。這使得羊膜動物由基幹四足動物分離出來。再經過3000萬年後（3億1000萬年前[55]，此條目假設的時鐘的下午10時22分），由蜥形類（包含了鳥類與非鳥類、非哺乳類爬行動物）裡分離出合弓綱（包含了哺乳動物）。
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中生代
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3億年前（此條目假設的時鐘下午10時25分），最近期的超級大陸盤古大陸形成。在2億5100萬年前（此條目假設的時鐘下午10時40分）發生了地球歷史上最嚴峻的二疊紀-三疊紀滅絕事件[56]，當時地球上70%的陸生脊椎動物，以及高達96%的海中生物消失[57]；這次滅絕事件也造成昆蟲的唯一一次大量滅絕。這可能是西伯利亞暗色岩（Siberian Traps）的火山不斷爆發的影響。但生命仍未完全滅絕，有小部份生命繼續生存，在大約2億3300萬年前[58]（此條目假設的時鐘的下午10時47分），恐龍由其爬蟲類祖先分離出來。大部份恐龍成功在二億年前（此條目假設的時鐘的下午10時56分）的三疊紀-侏羅紀滅絕事件裡存活下來[59]，而其很快便成為脊椎動物裡的霸主。雖然在此時期有部份的哺乳類動物分離出來，存在的哺乳類全都是細小的動物如鼩鼱。[60]
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在1億8000萬前（此條目假設的時鐘下午11時3分），盤古大陸分裂為勞亞古大陸（Laurasia）與岡瓦納大陸（Gondwana）。鳥類與非鳥類恐龍的分界並不清晰，但始祖鳥這一傳統上被認為是首種鳥類的動物，則在1億5000萬年前生活著[61]（此條目假設的時鐘的下午11時12分）。
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證據顯示最早的會開花的被子植物在白堊紀出現，而在大約2000萬年後（1億3200萬年前，此條目假設的時鐘的下午11時18分）[62]。
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在6600萬年前（此條目假設的時鐘的下午11時39分），一個直徑長10公里的隕石撞向地球上的猶加敦半島（Yucatán Peninsula），將大量的物質與蒸氣釋放至空氣裡，使得太陽光被阻隔，妨礙了光合作用。很多大型動物，包括了非鳥類恐龍從此滅絕[63]，這亦標誌著白堊紀與中生代的結束。此後地球進入了古近紀的新紀元，哺乳動物的分支大幅增多，大量繁衍，並成為脊椎動物的霸主。可能在數百萬年後（大約六千三百萬年前；此條目假設的時鐘的下午11時40分），所有靈長類動物的最後共同祖先出現。[64]在始新世的末期，大約3400萬年前（此條目假設的時鐘的下午11時49分），部份陸地上的哺乳類動物回歸海洋並成為如古蜥鯨屬般的動物，其後演變為海豚與鯨魚。[65]
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人類的出現
主條目：人類演化
在600萬年前（此條目假設的時鐘的下午11時58分），少量生存在非洲的類猿人為現代人類與其親戚黑猩猩的最後共同祖先。[66]其家族只有兩個分支仍然存活。在其家族分離後不久，因為某些仍在爭論的原因，類猿人的一支發展出了站立步行的能力。[67]其腦部迅速地變大，而在大約200萬年前（此條目假設的時鐘下午11時59分22秒，或午夜前38秒），人屬裡的首個動物出現。[68]每一代有機生物的種類，甚至是屬皆可能有所不同。在大約相同時間，另一支分支則分裂為普通黑猩猩（common chimpanzee）的祖先與倭黑猩猩（bonobo）的祖先，這種進化仍不斷在所有生命裡進行。[66]
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直立人（Homo erectus）最晚在79萬年前掌握了控制火的能力[69]，但可能早於150萬年前已經掌握了[70]（此條目假設的時鐘的最終28秒至15秒）。對於語言起源的考究更為困難；因為難以得知直立人（Homo erectus）是否已能說話，還是直至智人（Homo sapiens）時才被有說話的能力。[71]隨著腦的體積增大，嬰兒生產的速度增快，在其頭部成長得大於骨盆前便要出生。因此其適應力較高，並擁有更高的學習容量，但依賴他人的時間也為之加長。社交技巧變得更為複雜，語言變得更為先進，而工具變得更為精細。這為長遠的合作與腦部發展作出了貢獻。[72]
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解剖學上的現代人類「智人」相信是在20萬年前（此條目假設的時鐘的最終2秒）或更早時期於非洲某處誕生；最古老的智人化石可追溯至16萬年前。[73]首個有證據顯示擁有精神活動的人類為尼安德塔人（Neanderthal，通常被歸類為沒有後代的獨立分類）；其會在別人死後埋葬其屍身，通常亦會以食物或工具作陪葬物。[74]然而，擁有更複雜的信念的人類的證據，如早期克羅馬儂人（Cro-Magnon）的洞穴壁畫（可能有著魔幻或信仰的重要性）[75]直至32000年前（此條目假設的時鐘的最終0.6秒）才出現。[76]克羅馬農人亦有著石製小雕像如維倫多夫維納斯（Venus of Willendorf），可能亦有著信仰的含義。[75]在11000年前（此條目假設的時鐘的最終0.2秒），部份「智人」抵達了南美洲的南端，最晚有人居住的大陸。[77]這時人類使用的工具與語言繼續在改進；而人際關係亦變得更為複雜。
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文化的形成
主條目：世界歷史
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達文西的維特魯威人（Vitruvian Man）為文藝復興時期藝術與科學復興的縮影。
在石器時代，智人九成以上時間過著遊牧的獵人與採集者的生活[78]。隨著語言變得複雜，用來記憶和傳送資訊的功能以一個新的複製子取代：瀰（meme）。[79]其想法可以迅速地與下一代交換或單向傳送至下一代。文化演進很快便在速度上超過了生物演化，而人類的歷史在此時開始。大約在公元前8500年至7000年（此條目假設的時鐘的最終0.20秒至0.17秒），在美索不達米亞（Mesopotamia）的肥沃月彎（Fertile Crescent）的人類開始了系統化的農業與畜牧業[80]。人類不再過著遊牧生活，而開始永久定居下來。農牧的相對安全與高生產率使得人口開始膨脹。農牧業有一個主要影響，人類開始前所未有地影響四週的環境。過多的食物容許祭司與統治階級的出現，這是分工合作的結果。
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公元前4000年（此條目假設的時鐘的最終0.10秒）人類歷史上首個文明於在中東的蘇美出現[81]。古埃及與古印度文明亦迅速地冒起，人類社會進入青銅時代。由公元前3000年（此條目假設的時鐘的最終0.09秒），現存最古老的宗教印度教開始形成。[82]而公元前1300年，書寫的發明使得複雜的社會變得可能：歷史紀錄與圖書館作為智識的倉庫和文明間的資訊傳送的增加。人類不再需要將其所有時間用作求生，求知慾與教育促進了人類的知識與智慧。不同的學科，包括科學出現了。新的文明出現，並與其他文明進行貿易、爭奪領土與資源的戰爭，而帝國亦開始形成。在公元前500年（此條目假設的時鐘的最終0.048秒），中東、印度、中國與希臘地區出現了帝國；一個新帝國興起，舊的帝國便覆亡。[83]
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在公元13世紀時（此條目假設的時鐘的最終0.012秒），義大利出現了涉及宗教、藝術與科學各領域的文藝復興[84]。公元1500年，歐洲文明開始了科學與工業的革命[85]，緊接著是地理大發現。公元1914年至1945年間，地球上發生了兩次世界大戰。緊隨著第一次世界大戰的結束，人類便開始了建設世界政府的首步，建立國際聯盟；而在第二次世界大戰後由聯合國取代。在公元1992年，部份歐洲國家共同組成了歐洲聯盟。國家間的交流與物資傳送變得更為簡單、政治與經濟間的相互影響變得更大。各國進行全球化的步伐並不協調，但相互的合作仍日益增加。
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現代世界
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經過四十五億年，地球上的其中一種生命，人類，打破了生物圈的限制。
假設地球的歷史被壓縮成24小時，在最後千分之一秒內，地球上的轉變變得十分快速，由公元1950年代中期至今天。人類對環境的影響受到的關注日益增多，人類亦開始採取必要的措施來限制或彌補這些損害；而人類亦開始關注將會降臨的全新世滅絕事件與全球暖化。悲觀者認為現時對於生態大災難的防避為時已晚；而樂觀者則認為不斷革新的科學與技術會提供解決方法。
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所有近期的科學發現皆認為遺傳工程可能最為重要。人類現在可以直接修改其他生物的遺傳物質，這是完全擺脫自然控制的程序。除此以外：科學已解開了智人本身的遺傳密碼。
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人類亦開始嘗試離開地球。在公元1957年，蘇聯發射了首顆人造衛星至地球軌道，不久後，加加林成為首位太空人。五個太空代理，代表著其他十五個國家[86]，聯合建設國際太空站。此外，自公元2000年後，一直有人類在太空中生活。[87]
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未來的發展在今天只能簡略預估，但數學、物理、化學、生物、電子與其他各科的發展可能使得有一日生物可以永久殖民太空或其他世界。
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關於氣候的變遷
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氣候變遷，又稱氣候變化，係指氣候在一段時間內的波動變化，一段時間也可能是指幾十年或幾百萬年，波動範圍可以是區域性或全球性的，其平均氣象指數的變化。目前對氣候變遷討論最多的是關於環境政策對當代氣候的影響，也就是說人為因素對氣候的影響，尤其是關於全球暖化問題。而對於當前發生的全球暖化，多數氣候科學家認為「人類活動極有可能是導致近半個世紀的全球暖化現象的主要原因」。[1]
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原因
對氣候變遷影響的因素來自多方面，包括太陽輻射、地球運行軌道變化、造山運動、溫室氣體排放等。由於地表許多間接影響氣候的因素反應較慢，如海洋溫度變化，冰山融化等，所以氣候變遷相對直接影響氣候的因素變化來說，可能要等幾個世紀，甚至更長的時間才能顯現出來。現代科學研究認為在最近幾十年內，人類的活動致使全球氣溫迅速上升。[2]因此人類應該儘量減少對氣候影響的活動並設法消除已經造成的惡果。[3]而關於這點，學界並沒有爭議且學界對此已經達成共識，超過97%的氣候科學家認為「全球暖化存在，且人類活動極有可能是導致全球暖化的主要原因」。[1]
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大陸漂移
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大陸漂移學說
大陸漂移學說是地球大陸相對於彼此的[1]。最初由亞伯拉罕·奧特柳斯在1596年提出，後來德國科學家阿爾弗雷德·韋格納在1912年加以闡述，中文中「大陸漂移說」、「大陸漂移假說」均指同一概念。這個大膽的學說一直被學界忽視，直至1960年代海洋擴張說出現，令大陸飄移說得以發展，後來更闡述為板塊構造理論。大陸漂移的想法已經被板塊構造理論納入，解釋大陸如何移動[2]。
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盤古大陸分裂，形成現今的地理格局。
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史奈德繪圖的三大洲原貌假想圖
主要內容為遠古時代的地球只有一塊「泛古陸」或稱盤古大陸的龐大陸地，被稱為「泛大洋」的水域包圍，大約於2億年以前「泛大陸」開始破裂，到距今約二、三百萬年以前，漂移的大陸形成現在的七大洲和五大洋的基本地貌。
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值得一提的是大陸漂移學說與板塊構造學說有些根本的不同，前者假設推動力是潮汐，後者假想推動力是由於地函出現對流，拖動板塊。但在韋格納1929年第四版的《大陸和海洋的形成》中，他已經接受了地函對流提供動力的思想。
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由來
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阿爾弗雷德·韋格納（Alfred Wegener）
亞伯拉罕·奧特柳斯在他的地理百科全書中提及美洲是「因地震與潮汐而從歐洲及非洲分裂開去」及「如果有人拿出世界地圖，然後仔細觀測三大洲的海岸線，就會發現（大陸）分裂的痕跡」。
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理論
首先，假設地球內部是玄武岩質，而地表則是花崗岩質，而大陸就像冰山浮在海面一樣，浮在融熔狀的玄武岩上。大陸因為潮汐的推動而移動分離。
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經過幾百萬年，地球大陸板塊漂移，造成陸地和海洋位置和面積的變化，會影響全球大氣環流，從而產生全球或區域性的氣候變遷。
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海洋的位置對全球的熱量和濕度的轉移有極其重要的作用，因此也對全球氣候起著決定性的作用。例如五百萬年前，巴拿馬地峽形成，截斷了太平洋和大西洋之間的聯繫，因此造成了墨西哥灣暖流，導致北半球產生冰蓋。[4][5] 更早的石炭紀時期，大陸漂移造成大規模的碳被貯存起來，也因此引發的冰河時期的到來。[6] 在超大陸盤古大陸時期，海陸狀態曾經造成「超級季風」產生。[7]
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地貌狀態也能影響氣候變遷，造山運動形成了山脈，山的存在會造成地形降水，由於隨著地勢增高，氣溫下降，水蒸汽凝結，這種降水是高山冰川形成的主要原因，也使山區形成在不同高度有不同的動物植物群落，形成高山生態系統。
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大陸的面積也對氣候有重要作用，因為海洋熱容量大，可以穩定溫度變化，沿海的年氣溫變化要比內陸小，所以面積大的大陸季節性溫度變化要比面積小的陸地或島嶼大。
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太陽輻射
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根據太陽黑子中鈹的同位素變化推測出最近幾個世紀太陽輻射的變化情況
太陽是地球最主要的外來能源，太陽活動不論長期或短期的變化，都能影響地球的氣候。
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在地球古代時期，太陽輻射只相當現在的70%，當時理論上地球不可能有液態水存在，但考古證明卻相反，在冥古宙[8][9] 和太古宙[10][8] 時期，是太陽年輕時期，[11] 這種現象可能是因為當時地球的大氣組成存在大量的溫室氣體，[12] 經過40億年後，太陽輻射增強，地球的大氣組成也變化了，主要是氧的成分迅速增加，不過如果太陽依照恆星的成長規律繼續變化，輻射還會逐漸增加，還會對地球氣候產生影響，太陽最終會形成紅巨星，然後成為白矮星死亡，當太陽變成紅巨星時，可能地球已經會被太陽吞噬而消亡。
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但太陽短期的輻射變化，如11年一個周期的黑子活動變化，[13]和更長一些的20多年輻射變化周期，[14]也對地球氣候有影響，11年的周期變化會對平流層的氣溫產生約1.5 °C的影響，使高緯度更冷，低緯度更熱。可能是由於赤道附近輻射增強，造成將平流層熱風向對流層驅逐，根據從1900年到1950年氣溫變化的觀察，也許這種變化是引發小冰河時期出現的原因。[15]
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地球軌道變化
地球的軌道只要有輕微的變化，就會影響到太陽輻射在地球表面上的分布，雖然對地球的年平均接受輻射量影響不大，但對地區性和季節性的輻射量可能有很大影響，地球的軌道有三種變化：運行軌道的橢圓度、地軸傾角和地軸的進動。三種變化結合形成米蘭科維奇循環，是地球產生冰河時期和間冰時期的主要原因，[16] 也是造成撒哈拉沙漠變遷，[16] 和地層變遷的主要原因。[17]
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火山活動
火山活動是由於地球的地殼和地函之間新陳代謝運動造成的，火山噴發會向大氣噴出氣體和火山塵，也會形成溫泉。火山在歷史上每個世紀平均都會發生幾次噴發，都會影響幾年的氣候變遷，火山塵會阻斷太陽輻射，造成氣溫下降，1991年的皮納圖博火山噴發[18] 使得全球氣溫下降了大約0.5 °C，1815年坦博拉火山爆發，造成無夏之年。[19]但相當大規模的火山噴發，每隔億年只出現幾次，但可能造成全球暖化和大規模的物種滅絕。[20]
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火山噴發還影響到碳循環，將地殼和地函中的碳以二氧化碳的形式釋放到大氣中，然後又沉積到地層中。[21]
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火山是地表下在岩漿庫中的高溫岩漿及其有關的氣體、碎屑從行星的地殼中噴出而形成的，具有特殊形態的地質結構。
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岩石圈由若干板塊組成，它們漂浮在地函的軟流層之上，在板塊的交界處岩石圈比較破碎，地下岩漿容易在此噴發形成火山。[1] 火山可以分為死火山、休眠火山和活火山。在一段時間內，沒有出現噴發事件的活火山叫做睡火山（休眠火山）。另外還有一種泥火山，它在科學上嚴格來說不屬於火山，但是許多社會大眾也把它看作是火山的一種類型。
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火山爆發可能會造成許多危害，常伴有地震，影響範圍不僅在火山爆發附近。其中一個危險是火山灰可能對飛機構成威脅，特別是那些噴氣發動機，其中灰塵顆粒可以在高溫下熔化; 熔化的顆粒隨後粘附到渦輪機葉片並改變它們的形狀，從而中斷渦輪發動機的操作。大型爆發可能會影響氣溫，火山灰和硫酸液滴遮擋太陽輻射並冷卻地球的低層大氣（或對流層）; 然而，它們也吸收地球輻射的熱量，從而使高層大氣（或平流層）變暖。 歷史上，火山冬天造成了災難性的饑荒。
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雖然火山噴發會對人類造成危害，但同時它也帶來一些好處。例如：可以促進寶石的形成；擴大陸地的面積（夏威夷群島就是由火山噴發而形成的）；作為觀光旅遊考察景點，推動旅遊業，如日本的富士山。[2]
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專門研究火山活動的學科稱為火山學[3]。
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板塊交界處火山的成因
參見：板塊、地震、中洋脊和熱點 (地質學)
聚合板塊邊緣
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主條目：聚合板塊邊緣
板塊構造學說主張板塊的運動，是由於地球內部軟流圈的熱對流造成的。而當板塊互相推擠，密度較高的一邊會下降到另一邊下方，稱作俯衝，而發生俯衝的帶狀地區稱為俯衝帶或聚合性板塊交界。地底的高溫會將隱沒的板塊熔融，形成岩漿。岩漿藉由浮力緩緩上升，最後聚集成為岩漿庫，就是火山底部儲存岩漿的場所。而當岩漿中的氣體壓力累積達到一個程度，火山就爆發了。例如：埃特納火山，與在環太平洋火山帶地區的火山。
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分離板塊邊緣
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主條目：分離板塊邊緣
有些火山分佈在板塊的張裂性交界上，也就是兩個板塊分離的帶狀地區。在這種地區，高溫的地函物質會上升，形成海底火山山脈，稱作中洋脊。當中洋脊在海平面以上時，形成火山島; 例如冰島。
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熱點的移動形成火山島鏈
熱點
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還有一些火山並不位於板塊的交接處，例如美國黃石複式破火山口及夏威夷群島。火山學家稱這些火山是坐落於「熱點」上。目前熱點的作用機制尚不清楚，但科學家普遍認同熱點是由地函底部上升的「熱柱」造成。當板塊在熱點上做水平移動時，便有一連串的火山生成。這樣作用連續發生後，會造成一系列的火山島群，而離熱點越遠的火山其生成年代越老，例如加拉帕戈斯群島就出現此情況。
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火山的分佈
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受火山成因的影響，世界各地的火山大多分佈在板塊交界處，但仍有部分例外（熱點）。主要的火山帶包括：
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環太平洋火山帶：又稱從南美洲西岸，濱太平洋的安地斯山脈開始，經過中美洲、墨西哥、美國西岸、加拿大到阿拉斯加後，沿阿留申群島及勘察加半島到太平洋西岸的花綵列島，包括千島群島、日本、琉球群島、台灣及其附屬島嶼、菲律賓群島，接著連接印度尼西亞、巴布亞紐幾內亞、索羅門群島，迄紐西蘭。本火山帶之火山數目約佔全世界之75%[4]，且活動相當頻繁。
中洋脊火山帶：包括太平洋、大西洋及印度洋三大洋的中洋脊，總長度約80,000公里，約成W形分佈。但中洋脊上火山的分佈並不平均，集中於大西洋中洋脊，有60餘座。太平洋及印度洋中洋脊的火山相對較少。中洋脊的火山以海底火山為主，也有少部分的火山島（例：塞席爾、冰島）。
東非火山帶：東非大裂谷是由非洲板塊的地殼運動形成，地質學家預測幾百萬年後，東非可能會分裂成兩個不同的板塊，至今地質活動依然頻繁。較著名的例子有：坦尚尼亞的吉力馬札羅山、剛果民主共和國的尼拉貢戈火山，衣索比亞的爾塔阿雷火山等。
地中海─喜馬拉雅火山帶：西從庇里牛斯山始，迄喜馬拉雅山，全長約十萬公里，但分佈不均。歐洲部分多分佈於義大利，例如維蘇威火山、埃特納火山等。愛琴海上的多個島嶼也是火山島，其中聖托里尼島在史前發生過大爆發。中段幾乎無火山。亞洲部分，在印澳板塊及歐亞板塊的交界處分佈著若干火山群。
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洋流變化
洋流
具有相對穩定流速和流向的大規模海水運動。
洋流亦稱海流，是具有相對穩定流速和流向的大規模海水運動。惟有在陸地沿岸，會因潮汐、地形及河水的注入等影響其變化。
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當今世界所有洋流。
分類
按成因分類
風海流（吹送流、漂流）：亦稱吹送流，漂流：在風力作用下形成的。
密度流：在密度差異作用下引起。
傾斜流：海面因風、氣壓、降水或河水流入等原因而傾斜，其所引起的海流。
補償流（湧升流和下降流）：因為海水擠壓或分散引起。[1]
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按冷暖性質分類
暖流：低緯度流向高緯度的洋流，海水水溫較四周高。
寒流 ：高緯度流向低緯度的洋流，海水水溫較四周低。
涼流 ：中緯度流向低緯度的洋流，海水水溫較四周涼。
按地理位置分類
赤道流、大洋流、極地流及沿岸流等。
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洋流的各種影響
對氣候的影響
總體來說，暖流增加溫度和溼度，寒流降低溫度和溼度。
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對氣溫的影響
洋流使低緯度的熱量向高緯度的熱量傳輸，特別是暖流的貢獻。
洋流對同緯度大陸兩岸氣溫的影響：暖流經過的大陸沿海氣溫高，寒流經過的大陸沿海氣溫低。
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對降水和霧的影響
暖流上空有熱量和水氣向上輸送，使得層結不穩定、空氣濕度增大而易產生降水。而寒流產生逆溫，層結穩定，水氣不易向上輸送，蒸發又弱，下層相對濕度有時雖然很大，但只能成霧，不能成雨。
寒流表面多平流霧，在以下幾種情況出現：
海陸風霧：陸風在白天流到寒流表面而形成平流霧；
海霧：在寒暖流交匯處，風自暖流表面吹至寒流表面而形成平流霧。
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對海洋生物的影響
在寒暖流交匯處或上升補償流區，往往形成較大的漁場[2]，世界四大漁場及其洋流成因如下：
北海道漁場：位於日本北海道島附近，日本暖流和千島寒流交匯。
北海漁場：位於歐洲北海，北大西洋暖流與極地東風帶帶來的北冰洋南下冷水交匯。
秘魯漁場：海岸盛行東南信風，為離岸風，導致上升補償流（亦稱涌流）。
紐芬蘭漁場：加拿大紐芬蘭島附近，墨西哥灣流和拉布拉多寒流交匯。
赤道地區的企鵝：在太平洋東部赤道地區的科隆群島（又名加拉帕戈斯群島），有企鵝分布，是秘魯寒流的因故。
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對海洋污染的作用
既可以使污染物因迅速擴散而加快其稀釋和淨化的速度，也相應地使污染範圍擴大。[2]
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洋流重要性
將多個不同洋域的熱能傳送至不同洋區（熱能上的平衡）；
將多個不同洋域的養分送往不同的洋區；
將多個不同洋域含氧量不同的海水因洋流分佈往不同洋區。
因此洋流在地球的生物圈和物理環境上起了重要而積極的平衡和帶動作用，對大部分生物（包括陸地上）有存活上的積極幫助。
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現代海洋中溫度鹽份環流示意圖
海洋是氣候系統的基礎組成部分，短期幾年或幾十年內的漲落變化，如聖嬰現象、太平洋、北大西洋、北冰洋的溫度漲落，比大氣溫度更能代表氣候變遷情況；從長期來說，海洋中的溫鹽環流是海洋深層的緩慢水流，對其中熱量的重新分布起到了決定性的作用。
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定義： 洋流又稱海流，海洋中除了由引潮力引起的潮汐運動外，海水沿一定途徑的大規模流動。引起海流運動的因素可以是風，也可以是熱鹽效應造成的海水密度分布的不均勻性。加上地轉偏向力的作用，便造成海水既有水平流動，又有鉛直流動。
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由於海岸和海底的阻擋和摩擦作用，海流在近海岸和接近海底處的表現，和在開闊海洋上有很大的差別。
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洋流是具有相對穩定的流速和流向的大規模的海水運動，是促成不同海區間水量、熱量和鹽量交換的主要原因，對於氣候狀況、海洋生物、海洋沉積、交通運輸方面，都有很大影響。
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洋流是地球表面熱環境的主要調節者，巨大的系統促進了地球高低緯度地區的能量交換，與所經流經區域之間，也通過能力交換改版其環境特徵。
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事例： 暖流舉例：灣流是世界上第一大海洋暖流，如聞名世界的墨西哥灣流。墨西哥灣流雖然有一部分來自墨西哥灣，但它的絕大部分來自加勒比海。當南、北赤道流在大西洋西部匯合之後，便進入加勒比海，通過尤卡坦海峽，其中的一小部分進墨西哥灣，再沿墨西哥海灣海岸流動，海流的絕大部分是急轉向東流去，從美國佛羅里達海峽進入大西洋。這支進入大西洋的灣流起先向北，然後很快轉向東北方向流去，橫跨大西洋，流向西北歐的外海，一直流進寒冷的北冰洋水域。它的厚度200米~500米，流速2.05米/秒，輸送的水量 比黑潮大1.5倍。
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灣流蘊含著巨大的熱量，它所散發的熱量，恐怕比全世界一年所用燃煤產生的熱量還要多。由於它的到來，英吉利海峽兩岸每1米長的土地享受著相當每年燃燒6萬噸煤所發出的溫暖。如果拿同緯度的加拿大東岸加以對照，判別更為明顯：大西洋彼岸的加拿大東部地區，年平均氣溫可低到-10℃，而同緯度的西北歐地區可高到10℃。
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寒流舉例：世界大洋東部有5大著名寒流：北太平洋的加里福尼亞寒流，南太平洋的秘魯寒流，北大西洋的加那利寒流，南大西洋的本格拉寒流，南印度洋的西澳寒流。它們分別從北、南半球高緯度海域向低緯度海域流動。另外，北大西洋的格陵蘭海流從北冰洋中挾帶出大量冰塊；拉布拉多海流在沿北美東岸南下途中，將大量冰山帶往紐芬蘭淺灘。
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洋流的重要性: 1、將多個不同洋域的熱能傳送至不同洋區； 2、將多個不同洋域的養分傳送至不同的洋區； 3、將多個不同洋域含氧量不同的海水因洋流分布往不同洋區。
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洋流對氣候的影響： 總體來說，暖流增加溫度和濕度，寒流降低溫度和濕度。 對氣溫的影響洋流使低緯度的熱量向高緯度的熱量傳輸，特別是暖流的貢獻。對同緯度大陸兩岸氣溫的影響：暖流經過的大陸沿海氣溫高，寒流經過的大陸沿海氣溫低。
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對降水和霧的影響暖流上空有熱量和水汽向上輸送，使得層結不穩定、空氣濕度增大而易產生降水。而寒流產生逆溫，層結穩定，水氣不易向上輸送，蒸發又弱，下層相對濕度又是雖很大，但只能成霧，不能成雨。寒流表面多平流霧，在以下幾種情況出現：海陸風霧：陸風在白天流到寒流表面而形成平流霧；海霧：在寒暖流交匯處，風自暖流表面吹至寒流表面而形成平流霧。
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海洋運輸帶： 海洋運輸帶作為一個巨大的系統循環在全球並能改變全球的氣候。在北極，運輸帶變冷，下沉並和風一起提供動力讓它作為寒流循環在全球，又在印度洋和大西洋北部轉為暖流。如此往復，海洋運輸帶的動力才一直沒有間斷。現在，全球暖化的情況正在每況愈下，北極為運輸帶提供的動力正在逐步減弱，同時，全球氣候也將遭遇重創。
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海洋運輸帶對於氣候的影響： 在運輸帶運作的同時，也帶動了空氣的運動。乾燥或濕潤的空氣以運輸帶為載體隨之運動併到達不同的地區，有時還能帶去大量的熱量。由此，會形成多種多樣的氣候現象，如海霧，颱風等。北極寒流提供的動力將冰水帶入海洋，調節了海洋的水溫。
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人為因素
編輯
人類活動會影響環境，有時人類活動對氣候有著直接和不容質疑的影響，例如：灌溉就會改變當地的濕度，有時的影響則不那麽明顯。
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其中人類對氣候影響最大的因素，是因為燃燒化石燃料，製造水泥，排放了大量的CO2和飄塵，此外還有土地利用、臭氧層破壞、畜牧業和農業活動[22] 、森林砍伐等，都會對氣候有不同範圍的影響，並成為氣候變遷的因素。
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洋流
具有相對穩定流速和流向的大規模海水運動
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全球寒化
構造-氣候相互作用
維基百科
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岩石
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岩石
由一种或几种矿物和天然玻璃组成的，具有稳定外形的固态集合体
「石頭」重新導向至此。關於其他用法，請見「石頭 (消歧義)」。
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岩石（德文：Gestein、 英文：Rock、西班牙文：Roca、法文：Roche）是由一種或幾種礦物和天然玻璃組成的，具有穩定外形的固態集合體。由一種礦物組成的岩石稱作單礦岩，如大理岩由方解石或白雲石組成，石英岩由石英組成等；有數種礦物組成的岩石稱作復礦岩，如花崗岩由石英、長石和雲母等礦物組成，輝長岩由基性斜長石和輝石組成等等。沒有一定外形的液體如石油、氣體如天然氣以及鬆散的沙、泥等，都不是岩石[5]。
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奧古斯特山，世界上最大的單體岩石[註 1]
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烏魯魯巨石，世界上最出名的單體岩石
岩石是組成地殼的物質之一，是構成地球岩石圈的主要成分。其中，長石是地殼中最重要的造岩成分，比例達到60%[6]，石英則是數量第二多的礦石。
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岩石根據其成因、構造和化學成分分類，大多數岩石含有二氧化矽（SiO2），而74.3%的地殼成分都是後者。岩石中矽的含量是決定岩石屬性的重要因素之一[7]。
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岩石是人類早期工具的重要來源，在人類進化中具有重要意義[8]。因此，人類的第一個文明時期被稱為石器時代[9]。岩石一直是人類生活和生產的重要材料和工具。 岩石種類主要能分為沈積岩、火成岩及變質岩。
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分類
編輯
岩石按其成因主要分為火成岩（岩漿岩）、沉積岩和變質岩三大類。在不同的圈層，三種岩石的分布比例相差很大。地表的岩石中有75%是沉積岩，火成岩只有25%。
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這三種岩石之間的區別不是絕對的。隨著構成礦物的變化，它們的性質也會發生變化。隨著時間和環境的變遷，它們會轉變為另外一種性質的岩石。因而有人認為這種分類法較為武斷[10]。
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湖泊
湖泊（英語：Lake）是內陸窪地中相對靜止、有一定面積，不與海洋發生直接聯繫的水體。全世界共有約1.17億個湖泊，共覆蓋了地球近500萬平方公里[1]。
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從地球歷史上來看，湖泊只是暫時存在的水體，會受到泥沙淤積而慢慢陸化；除了少數古老湖泊，如貝加爾湖，絕大多數湖泊的形成年代都只能回溯到更新世冰河時期。
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種類
有河流流出的湖通常是淡水湖（外流湖）。沒有河流流出的湖則幾乎是鹹水湖，稱爲內流湖（或內陸湖），但也有少數像查德湖一般（因為人為斷流），仍然是淡水湖的內流湖。
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根據水溫、營養物質含量的不同，湖泊可以分為貧養、中養和富養三類，貧營湖泊水溫低，營養物質含量少，優養湖泊則相反。而普養則在兩者之間；湖泊從貧養轉化為優養是一個自然的過程，無論人類是否干預都會發生，但是人類的干擾顯著地加快了湖泊優養化的過程。湖泊優養化的最後階段，會由於污泥的沉積，最終變為沼澤。同時，參考pH值又可分為酸性或鹼性湖泊。
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根據湖泊的地質構造和形成原因分為冰川湖、構造湖、河成湖、火山口湖、岩溶湖、喀斯特湖、人工湖等。
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內陸海是指與大洋完全分離，或與之沒有直接連繫的大型水域，雖然因為其範圍廣大而被稱為「海」，但以地理學的角度來說，包括裏海和鹹海在內的大型水域其實都屬於湖泊一類，而非真正的海洋。世界上最大的內陸水域是裏海，其水量約佔全球湖泊總水量的44%。
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生態意義
湖泊支持著非常重要的生態系統，湖水的平均深度一般在2米到100米左右，這是陽光能夠穿透的深度，因此，湖水從上到下都能給生物足夠的能量，維持豐富的生物。
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成因
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杭州西湖
構造湖：構造湖是指由地殼內力作用（如斷裂、斷層、地塹）所產生的構造湖盆，經貯水而形成的湖泊。如滇池、撫仙湖。[2]
火口湖：火口湖或稱火山口湖，是在火山口積水而形成的湖泊。如長白山天池。[3]
河成湖：河成湖是由於河道遷徙、淤塞等原因而形成的湖泊。如洪湖、白洋淀。[4]
牛軛湖：牛軛湖是一種特殊形態的河成湖，是由於河流截彎取直，彎曲的河道被廢棄而形成的湖泊，如烏梁素海。[5]
堰塞湖：堰塞湖是由於因火山熔岩流、地震引起的山崩滑坡、泥石流等原因導致河谷、河床被堵塞而形成的湖泊，如五大連池湖、唐家山堰塞湖[6]
冰蝕湖：冰蝕湖是由冰川挖蝕成的窪坑和水磧物堵塞冰川槽谷積水而成的湖泊。如天山天池、新路海。[7]
岩溶湖：岩溶湖是由碳酸鹽類地層經流水的長期溶蝕所產生的岩溶窪地、岩溶漏斗或落水洞等被堵，經匯水而形成的一類湖泊。如草海。[8]
海成湖（潟湖）：海灣的灣口處由於泥沙沉積而將海灣與海洋分隔開而形成的湖泊，通常稱為潟湖。如杭州西湖。有學者認為太湖也曾是個古潟湖。[9]
風成湖：風成湖是因沙漠中沙丘間的窪地積水而形成的湖泊。如巴丹吉林沙漠的湖泊群。[10]
人工湖——水庫：人工挖掘或在河道、海灣築壩而形成的湖泊。如新安江水庫、萬宜水庫。某些天然湖泊經人工築壩抬高水位後也可視為水庫，如洪澤湖。[11]
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風
關於與「風」標題相近或相同的條目，請見「風 (消歧義)」。
風是大規模的氣體流動現象。在地球上，風是由空氣的大範圍運動形成的。在外太空，太陽風是氣體或帶電粒子從太陽到太空的流動，而行星風則是星球大氣層的輕分子經釋氣作用飄散至太空。風通常可按空間尺度（英語：scale (spatial)）、速度、力度、肇因、產生區域及其影響來劃分。在太陽系的海王星和木星上，曾觀測到迄今為止於星球上產生的最為強烈的風。
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櫻花樹隨風吹動約22米/秒（約合49英里/小時）
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受風力影響的樹木
在氣象學中，經常用風的強度和風的方向來描述風。短期的高速的風的爆發被稱為陣風。極短時間內（大約1分鐘）的強風被稱為颮（英語：squall）。長時間的風可根據它們得平均強度被稱呼不同的名字，比如微風、烈風、風暴、颶風、颱風等。風發生的時間範圍很大，有只持續幾十分鐘的雷暴氣流，有可持續幾小時的因地表加熱而產生的局地微風，也有因地球上不同氣候區內吸收太陽能量不同而產生的全球性的風。大尺度大氣環流產生的兩個主要原因是赤道和極地之間的所受不同的加熱，以及行星的旋轉（科里奧利效應）。在熱帶，熱低壓和高原可以驅動季風環流。在海岸地區，海陸風循環在局地的風中占主要。在有起伏地形的地區，山谷風在局地風中占主要。
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在人類文明歷史中，風引發了神話，影響過歷史，擴展了運輸和戰爭的範圍，為機械功，電和娛樂提供了能源。風推動著帆船在地球的大海中航行。熱氣球利用風可作短途旅行，動力飛行可以利用風來增加升力和減少燃料消耗。一些天氣現象引發的風切變區域可以導致航空器處於危險的境況。當風變強時，會毀壞樹木和人造建築。
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風還可以通過不同的風成過程（比如沃土的形成，黃土的形成）和侵蝕作用改變地表形態。盛行風可以將大沙漠的黃沙從源頭帶到很遠的地方；粗糙的地形可以將風加速，因為對當地的影響很大，世界上一些區域的和沙塵暴相關的風都有自己的名字。風可以影響野火的蔓延。 很多種植物的種子是依靠風來散布，這些物種的生存和分布受風影響很大。一些飛行類昆蟲的種群大小也受風影響。當風和低溫同時發生時，對家畜會有不利影響。風還可以影響動物的食物的儲存，以及它們的捕獵和自保的策略。
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成因
參見：氣壓
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1888年超級暴雪（英語：Great Blizzard of 1888）的地面天氣分析圖。圖中等壓線較密集的區域表明有較大的風。
風是由氣壓的差異造成的。當氣壓差異存在時，空氣會從高壓區域向低壓區域移動，從而產生風速大小不同的風。在一個旋轉的星球上，在赤道以外的地方，空氣的流動會受到科氏力的影響而產生偏轉。就全球而言，大尺度風（大氣環流）的兩個主要的驅動因子是赤道和極地之間的加熱差異（吸收太陽能量的差異導致了浮力）和星球的旋轉。在赤道之外的不受地面摩擦力影響的高空，大尺度的風傾向於達到地轉平衡。在地球表面，摩擦力會使得風逐漸變慢。地表摩擦力還會使得更多的風被吹入低壓區域[1]。一個新的有爭議的理論認為， 森林引起的水汽凝結導致了對森林從海岸沿線吸引潮濕的空氣過程的一個正反饋循環，從而產生了氣壓梯度。[2]
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在解構和分析風廓線時會將風描述為物理的力的平衡。這種分析有助於簡化大氣的運動方程以及構造有關風的水平和垂直的分布的變量。地轉風是科氏力與氣壓梯度力平衡的結果。它平行於等壓線流動，在中緯度地區大致流動在大氣邊界層之上。 [3]熱成風是大氣中兩層地轉風的差分。它僅當大氣有水平溫度梯度之時存在。[4]非地轉風（英語：ageostrophy）是地轉風與真實風之差，它會導致空氣逐漸填滿氣旋。[5]梯度風與地轉風相似，但還包括離心力（或向心加速度）。[6]
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氣象數據
類型
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一個錮囚的中尺度氣旋龍捲風（俄克拉何馬州，1999年5月）
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美國龍捲風走廊
龍捲風
主條目：龍捲風
龍捲風由快速旋轉並造成直立中空管狀的氣流形成，一般都呈上大下小的漏斗狀。超級單體雷暴(Supercell storms)有30%可能性會產生龍捲風。龍捲風內部冷空氣下降，外部熱空氣上升。
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季候風
季候風（又稱季風）是周期性的風，隨著季節變化，並且盛行風向季節切變達120度以上。主要發生在亞洲（東亞地區）、西非幾內亞和澳大利亞的北部沿海地帶等地。
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氣旋
主條目：氣旋
參見：熱帶氣旋和颱風
氣旋（cyclone）是指大氣中水平氣流旋轉形成的大型渦旋，北半球逆時針，南半球順時針。在同高度上，氣旋中心的氣壓比四周低，又稱低壓。熱帶氣旋是發生在熱帶、亞熱帶地區海面上的氣旋性環流。
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全球氣候學
主條目：盛行風
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西風帶和貿易風
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風作為地球大氣環流的一部分
平均而言，東風在吹過極地的風中占主要部分。西風則在地球的中緯度地區占主要。副熱帶高壓脊地區的風大多來自極地方向，赤道地區又是多為東風。
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緊接著副熱帶高壓脊之下的是赤道無風帶，或是馬緯度（即副熱帶無風帶）。這些地區風速很小。地球上很多沙漠都是排列在副熱帶高壓脊的平均緯度上，這裡空氣的下沉使得空氣的相對濕度減小。[19]地球上最強的風是在中緯度地區，寒冷的極地氣團與溫暖的熱帶氣團在這裡相遇。
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風的應用
歷史
基本上，關於風的應用早在西元前即有史料記載，其中較為人知的為人們利用風力去提水，並到宋代時發展達到頂峰，並於文藝復興時期之後傳入歐洲，在荷蘭等地勢較低漥的國家相當興盛，通常用途為農事方面。而十八世紀中葉後，英國人瓦特發明蒸汽機後，進入工業時代，而因此使得風的應用在此之後漸漸沒落，但到了二十世紀的1973年爆發石油危機以來，國際社會開始意識到能源的有限性以及生態上的浩劫下；因此，為了保護環境，風的相關應用開始受到各國重視，時至今日仍持續的發展當中，其中又以歐洲地區對於風的發展最為發達。[20]
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運輸
海運方面，在帆船時代風對航海是極度重要的動力源，信風的運用為地理大發現帶來極大的助力，直到蒸汽船普及後才失去其重要性，但強風對小船的航行仍帶來不少危險性，且強風亦會增強海浪危害航行安全，因此迴避風帶來的危險仍是航海的重點，大型船隻也要迴避龍捲風與颱風等強烈氣旋。
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空運方面，逆風有助於航空器起降，特別是固定翼飛機，而側風對起降則最不利，因此多數機場的跑道盡可能與盛行風向平行以降低遇上側風的機率，航空母艦在要進行起降作業時也多半會逆風航行亦此原因。飛機航行中風亦是重要的危險因素，與行進方向不平行的風容易引發亂流造成飛安問題，因此機身設計必須重視減少風干擾保持平衡，長途飛機則多半會飛到平流層巡航亦為減少對流層的垂直風影響。
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陸運方面，一些空曠平原或河面常會有強風吹拂，因此這些路段或橋梁會加設擋風板增加行車安全，特別是鐵路，一旦因強風造成出軌必成重大事故。車輛本身較少受自然風影響，但高速行駛下產生的相對風便很重要，車身外型是主要的風阻來源，採用流線型的設計可降低風阻係數，提高最高車速並降低油耗，重視性能的跑車與賽車還會要求利用相對風在高速行駛時產生下壓力（即與飛機的機翼相反的概念），藉此確保高速行駛輪胎的抓地力。風對車輛的散熱也極為重要，引擎、煞車與輪胎等容易產生高溫的部件非常需要仰賴風散熱。
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能源
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一座在草原上的風力發電機
主條目：風能
風能是因空氣流做功而提供給人類的一種可利用的能量。空氣流具有的動能稱風能。空氣流速越高，動能越大。人們可以用風車把風的動能轉化為旋轉的動作去推動發電機，以產生電力，方法是透過傳動軸，將轉子（由以空氣動力推動的扇葉組成）的旋轉動力傳送至發電機。到2008年為止，全世界以風力產生的電力約有 94.1 百萬千瓦，供應的電力已超過全世界用量的1%。風能雖然對大多數國家而言還不是主要的能源，但在1999年到2005年之間已經成長了四倍以上。
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娛樂
許多娛樂活動都和風有關，像是懸掛式滑翔、乘熱氣球、放風箏、風箏衝浪、滑翔傘、帆船航行、滑浪風帆、開滑翔機等。
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以滑翔機為例，地面上方的風速梯度會影響滑翔機的起飛及降落階段，風速梯度會產生一種稱為地面發射（ground launch）的效果，但若風速梯度很大，或是有突然的變化，而飛行員保持相同的俯仰姿態，指示空速會增加，可能超過最大速度，因此飛行員需調整俯仰姿態來處理風速梯度的影響[21]。
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自然界中的角色
風侵蝕
風吹襲時，會大量夾帶走地表或岩壁上的微小物質，造成地形上的變化。
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風會利用夾帶的沙粒等堅硬物質做為工具，對沿途的岩石進行撞擊與磨損，造出各種奇特的地形。如台灣野柳地質公園的女王頭。
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沙塵暴/沙漠化
沙塵暴:為風接觸到地面不平的突起產生亂流，並夾帶沙塵，產生移動。
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沙漠化:風大、乾旱的地區遭到過量的耕種與畜牧，導致土地枯渴，成為不適合大部分植物生存的沙漠。
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對植物的影響
蒲公英、山菊、紅檜等植物利用風力傳播自身的種子。
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當長期接受到風的影響，植物有時發生枝幹彎曲；風的強度大時，甚至被連根拔起或是斷裂。
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對動物的影響
當風對著動物吹襲時，若風力太強，會影響到動物的行動能力，有可能會造成減緩，或者是不平衡等，導致動物自身身體的損害。
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適度的風有助於鳥類飛行，特別是需要長途遷徙的候鳥，風的助力十分重要，一旦風力過弱或吹逆風，便會增加耗損的體力，可能增加遷徙途中的死亡率。
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風有助於動物散熱，在沒風、沒水且日照過量的地方，多數動物皆很容易引發中暑的危險。
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風會影響體感溫度，長時間被異於體溫的風吹拂很容易引發疾病，沒有毛皮的人類長期被冷風吹很容易引起感冒。一些靠空氣或飛沫傳染的病原體也會利用風擴大傳染。
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氣溫
溫度
溫度是表示物體冷熱程度的物理量，微觀上來講是物體分子熱運動的劇烈程度。溫度只能通過物體隨溫度變化的某些特性來間接測量，而用來量度物體溫度數值的標尺叫溫標。它規定了溫度的讀數起點（零點）和測量溫度的基本單位。溫度理論上的高極點是「普朗克溫度」，而理論上的低極點則是「絕對零度」。「普朗克溫度」和「絕對零度」都是無法通過有限步驟達到的。目前國際上用得較多的溫標有攝氏溫標（°C）、華氏溫標（°F） 、熱力學溫標（K）和國際實用溫標。
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一張展示了長期全球月平均地表大氣溫度平均值的地圖。
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單原子氣體的溫度和它的原子移動時帶有的動能有密切關係
溫度是物體內分子間平均動能的一種表現形式。值得注意的是，少數幾個分子甚至是一個分子構成的系統，由於缺乏統計的數量要求，是沒有溫度的意義的。
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溫度出現在各種自然科學的領域中，包括物理、地質學、化學、大氣科學及生物學等。像在物理中，二物體的熱平衡是由其溫度而決定，溫度也會造成固體的熱漲冷縮，溫度也是熱力學的重要參數之一。在地質學中，岩漿冷卻後形成的火成岩是岩石的三種來源之一，在化學中，溫度會影響反應速率及化學平衡。大氣層中氣體的溫度是氣溫（atmospheric temperature），是氣象學常用名詞。它直接受日射所影響：日射越多，氣溫越高。
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溫度也會影響生物體內許多的反應，恆溫動物會調節自身體溫，若體溫升高即為發熱，是一種醫學症狀。生物體也會感覺溫度的冷熱，但感受到的溫度受風寒效應影響，因此也會和周圍風速有關。
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對流
對流是指流體內部的分子運動，是熱傳與質傳的主要模式之一。熱對流（亦稱爲對流傳熱）是三種主要熱傳方式中的其中一種（另外兩種分別是熱傳導與熱輻射）。
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一個火爐的熱對流示意圖
概念
對流通常發生在流體內或流體和容器之間有溫度差時，因為溫度的差異會使得流體之間的親密度不同，當液體或氣體物質一部分受熱時，體積膨脹，密度減少，逐漸上升，其位置由周圍溫度較低、密度較大的物質補充之，此物質再受熱上升，周圍物質又來補充，如此循環不已，遂將熱量由流動之流體傳播到各處。質傳方面的例子如不同的鹽分密度或者是外力的施與引起密度不均，也會引起對流。在大氣中、海洋內、以及行星的地函裡，也常有對流發生。
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類型
在熱傳學中，對流被分為自然對流與強制對流。自然對流是指在流體之間僅有溫度差存在時發生的運動，例如，熱空氣上升冷空氣下降（因為熱空氣密度較冷空氣小所以會上升，反之冷空氣密度較熱空氣大所以會下降）。
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自然對流是指當流體內部因溫度差異導致流體運動的對流現象。例如：空氣從暖氣片的表面上升。
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Convection cells.svg
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自然對流的前提是被加熱的材料獲得更多的浮力上升，冷一些的材料下沉。自由對流在很多氣體或液體中因為溫度變化產生的膨脹和收縮並在一個加速度場如重力或者離心力的影響下就會發生。局部密度變化產生的浮力是流體運動的原因。在失重狀態下，因為浮力不再存在，所以也不會有自由對流現象。
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強制對流是指當有外力推動（如通過泵或者風扇）流體導致流體運動的對流現象。例如：電風扇加熱器，當風吹過加熱元件時，空氣就被加熱。當一個人衝著食物吹氣以降溫時，就使用的是強制對流。
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物體表面的對流
地球上的對流
大氣對流
地球的大氣中，太陽輻射加熱地球表面，熱通過傳導傳給空氣。當這一層空氣從地球表面接受到足夠的熱，就會膨脹，密度減小，這樣在浮力作用下上升。較冷的、沉的空氣下沉被加熱，膨脹上升。暖空氣隨著高度上升逐漸冷卻，到達大氣較冷的區域，密度也就增加。因為它不能從下面上升的空氣里下沉，所以只好移動到熱空氣的側面下沉。當它到達地表時又被加熱，重新回到熱空氣流中。這些對流在局部會產生微風、風、暖流、氣旋和雷暴，而大範圍影響就會產生全球大氣環流現象。
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單一區域的空氣上升和下沉叫做對流單體。
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熱隨著氣流上升輻射到太空而散失掉。
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參見：天氣。
海洋對流
主條目：溫鹽環流
從太陽吸收熱能的海洋也可產生對流。一般來說溫度較高的水會傾向於流向極地，低溫的水則會流向赤道。海洋對流同時也會受到海洋中鹽分影響，這就是所謂熱鹽對流。在如此情況下，鹽分較高的暖水會下沉，而涼者、鹽分低的會上升。
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地函熱對流
地函中的對流是驅動板塊運動的動力，從而令地殼移動，產生一系列地質構造運動。地函中作對流用的熱能，來自放射性衰變，特別40K衰變。
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人類應用
其他關於熱對流的應用，在空氣的對流方面，我們多將室內的冷氣裝置須置於上部，暖氣機須置於室內低處，主要是因為冷空氣下降，熱空氣上升的原因，所以空氣之間會產生對流；煙囪的設置，煙囪就是要幫助氣體對流，當熱空氣順著煙囪向上傳遞時，新鮮的冷空氣可以不斷補充，讓爐內的燃燒效果更好。
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另外，我們常見的有關對流的實例如冬天睡覺時蓋棉被，主要是可以防止棉被內外空氣的對流而保持體溫；喝熱水時，若嫌其太熱，常用口吹氣，這是因為吹氣時，鄰近空氣發生對流作用，把熱水的熱帶走，而使熱水易冷卻；失火的地方，常有風助火勢；濱海地區，夏日白天常吹海風，晚上常吹陸風等都是熱對流的例子。
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天氣
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天氣表示大氣在某個特定時間和空間的狀態[1]，反映大氣是冷還是熱、是乾還是濕、是平靜還是狂暴、是晴朗還是多雲等等。[2]絕大多數天氣現象發生在平流層之下的對流層。[3][4]天氣具有5個要素：氣溫、降水、風（包括風向和風速）、濕度和氣壓，其中最重要的是溫度和降水。天氣通常是描述每日的各要素情況，而氣候是指一段長時間內的平均大氣狀況，基本均以儀器測量的數值和基於數值的分類方式（如高溫、小雨、風級等）來描述。[5]如果沒有特別指明，「天氣」一般指的是地球上的天氣。
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馬德拉加拉喬附近的雷暴
基本原理
編輯
天氣現象主要源於不同地方的溫度差異。從大的尺度來看，接近赤道的地區單位面積接收到的太陽能總的來說比其他地區大。從較小的尺度來看，不同的下邊界（如地面和海洋）由於不同的物理性質，吸收太陽能的效率也不同。
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溫度差異會導致氣壓差異。若某個表面的溫度較高，表面上的空氣就會被加熱並膨脹上升，表面處的氣壓就會降低，周圍的空氣會來補充，於是空氣運動產生風。另外科里奧利力會影響氣流的運動方向。許多複雜的天氣現象都源於這樣一個簡單的系統，好比海陸風。
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天氣密度（溫度和濕度）是由一個地方和另一個之間的差異。這些差異可能是由於從熱帶太陽的角度在任何特定地點，由不同緯度。極地和熱帶空氣之間的強烈的溫度反差引起的噴流。在天氣系統中緯度地區，如溫帶氣旋，造成噴流流的不穩定性。由於地球的軸是相對於它的軌道平面傾斜，陽光是在一年中不同時期的不同角度的事件。在地球表面的溫度範圍40°C（100°F至-40°F）的一次。幾千年來，地球軌道上的變化影響地球接收的太陽能量和分佈，並影響長期氣候和全球氣候變化。
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表面溫度反過來的差異造成的壓力差。天氣預報是科學和應用技術，預測國家未來某個時間和位置的大氣。天氣是一個混沌系統，系統內部分微小的變化，可以影響整體。貫穿人類歷史，人類有時試圖控制天氣，有證據表明，人類活動（如農業和工業）在不經意間改變天氣模式。
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研究其他行星上的天氣有助於了解地球上的天氣。太陽系著名的地標－木星的大紅斑，是一種反氣旋風暴，已知有至少有300年的歷史。然而，天氣並不限於行星。廣義的天氣可以包含整個星系空間中氣體（氣態及離子態的元素）的變化，恆星的日冕不斷的噴發，在整個太陽系創造一個本質上非常稀薄的氣層。可以說，太陽風這種太陽大規模噴出的運動，也是一種太陽系內的天氣。
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氣象數據
氣象學是研究大氣運動的科學。下面是天氣的主要數據和現象：
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氣溫·濕度·氣壓·雲（遮蓋率）·風（風向·風力）·降水(雨·冰雹·雪·降水量）·能見度·日照時數
霧·雷電·海市蜃樓·彩虹·龍捲風·極光
氣象站、輪船、氣象氣球、飛機、浮標、人造衛星等可以收集氣象數據。
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天氣和氣候
天氣是指一個地區短時間局部的，臨時的大氣現象。
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氣候是指一個地區長時間（比如30年）的大氣平均物理狀態。
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預報
地球上的極端天氣
參見：天氣紀錄列表
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同一區域經過小雪在3小時後。
地球上，氣溫的年平均值在±40°C（從100°F至−40°F）的範圍內。整個星球的緯度和氣候的大跨度變化範圍使得有些地方的極端氣溫可能會超出這個範圍。地球上有記錄的最低氣溫是−89.2 °C（−128.6 °F），發生在1983年7月21日南極的沃斯托克站。有史以來的最高氣溫是57.8 °C（136.0 °F），發生在1922年9月13日阿齊濟耶省[23]，不過這一紀錄被人質疑。最高的年平均氣溫是34.4 °C（93.9 °F），發生在衣索比亞的達洛爾。[24]最低的年平均氣溫是−55.1 °C（−67.2 °F），發生在南極的沃斯托克站。[25]在人類定居區的最低年平均氣溫發生在加拿大境內努納武特地區的尤里卡（英語：Eureka, Nunavut），達到−19.7 °C（−3.5 °F）。[26]
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太空天氣
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北極光
主條目：太空天氣
天氣不僅僅發生在行星上。和所有恆星一樣，太陽的日冕持續的損耗在太空中，並在整個太陽系產生了一個非常稀薄的大氣。太陽噴射出的物質的移動被稱為太陽風。太陽表面的大型活動（例如日冕物質拋射）以及太陽風的發生反覆無常，使得產生了一個特性與常規天氣系統（例如氣壓和風）相似的系統，常常被稱為太空天氣。太陽系中日冕物質拋射的範圍已經被觀察到可以遠至土星。[27]太空天氣也可能會影響到行星大氣，有時還會到星球表面。太陽風和地球大氣的相互作用可以產生壯觀的極光，[28]也可能對電敏感系統（如輸電系統和無線電信號）產生重大損害。[29]
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氣候
氣候，包括溫度、濕度、氣壓、風（包括風向和風速）、降水量、大氣成分及眾多其他氣象要素在很長時期（一般幾十年以上）及特定區域內基於統計數據的綜合概括描述；除了天氣的「平均」外，還包括了天氣的變化和極端情況，以及異常情況的發生[1]。與氣候相比，天氣是指這些氣象要素在近兩周內的實時狀態。
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一個地方的氣候是受該地的緯度、地形、海拔、冰雪覆蓋情況、以及附近水體及其水流狀況影響的。氣候可根據不同氣象要素的平均範圍和特殊範圍進行分類，最常採用溫度和降水量，其中最普遍使用的分類系統是柯本氣候分類法。1948年開始使用的桑斯維特費氣候分類系統[2]，在溫度和降水量兩個變量的基礎上增加土壤水分蒸散量，該系統應用於研究動物物種多樣性和氣候變化的潛在影響。伯傑龍和空間天氣分類系統側重於通過氣團的形成來確定某些地區的氣候狀況。
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古氣候學是對古代氣候的研究和描述。由於19世紀前氣候無法通過直接觀察獲得，因而古氣候是通過代用指標推斷得到的，這些代理變量包括非生物跡象如在湖床和冰核中發現的沉積物，以及生物跡象如樹木年輪和珊瑚生物。氣候模型是指包括古代，現代和未來的氣候的數學模型。季節分配比較均勻
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成因
太陽輻射因子
編輯
太陽輻射因子是氣候的根本動力來源。這類因子有：緯度因素、大氣對太陽輻射的削弱作用強弱等。
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下墊面因子
下墊面因子對氣候的形成有著相當重要的作用。這類因子有：洋流、地面植被、下墊面對太陽輻射的吸收和反射、折射、散射等。
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大氣環流因子
大氣環流因子本身是氣候的組成部分，對某地氣候的形成起著直接性的影響。主要因子有：氣團的平均狀況、氣流的平均狀況等。
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人類活動因子
人類活動因子通過對其他因子的變化對氣候起作用。比如改變地面的植被、興修水庫、向大氣排入各種氣體等等。
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氣候分類
主條目：氣候分類
有幾個方法可將氣候區分為相似的體系。最初，古希臘人把氣候定義為在不同緯度地區的天氣情況。而現代氣候分類方法則可以廣義的分為注重氣候成因的遺傳法，以及注重環境影響的經驗法。遺傳法一般依據不同氣團類型的相對頻率或是綜觀天氣造成干擾的位置來分類。而經驗法一般按區域劃分氣候，參考植物硬度[10] evapotranspiration,[11]以及蒸發散量，或是使用更常見的Koppen氣候分類法，此法用於結合特定的生物群落來對氣候進行劃分。這些分類體系存在一個普遍的不足，即在它們把不同區域之間劃出了明顯的界限，而沒有用到自然界中常見的氣候漸變。
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伯傑龍與空間氣候
最普遍的方法就是用氣團的概念來分類。而伯傑龍分類法是氣團分類法中最廣為認可的。氣團分類法涉及三個字母。第一個字母描述氣候潮濕的特性，用C表示乾燥的大陸氣團，而用M表示潮濕的海洋氣團。第二個字母描述該地區的氣溫特性：T代表熱帶，P代表極地，A代表南北極，M代表季風，E代表赤道，S代表高層空氣（大氣中由大量下行運動形成的乾燥空氣）。第三個字母用以標明大氣的穩定性。如果氣團比下面的地表冷，就標記為K。而比地表熱則標記為W。[12]50年代的天氣預報中提及到氣團的概念，氣象學家們在這個基礎上於1973年開始起創建了天氣氣候學。[13]
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空間天氣分類系統（SSC）是在伯傑龍分類體系的基礎上建立的體系。依照SSC體系有六種分類：乾燥極地（與大陸極地類似），乾燥適中氣候（與海洋高層空氣類似），熱帶乾燥（與熱帶大陸類似），潮濕極地（與海洋極地類似），潮濕適中（海洋極地和海洋熱帶的混合），還有潮濕熱帶（與海洋熱帶、海洋季風以及海洋赤道類似）。
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雲
此條目的主題是氣象學中的雲。關於電腦領域的雲，請見「雲端運算」。
「烏雲」重新導向至此。關於其他用法，請見「烏雲 (消歧義)」。
雲是大氣層中以水為主，包含其他多種較少量化學物質構成的可見液滴或冰晶集合體[1]，這些懸浮的顆粒物也稱氣膠。研究雲的科學稱為雲物理學，為氣象學的領域之一。實務上，雲專指距離地面較遠的液滴冰晶集合體，距離地表較近的則稱為霧，不過兩者在化學構成上其實是相同的[1]。在太陽系的其它一些行星和衛星上也觀測到雲[2][3][4]。由於各星球的溫度特性不同，構成雲的物質也有多種，比如甲烷、氨、硫酸。
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旺盛對流形成的積雨雲
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全球雲的平均光學厚度
科學上，雲的主要結構為水，當大氣中的水氣達到飽和蒸汽壓時，便會成雲。在地球上，水氣能達到飽和通常肇於兩種原因：空氣的冷卻和水氣的增加。當雲的密度超過空氣浮力時，有些雲會落至地面，形成降水；幡狀雲則不會形成降水，因為所有液態水在到達地表前就先被蒸發了[來源請求]。雲是地球上水循環和能量的最好例子。太陽輻射電磁波至地表，提供熱能使地表水蒸發形成水蒸氣；最後，雲再藉由降水的方式釋放潛熱並將水回歸至地表[5]。
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雲的顏色與外觀成因於水滴或冰晶散射陽光的行為。此外，因為雲反射和散射所有波段的電磁波，所以雲的顏色成灰度色，雲層比較薄時成白色，但是當它們變得太厚或太濃密而使得陽光不能通過的話，它們可以看起來是灰色或黑色的。在黃昏和清晨，由於散射現象，雲還可以顯現為紅色、紫色、黃色等多種顏色。
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雖然地球上大部分的雲都形成於對流層，但有時也會在平流層和中間層觀測到雲。這三個大氣層的主要圈層常並稱為「均質層」，均質層中大氣各物質組成比例大致均勻（水除外），不太因地點、時間、高度改變[1]。均質層常與非均質層作為對比，後者由增溫層和散逸層組成屬於外太空的過度區。
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成因
大氣中水氣的含量稱為濕度。在定溫下，水氣含量超過飽和蒸汽壓便會開始凝結。飽和水氣壓和空氣溫度、壓力有關，一般來說，飽和水氣壓隨高度上升而遞減。因此，當潮濕空氣所處位置溫度較低時，便容易飽和，此時水分子就會聚集在空氣中的微塵（凝結核）周圍，形成雲。至於潮濕空氣會位於低溫地區的原因有很多，主要包括以下幾種，依照其形成的原因或外觀命名。
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鋒面雲
當冷暖鋒交會時，溫度較高，水氣含量通常也較高的暖氣團因為重量較輕，而在鋒面處抬升，成雲。台灣每年4至6月的梅雨就是一個很好的例子，氣象圖上經常可以看到一個長條狀的連續雲帶。
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地形雲
當潮濕空氣因為海風、季風、信風、谷風等原因被吹送至一個地形爬升的地方時，濕空氣會沿正地形上升至低溫的高空，形成雲。由地形雲導致的雨稱為地形雨，印度的乞拉朋吉地區便常因為地形雲、地形雨導致大量降水。
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平流雲
當氣團經過一個較冷的下墊面時，例如一個冷的水體，便可能成雲。
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對流雲
主條目：對流雲
當空氣對流時，通常含水量較高的暖空氣會因為較輕而上升，到低溫的高空時便有可能成林益雲。
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氣旋雲
海面水氣隨氣旋氣流上升而產生的雲，例如颱風系統豐富的雲胞。
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火積雲
主條目：火積雲
火積雲是一種相當濃厚的積雲，常伴隨火山或山火等高溫環境中形成[6]。火積雲是因為來自地表的空氣被加熱到極高溫而形成。高熱會產生對流使氣體上升到穩定的區域，成雲。世界氣象組織並無將火積雲列為獨立的類別，而是列入積雲中。
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蕈狀雲
主條目：蕈狀雲
蕈狀雲，是一種由煙塵組成的蘑菇狀火積雲，通常由大爆炸引起的水蒸氣壓縮造成。當水氣解壓縮時，溫度會降低，形成雲朵。蕈狀雲常見於核爆炸、火山噴發和撞擊事件。世界氣象組織並無將蕈狀雲列為獨立的類別，而是列入積雲中。
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航跡雲
主條目：飛機雲
人類的飛行器和遠洋巨輪帶來大量氣膠的排放，可以促使空中出現航跡雲。
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分類
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雲類和高度比
成因分類
可見上一章節內容，分對流雲、平流雲、鋒面雲、地形雲等等。
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形態分類
簡單來說，雲主要有三種形態：一大團的積雲、一大片的層雲和纖維狀的捲雲。
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高度分類（標準分類）
雲的科學分類最早是由法國博物學家讓-巴普蒂斯特·拉馬克於1801年提出的。1803年，業餘氣象學家盧克·霍華德提出以拉丁語命名雲的想法[7]。1929年，國際氣象組織以霍華德的分類法為基礎，按雲的形狀、組成、形成原因等把雲分為十大雲屬[8]。而這十大雲屬則可按其雲底高度把它們劃入三個雲族：高雲族、中雲族、低雲族。另一種分法則將積雲、積雨雲從低雲族中分出，稱為直展雲族。這裡使用的雲底高度僅適用於中緯度地區。在中文命名上，高雲族雲屬的開頭是「卷」、中雲族是「高」、低雲族是「層」。
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高雲族
捲雲（Ci, Cirrus）：常呈現絲條狀、羽毛狀、馬尾狀、鉤狀、片狀或砧狀等。
卷積雲（Cc, Cirrocumulus）：似鱗片或球狀細小雲塊。
卷層雲（Cs, Cirrostratus）：呈現薄幕狀。
毛卷雲 卷積雲 卷層雲
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高雲形成於6000m至18000m高空，對流層較冷的部份。分三屬，都是卷雲類的。在這高度的水都會凝固結晶，所以這族的雲都是由冰晶體所組成的。高雲雲一般呈現纖維狀，薄薄的並多數會透明。
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中雲族
中雲於2500ｍ至6000m的高空形成。它們是由過度冷凍的小水點組成。
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高積雲（Ac, Altocumulus）：呈扁圓形、瓦片狀等，且以波浪形排列。
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高積雲
高層雲（As, Altostratus)：像一種帶有條紋的幕，顏色多為灰白色或灰色。
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高層雲
低雲族
低雲是在2500ｍ以下的大氣中形成。當中包括濃密灰暗的層雲、層積雲（不連續的層雲）。
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層雲（St, Stratus）：層雲完全沒有結構，它由細小的水珠組成。層雲接地就被稱為霧。
層積雲（Sc, Stratocumulus）：層積雲由積雲平展而成，常呈波狀，較薄處為白色或淺灰色。
雨層雲（Ns, Nimbostratus）：雨層雲呈暗灰色，雲層較厚且均勻，覆蓋全天，常伴隨持續性降雨。
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直展雲族
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天空中發展中的濃積雲和積雨雲
積雲（Cu, Cumulus）：積雲如同棉花團，雲體垂直向上發展，常見於上午，午間發展最旺盛，並於午後開始逐漸消散。
積雨雲（Cb, Cumulonimbus）：由積雲發展而來，伴隨雷暴與陣雨，雲體高聳，頂部常呈花菜狀或砧狀，雲底陰暗。
直展雲有非常強的上升氣流，所以它們可以一直從底部長到更高處。帶有大量降雨和雷暴的積雨雲就可以從接近地面的高度開始，然後一直發展到13000m的高空。在積雨雲的底部，當下降中較冷的空氣與上升中較暖的空氣相遇就會形成像一個個小袋的乳狀雲。薄薄的幞狀雲則會在積雨雲膨脹時於其頂部形成。
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夜光雲很罕見，它形成於大氣層的中間層，只能在高緯度地區看到。
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晨輝是非常罕見的雲，通常出現在早晨，所以英文是與牽牛花相同的Morning Glory。
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三條晨輝
火焰雲、火燒雲或流火雲，通常發生在日出和日落的時分，天空的雲層會呈現一片由黃色到紅色的雲彩，氣象學上稱為「霞」[9]。因為日出和日落的時候，太陽的位置靠近地平線，此時太陽與地面之間的夾角很小，太陽的光線必須通過較厚的大氣層，才能夠達到地面。太陽光線的光譜中含有七種顏色的光線，其中以紅光和橙光穿透大氣層的能力相對較強，因此較其他顏色的光線容易抵達地面。因此在日出與日落的時候，從地面用肉眼觀看天空的雲層，較容易看見一片橘紅色的天空。火燒雲的出現代表雲層中的水分充足，才會反射出不同的光譜[10]，所以民間盛傳火燒雲出現後會有大雨，而且過去颱風來臨前[11]，也常見有火燒雲的氣象，但台灣氣象局指出兩者並沒有必然關係[12]。
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按照相態分類
冰雲
水雲
混合雲
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雨
雨是一種自然降水現象。大氣層中的水蒸氣凝結成小水珠，大量的小水珠形成了雲。當雲中的水珠達到一定質量以後就會下落至地表，然後自然乾掉，這就是降雨。雨是地球水循環不可缺少的一部分，是大部分生態系統的水分來源，是幾乎所有的遠離河流的陸生植物補給淡水的唯一方法。也是水力發電水資源之主要來源，水力發電需要仰賴降雨維持發電。
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雨中的風景
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積雨雲帶來的驟雨
雨
0:19
典型的雨聲和雷聲
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雨也有可能是雪融化產生的，當溫度變化起伏很大時而下雪的天氣又沒有停，當溫度到臨界點時尚未掉落的雪就會融化，都將會變為雨落至地表。雨滴也有可能在還未到達地面前就蒸發消失，尤其在太過乾燥的環境和氣候下，絕大部分都不會落在地表，雨雲在此環境下非常難以降雨，且被地形阻擋無法過來此環境下降雨，阿他加馬沙漠更是幾乎完全沒有降雨。
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在航空例行天氣報告中，降雨情況的代號是RA。
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形成
由小水滴（小冰滴）構成的雲稱為水成雲（冰成雲）。當雲為水成雲或冰成雲時，雲能否降水，取決於能否在較短時間內形成大量足夠大的雨滴（一個雨滴約合一百萬個雲中水滴）。雲中水滴形成雨滴的途徑有兩種。或者雲中水滴自己不斷凝結變大，或者雲與雲之間互相碰撞使得雲中水滴相互結合，質量變大。當水滴的質量大到上升氣流無法將其「托住」時，水滴下降，便形成了雨。實際上，水滴僅僅靠自我凝結是很難變成足夠下降的雨滴的，主要的增長手段是通過水滴之間的相互結合。
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在降雨過程中，雲層中原始雨滴由於凝結核的大小不同，凝結髮生的先後不同，雨滴的原始大小就是不相等的。大小水滴因水汽壓的不同，水分容易由小水滴轉移到大水滴上去，使大水滴不斷增大，小水滴也會變小。當水滴不斷增大，在空氣中下降時就不再保持球形。開始下降時，雨滴底部平整，上部因表面張力而保持原來的球形。當水滴繼續增大，在空氣中下降時，除受表面張力外，還要受到周圍的空氣作用在水滴上的壓力以及因重力引起的水滴內部的靜壓力差，二者均隨水滴的增長及下降而不斷增大。在三種力的作用下，水滴變形越來越劇烈，底部向內凹陷，形成一個空腔，形似降落傘。[1]空腔越變越大，越變越深，上部越變越薄，最後破碎成許多大小不同的水滴。破裂的水滴又會被其它的大雨滴吞併形成新的大水滴。此外，雨滴所帶有的正負電荷也是雨滴之間衝撞結合的原因之一。
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水滴在下降過程中保持不破碎的最大尺度稱為臨界尺度，常用等體積球體的半徑來表示，稱為臨界半徑或破碎半徑。在不同的氣流條件下，臨界半徑是不同的。如在均勻氣流條件下，臨界半徑通常為4.5至5.00mm，而在有擾動的瞬時氣流條件下，臨界半徑更小。
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雨在下落時可能做數次垂直運動，這是由上升氣流的強與弱有關的。如果雲層含水量少，那麼就無法形成雨，而是陰雲；如果雲層含量大，上升氣流強，導致水滴在下降過程中凝結，而凝結成的冰又被上升氣流托住而上升，如此反覆則形成雹。
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根據雨的成因可把雨分為：
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人工降雨
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主條目：人工降雨
人類長期以來一直尋求人工降雨的方法。包括中國、美國和法國都有積極的人工降雨計劃，即在雲層中散播化學物質，導致雨滴凝聚，並形成降雨。化學物質的選用取決於所要催化的雲層類型。通常使用碘化銀，乾冰，液態丙烷，但效果仍有爭議。
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鋒面雨
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鋒面降水，藍色表示冷空氣，紅色表示熱空氣
主條目：鋒面雨和鋒 (氣象)
鋒面雨，又稱氣旋雨、梅雨。當天氣系統（英語：Synoptic scale meteorology）中氣團緩慢上升時（以厘米每秒的速度量級），常常會發生層狀降水（一個有著相似降水強度的廣闊的降水帶）和動力性降水（陣性的對流性降水，在較小範圍內降雨強度會變化很大），比如在冷鋒附近和暖鋒南方近地面。在熱帶氣旋眼壁外圍附近，以及中緯度氣旋的逗號頭型降水模式中也可以看到類似的上升活動。[2]沿著錮囚鋒可以發現很多種類天氣，甚至可能發生雷暴，但是這些天氣過境後常會伴隨著干氣團的到來。錮囚鋒一般形成在發展成熟的低壓區附近。[3]區分降雨和其他降水形式（例如雪和冰丸）的標誌是，有厚厚一層溫度高於冰的熔點的氣團存在，從而使得冰凍的降水在到達地面前能被完全融化。如果在接近地表有一層溫度低於冰點的淺層，降雨下落後會形成凍雨（雨水接觸低於冰點的表面時被冰凍）。[4]當大氣中的低於冰點的溫度層高於11,000英尺（3,400公尺）時，冰雹發生的機會將顯著減小。[5]
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對流雨
對流雨有時又稱熱雷雨、雷陣雨，台灣稱西北雨。在熱帶雨林氣候區和夏季的亞熱帶季風氣候溫帶季風氣候區多見。對流性降雨或陣性降雨是由對流性雲（比如積雨雲，濃積雲）造成的。這類降雨一般都是陣雨，且強度變化很快。由於對流性降雨的水平覆蓋範圍有限，它一般只在某一區域下一小段時間。大多數熱帶地區的降雨都是對流性的，但是層狀性降雨有時也會發生。[2][6]霰和冰雹都意味著降水是對流性的。[7]在中緯度地區，對流性降雨經常發生在斜壓性邊界（比如冷鋒，暖鋒，颮線等）附近。[8]
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地形雨
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主條目：地形抬升
暖濕氣流在運行的過程中，遇到地形的阻擋，被迫沿著山坡爬行上升，從而引起水汽凝結而形成降水，稱為地形雨。地形性降雨發生在山坡的迎風面。大尺度濕潤空氣跨越山脊時的抬升運動會導致絕熱性冷卻和凝結。在世界上有著相對持續的風（比如信風）的山脈地區，山脈的迎風面比起背風面經常會有著更濕潤的氣候。水汽在地形抬升過程中被漸漸移除，使得背風面下沉的的空氣比較乾燥和溫暖（參見下降風），常常形成雨影區。[9]
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夏威夷考艾島的瓦埃萊爾山（英語：Mount Waiʻaleʻale）以極端多的降雨而聞名，其年降雨量是世界第二高，有460英寸（12,000公釐）。[10]科納風暴每年在10月到4月間給該州帶來暴雨。[11]當地的氣候因為地形原因幾乎在每個島上都有所不同，大致根據相對於高山的位置被分為迎風（Koʻolau）和背風（Kona）區域。迎風一側面對東北而來的信風，接收更多的降雨；背風一側則更乾燥些，陽光更多，雨水較少且雲較少。[12]
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在南美，安第斯山脈的山脊阻擋了太平洋的水汽到達內陸，從而造成背風面的阿根廷西部的沙漠氣候。[13]內華達山脈在北美有著相同的效應，形成了大盆地和莫哈韋沙漠。[14][15]
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颱風雨
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氣旋中心附近氣流上升，引起水汽凝結而形成降水，稱為颱風雨。常見的有熱帶氣旋和溫帶氣旋帶來的降水。
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季節
季節是每年循環出現的地理景觀相差比較大的幾個時間段。不同的地區，其他季節的劃分也是不同的。對溫帶地區而言，一年分為四季，即春季、夏季、秋季、冬季；熱帶地區只有旱季和雨季，或無季相之分。在極地，並非只有冬季，但春秋季不明顯，以北極為例，五月到九月為夏季，十月到隔年四月為冬季，即沒有春季和秋季。
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成因
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季節更迭的根本原因是地球的自轉軸與其公轉軌道平面（黃道面）不垂直，與公轉軌道平面的垂直線形成夾角23度26分的傾斜（黃赤交角），若假設北半球是地球的頭部，地球像是從頭到腳一直全身歪斜23.26度繞著太陽轉（此角度會有緩慢小幅度的變動），而且歪斜方向不變，使北極會隨著地球繞日公轉而逐漸朝向太陽或逐漸朝向太空，公轉到某些位置時使北半球有大面積朝向太陽，北極冷空氣減少形成北半球夏天；北半球冬季時則相反，地球繞太陽轉時北半球逐漸朝向太空不朝向太陽，北極有長時間照不到太陽，冷空氣增加形成北半球冬天。南半球季節則與北半球相反，因北半球夏天有大面積照到太陽時南半球的南極卻朝向太空，長時間完全照不到太陽溫度降低形成南半球變成冬天。春季和秋季則為過渡季節，當太陽直射點接近赤道時，雖然北半球南半球都逐漸朝向太空不朝向太陽，但地球因此如同以「側面」面向太陽，南北兩半球的日照面積相同，因此氣候不冷不熱。
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四季的劃分
熱量差異的季相特徵
在不同的緯度帶內，季節變化具有不同的特徵。在南北半球的相對氣候帶，季節也相對：秋季對春季，夏季對冬季。
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溫帶、亞熱帶
編輯
四季分明。
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寒帶
寒帶終年寒冷，但是在夏季和冬季的氣溫差別還是很明顯的。 在夏季和冬季會出現極晝、極夜的現象。
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熱帶
隨季節變化會出現太陽直射的現象，各個季節的溫度差異不大，氣象主要受到乾濕情況和季風的變化。
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四季與晝夜的形成
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為什麼會出現四季呢？一切都是由於地球的傾斜！
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許多人認為地球在夏天離太陽更近，所以溫度高；同樣，地球在冬天距離太陽最遠，所以溫度低。
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這種觀點聽起來很有道理，其實是不正確的。
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地球的軌道並不是個正圓，而是有些扁的橢圓。在一年中的某些月份，地球比其他時候距離太陽更近。然而，與想像中相反，在北半球，我們冬天離太陽最近，夏天離太陽最遠；但其實地球全年距離的變化對天氣並未造成很大的影響。
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為什麼會出現四季呢？一切都是由於地球的傾斜！
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許多人認為地球在夏天離太陽更近，所以溫度高；同樣，地球在冬天距離太陽最遠，所以溫度低。
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這種觀點聽起來很有道理，其實是不正確的。
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地球的軌道並不是個正圓，而是有些扁的橢圓。在一年中的某些月份，地球比其他時候距離太陽更近。然而，與想像中相反，在北半球，我們冬天離太陽最近，夏天離太陽最遠；但其實地球全年距離的變化對天氣並未造成很大的影響。
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地球上四季的形成其實另有原因。
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地軸是地球自轉的假想軸，它透過地心連接南北兩極。地球每天圍繞地軸轉一圈。這就是地球上晝夜交替的原因。
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地球上有四季正是因為地軸不是直上直下的，而是傾斜的。
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什麼造成了地球的傾斜呢？
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很久很久以前，地球還很年輕，一個巨大的天體撞上了地球，給了它猛烈一擊。從此之後，地軸就不是豎直的了，而是傾斜了一些。
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撞擊地球的天體名字叫做 「忒伊亞」。它將地球的表面撞出了一個大洞，使得許多塵土和砂礫飛入了地球的軌道中。許多科學家認為，這些塵土和砂礫最終形成了月球。
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地球繞太陽旋轉時，傾斜的地軸始終指向同一方向。所以一年中，地球上被太陽直射的區域是不斷變化的。
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可以證明地球是圓的而非平面的幾個方法：
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船隻出入港口時的情形
月蝕時，
可見到地球輪廓是圓的
在同一時刻，
世界各地的竿影不等長
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◎形成晝夜的原因：地球自轉
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( 一)晝夜與四季：
A 、 晝夜形成的原因：
(1) 地球像陀螺一樣，會繞著【自轉軸】旋轉，每轉一圈就是【一天】 。
(2) 由於太陽照射，地球面向太陽的地區為【白天】 ，背著太陽的一面為【黑夜】 。
(3) 正午：在一天中，太陽達到【最高點】的時刻或太陽【仰角】(陽光和地平線的夾角) 最大的時刻。
(4) 自地球北極的上空觀看，會發現地球是以 【逆時鐘】 方向轉動；如果從赤道的方向看， 則地球是由【西向東】轉。
(5) 天空中日月星辰的及每天有晝夜交替的現象，都是地球【自轉】所造成的。
B 、 地球的自轉：
(1) 地球由於由西向東自轉，因此太陽及月球都是由【東方】升起， 【西方】落下。
(2) 每天夜晚觀測星星的位置不相同：
甲、 地球的自轉軸指向天空的【北極星】 ；因此它在天空的位置幾乎是不動的。
乙、 天空的星星繞著北極星，以【逆時鐘】的方向運轉。
丙、 遠離北極星的星星，受地平線的影響，有【東升西落】的現象。
(3) 由於地球的自轉傾斜，因此【夏季】的晝長夜短， 【冬季】時晝短夜長。
C 、 地球的公轉：
(1) 地球除了自轉外，由北極上空向下看，地球以 【逆 時鐘】方向繞太陽公轉。
(2) 地球的自轉軸相對於公轉軸傾斜【23.5 度】 。
(3) 地球繞太陽公轉一周的時間稱為【一年】 。
(4) 地球繞太陽公轉，軌道所在的面稱為【黃道面】 。
D 、 四季變化的成因：
(1) 由於地球的【自轉軸】與【黃 道面】並非垂直，而是傾斜 【23.5】 度，部分地區在一年 當中會有太陽照射 【角度】 的 不同或照射時間 【長短】 的差 異，便是四季變化的成因。
(2) 四季的溫度變化：陽光直射處
地面的溫度較 【高】 ，斜射處的地面溫度較【低】 。
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(3) 以北半球(臺灣)來看：
甲、 夏至當天，陽光會直射【北 回歸線】 ，春分及秋分會直射 【赤道】 ，冬至則陽光直射 【南迴歸線】 。
乙、 北半球的夏至時，地球位於 【遠日點】 ，而冬至時，則位 於【近日點】 。
丙、 太陽在不同季節時的運動軌跡：
丁、 【春分】和【秋分】時，太陽升起的位置在正 東方，由正西方落下；夏至時，太陽升起的位 置偏 【北】 ；冬至時，太陽升起的位置偏 【南】 。
戊、 由於陽光直射位置改變，造成晝夜長短不同， 例如臺灣在夏天時，白天比夜晚【長】 ， 【冬天】 時則相反。
E 、 生物對氣候的適應：
(1) 冬眠：通常生物有適應不同氣候型態的能力，生活在溫 帶地區的生物，有些必須靠【冬眠】來適應季節變換 所帶來的溫度變化。 例如：蛙、蛇、熊等動物的冬眠。
(2) 遷徙 ： 有些動物隨著季節改變而遷徙到適合生存的環境。 例如：每年九月底會有黑面琵鷺從【北方】來到臺灣 的【曾文溪】過冬，直到次年【三月】再陸續飛回。
F 、 黃道：
(1) 當地球繞太陽公轉時，太陽看起來會在這些星座構成的背景前移動，移動的軌跡就稱
為黃道 (最常見的定義)；
(2) 如果太陽位於巨大的天球中央，地球公轉軌 跡在天球上的投影即為黃道；
(3) 地球的公轉軌跡即為黃道。
G 、 晝夜長短變化與季節：
(1) 由於直射位置的改變，造成晝夜長短的不 同，例如在臺灣夏天時，白天比夜晚長， 冬天時則相反。
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補充說明：
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因日出東方之故，我們知道地球自轉的方向應該是由西向東轉。
所以在東邊的城市(東京)，會比在西邊的城市(臺北)更早看到日出。
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為配合世界各地民眾的起居作息，地球被分成了 24 個時區。每向東過一時區則鐘錶撥快一小時，向西則撥慢一小時。
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地球上各地方晝夜循環不息，以英國格林維治地方的子午線為標準時刻的世界時，不適合世界各地民眾的起居作息時間，西元1884年，在美國華盛頓召開的國際性時間會議中決議，全世界按統一標準劃分時區，實行分區計時，這種時間稱為標準時，它以格林維治經線為零度作標準，把西經7.5度到東經7.5度定為零時區，由零時區分別向東與向西每隔15度劃為一時區，東西各有十二個時區，東十二區與西十二區重合，此區有一條國際換日線，作為國際日期的變換，全球合計共有廿四個標準時區，同一時區內使用同一時刻，每向東過一時區則鐘錶撥快一小時，向西則撥慢一小時。
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不過時區界線原則上雖按上述方式劃分，但為方便實施避免施政困擾，世界各國往往加以變通，取政區界線或自然界線來劃分時區。(如夏威夷、阿留申群島等地方)
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(以上時區部份資料摘自中央氣象局)
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◎形成四季的原因：地球公轉、地軸傾斜
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(一)地軸的傾斜
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如果地軸和地球運行的軌道垂直，則日光直射之處永遠都是赤道，我們的每一天也都會是12小時白天，12小時黑夜，但這和實際情形不符合，所以地軸必定是傾斜的。
夏季(夏至)時，日光直射北回歸線，此時北回歸線上(臺灣)白晝部份比黑夜部份長，北半球會變得晝長夜短，南半球則剛好相反。此時的北極在永晝的狀態，而南極是永夜。
冬季(冬至)時，日光直射南回歸線，此時北回歸線上(臺灣)白晝部份比黑夜部份短，北半球會變得晝短夜長，南半球則是相反的夏天。此時的北極在永夜的狀態，而南極是永晝。
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(二)地球公轉
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一年四季的產生，除了地軸傾斜，還需要地球的公轉，才會使得太陽直射的地方一直不停改變，產生晝夜長短的變化。
一年中，地軸的方向是固定的，都指向我們星空中的北極星。
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關於月相
月相，是由地球上所觀看之月光形態。月球本身不發光，月球直接被太陽照射之部份反射太陽光，才可見發亮，其陰影部分是月球自己之陰暗面。根據天文學，月球環繞地球公轉時，地球、月球、太陽之相對位置不斷規律地變化，使觀測者從不同角度看到月球被太陽照明之部分，造成月相盈虧圓缺之變化。
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4:54
從北半球觀察的2020年的月相和天平動，以每小時為時間間隔，帶有標題和擴展信息文本。
4:54
從南半球觀察的2020年的月相和天平動，以每小時為時間間隔，帶有標題和擴展信息文本。
月相盈虧周期平均是29.53日，曆法中之朔望月源於此。
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概論
當地球位於月球和太陽之間時，我們可以看到整個被太陽直射的月球部分，這就是滿月。當月球位於地球和太陽之間時，我們只能看到月球不被太陽照射的部分，這就是朔；而當首度再見到月球明亮的部分時，稱為「新月」。當地月聯線和日月聯線正好成直角時，我們正好可以看到月球被太陽直射的部分的一半，這就是弦月（半月，因為月球亮部的圓弧如同弓柄，近似直線的黑影邊緣如弓箭的弦，故得名）。
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月相的更替周期是29.53日，稱為一個朔望月，它是曆法中歷月和星期的來源。這個時間比月球公轉的時間（恆星月）要長，因為當月球繞地球公轉時，地球也在繞太陽公轉，一個朔望月月球大約要繞（360+360*29.53/365.24）=389.11度（公轉只繞360度）。所以一恆星月大約為29.53 * 360 / 389.11 = 27.32天。
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月相不包括由於地球遮住太陽所造成之月食。月球繞地球公轉的軌道面（白道面）與地球繞太陽公轉的軌道面（黃道面）之間有5度夾角，因此新月或滿月時月地日之間往往並非完全是一條直線。當月地日之間完全是一條直線時就可以觀察到日食（新月時）或月食（滿月時）。正是由於這5度的傾斜，每月都有朔和滿月然而並非每月都有月蝕和日食。
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對地球中低緯度區的觀察者來說，月球永遠是東升西落，北半球月球中天方位偏南，而南半球則偏北；而月升至月落大約都是半日的時間，但若月亮在天空的期間是白晝，則通常很難被注意到[註 1]。
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月相的名稱
月曆
主條目：陰曆
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2005年5-6月的月相。
曆月的平均長度是一年的1/12，大約是30.4天左右，而月球相位（朔望月）的循環周期平均是29.53天。因此，月球相位的每個階段在每個月平均都會持續的提前一天。如果你在一個月的每一天都拍攝月球的相位，從日落後的黃昏開始，然後每天延後約25分鐘拍攝，然後在日出之前的凌晨結束，你可以創建出如同圖示的2005年5月8日至2005年6月6日的完整月相複合圖。但要注意在5月20日沒有圖像，因為在5月19日晚間的子夜之前拍了一張，而下一張在5月20日晚間的子夜之後，已經是5月21日才拍攝。同樣的，如果你觀察月曆上月球出沒的時間，有時候也有某一天會被跳過去（即當天沒有月出或月沒）。當月亮在升起的時間接近某一天的子夜之前，則下一次再升起時就會在第二天子夜之後而跳過了一天（月沒和中天有是相同的狀況）。這種跳過一天的現象是人為的曆法造成的，並不是月球的行為古怪。
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如此週而復始地重複12個月，也是地球繞太陽一週的週期，稱之年；陽曆！
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關於生物的起源與演化歷程
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生命起源與演化歷程
主條目：生命演化歷程、地球歷史和演化樹
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位在美國冰川國家公園的前寒武紀疊層石（stromatolite），可能是已知最早的生命化石紀錄。
對於最初始的生命起源，目前尚未明瞭。因為這段過程牽涉到太陽系與地球的形成過程，所以對於生命起源的研究，許多是來自物理學與化學。例如1952年的米勒-尤里實驗中，史坦利·米勒與哈羅德·尤里以氨、甲烷、氫氣、氰酸與水等分子，模擬地球的原始狀態，並首次在實驗室中製造出生物的最基本物質[117]。而近年的研究發現，作為胺基酸原料的有機分子，有可能是來自太空中[118]，或是海底火山[117]。
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而關於包括遺傳物質在內的有機分子演化過程，現在科學家一般認為核糖核酸比蛋白質與脫氧核糖核酸更早出現，之後出現類似反轉錄酶的蛋白質，最後才有脫氧核糖核酸，不過這些理論的證據並不多[119]。脂肪酸的出現則構成了原始的細胞膜，之後經由內共生等過程，形成最早的單細胞生物。
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在演化過程中，有許多關鍵性的生物分化，配合地質年代與演化歷程，能夠歸納出演化時間表。2015年一項在西澳的古老岩石進行的研究中發現41億年前「生物曾經存在（英語：Biotic material）的行跡」[120][121]。原核單細胞生物則出現在33億年前。到了18.5億年前，才出現最早的真核單細胞生物。16億年前真核藻類出現。6.65億年前動物出現。再此之前的年代稱為前寒武紀[122]。
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古生代是由5億4千1百萬年前到5億1千萬年前所發生的寒武紀大爆發開始，此時大多數現代動物在分類上的門已經出現。之後海中藻類大量爆發，而且植物與節肢動物開始登上陸地。最早的維管束植物在4億3千9百萬到4億9百萬年前出現。接著是有頜類與昆蟲的出現。3億5千9百萬年前到3億年前，維管束植物開始發展成大型森林，同時最早的種子植物與羊膜動物出現，並由兩棲類支配地球。最後羊膜動物開始發展，並分化出一支類似哺乳類的合弓綱支配地球，隨後發生二疊紀滅絕事件，古生代結束[122]。
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中生代開始於2億5千百萬年前，這時羊膜動物的另一支蜥形綱以及裸子植物逐漸支配地球。1億4千5百萬年前到6千6百萬年前，開花植物出現，最後中生代結束於白堊紀滅絕事件。
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6千6百萬年前之後則稱為新生代，哺乳類、鳥類與能夠爲開花植物授粉的昆蟲開始發展。開花植物與哺乳動物在這段時間取代了裸子植物與爬蟲類，成為支配地球的生物。可能是人類祖先的類人猿出現在360萬年前，直到10萬年前，現代人（學名：Homo sapiens）才誕生[123]。
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生物史
（地科影響生物/動植物演化的進化發展史：脊椎動物演化順序：魚類→ 兩生類→ 爬蟲類→ 鳥類、哺乳類。植物演化順序：藻類→ 蘚苔類→ 蕨類→ 裸子植物→ 被子植物。）
人類歷史（進化史）
地理活動
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人類利用大自然科學的發展、自然科學的發現（物理：古典力學、聲學、光學、熱力學、電磁學、量子力學；化學：分子、電子、離子、原子、原子團在內的核-電子體系等等。）、改變世界的1000個（以上不只）重大發明等科學革命（如工業革命、生物科技的應用、醫學等）；再來近代發展出來的，人文社會應用科學：
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人類與兒童家庭社會心理等近代人文科學的發展（人類發展心理學、兩性關係、親職教育、家庭概論、嬰幼兒教保實務、幼兒教育、兒童行為觀察與輔導、教育概論與教育/認知心理學、社會學、人類行為與社會環境、政治學、生活經濟學、商業與金融概論、生涯發展與規劃（就看你有能力賺多少錢，來決定你能怎樣過日子；而不是你想過怎樣的日子你就必須去賺多少錢！你如果不是很能工作的人，就是想辦法降生活標準，讓自己錢包夠用不用更費力去賺更多也夠用，才能減壓！有能力賺多少，決定了你的消費水準，沒能力賺就砍開銷！低空飛也能活！日子過得下去，這就是規劃，沒那麼複雜！！）、營養學與膳食計劃暨菜單設計與成本控制（就看你有多少餐費預算，分配每日六大類食物，對應不同年齡時期其營養學上各營養素建議攝取量，根據自己的預算與喜好，決定選擇攝取哪些種類的食物，再依據自己的飲食喜好與容易製作的程度決定烹調方法與搭配好油！就是膳食計劃的概念與營養學的應用！）老人疾病與用藥、老人營養與護理（年輕時預防三高與癌症、骨鬆等基礎保健，老了自然就健康，就不用花大錢去住安養，居家長照就可！一生的財務規劃不過如此！）、安寧緩和醫療....，等！
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人類世代史（如家庭生命週期、世代的變遷、人與世代的一生...。）、生死哲學與宗教、神與魔鬼、宇宙人類發展；
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宇宙進化史！
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關於宇宙的創生與終結：關於黑洞
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太空天文 專欄 萬物之理 透視科學
跌入黑洞的瞬間，會發生什麼事？——《高手相對論》
遠流出版_96
遠流出版 ・2022/05/01
相關標籤： 事件視界 (8) 天文學 (25) 廣義相對論 (23) 時空彎曲 (2) 物理學 (24) 重力場 (9) 黑洞 (124)
熱門標籤： 量子力學 (48) CT值 (8) 後遺症 (3) 快篩 (7) 時間 (38) 宇宙 (84)
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宇宙最初的光芒
將近一百四十億年前，一切自虛無中霹靂而生，我們的宇宙從一個熾熱、壓縮又微小到無法想像的小點中迸發誕生，接著幾乎是在一瞬間便往外膨脹，形成太空的這個空間以超過光速的程度急速擴張，一直到所有存在的物體大約成為一顆葡萄柚的大小。
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然後，宇宙持續擴張、冷卻，接著形成了最初的物質，就在那第一秒內，中子、質子、電子、光子、中微子等各種粒子組成的高密度團相互推擠，形成一股驚人而熾灼的熱，散發出有如霧般的光。宇宙生成大約三十八萬年後，這顆泡泡已經擴張到幾千萬光年以外的地方，並且冷卻到了幾千度左右，這樣的溫度足以讓原子組合在一起，宇宙第一次透出了光。
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一開始只是一閃即逝的光，然後黑暗再度籠罩，還要再過幾千萬年，重力才能夠吸引住稍有密度的各種物質，粗暴地將一團團氣體碰撞在一起，形成最早的星星及星系，就這樣，天空的燈光一個個亮了起來。
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大霹靂（Big Bang）
大多數的宇宙學入門大概都會以自己的方式描述這一連串事件，但謎團仍未解開：大霹靂（Big Bang）真的是一切的開端嗎？或者我們的宇宙只是在另一個更大的多重宇宙中一顆不斷膨脹的泡泡？宇宙會永遠擴張下去嗎？或者到最後會在一次大擠壓中再次崩塌？不過，眾人都能同意宇宙的普遍性質及宇宙是怎麼回事，目前已經揭露的事實是，這是一台龐大且精細的機器，由物理粒子組成，並且其中的作用力也依循著數學方程式及法則。
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仰望星辰的人類歷史
這本書要說的是不同的故事。宇宙的科學解釋是我們現代文明的巔峰，如此擲地有聲的見解足以消弭其他所有不同看法。研究宇宙的宇宙學曾一度被形容為在哲學及精神層面上的廣泛追尋，要找出人類存在的意義，要問我們是誰、我們在哪裡、我們為何在此地，如今卻是數學天文學的一個分支。那麼，那些大哉問怎麼了呢？我們對於宇宙已經沒有其他什麼需要知道的嗎？
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這本書並不是要詳細描述最新的天文學進展，是要介紹長久以來，人們從星辰收集到的知識歷史，是關於人們的宇宙觀如何讓他們認識了現實的本質及生命的意義；關於我們已經捨棄的那些神祇與靈魂、神話與神獸、宮殿與天體；關於科學觀點如何成為主流，而這段路程又是如何形塑今日的我們。這是一段關於人的故事，講述了祭司、女神、探險家、革命家和君王，故事並非由大霹靂開始，甚至也不是由科學的誕生開始，而是由最早抬頭望向星星的人類開始，以及他們在天空中找到的答案。
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為何要在乎過去對天上的信仰？考古學家和歷史學家通常不會如此。我們知道，科學是立基於試圖理解天堂的念頭，不過學者要更全面追溯人類歷史進展時就鮮少以此為焦點，我認為此舉對於我們要理解自己從何而來造成了巨大的盲點。事實上，人們在天空中所看到的模式一直都主宰著人們在地上生活的方式，形塑了對於時間與空間、權力與事實、生與死等概念。
我們在古老的過往中便看見這一點：執著於日食的巴比倫人；建造金字塔以引導靈魂前往星星所在之處的埃及法老；在太陽旗幟下奮戰的羅馬皇帝。對宇宙的概念也形塑了現代世界，即使我們忘記這些影響力的根源，卻也已經深植在社會當中，存在我們的國會、教堂、藝廊、時鐘與地圖裡。從基督教的誕生，乃至歐洲的探險及主宰星球，其中核心的影響力正是對太陽、月亮、星星的信仰，他們指引著不羈的立法人員創建了民主與人權原則、引導經濟學家建立資本主義所仰賴的框架，甚至指示畫家畫出了第一幅抽象畫。
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捷克布拉格舊市政廳天文鐘。
今日光害籠罩著我們的星球，星星幾乎消失了，過去在黑暗的夜空中能看見上千顆星星，但今日在城市裡的我們只能看見幾十顆。天文學家擔心，就連這些很快也會遠遠不敵人造衛星的數量，在美國和歐洲的大多數人根本再也看不見銀河。看著自然遺產這樣逐漸消蝕實在是災難一場，我們與銀河系及浩瀚宇宙之間的連結也會就此消逝。沒有人為此群起大聲疾呼，大多數人只是聳聳肩，依舊盯著自己的手機，絲毫不擔心即將失去這片在歷史上其他每一種人類文化都視為必要的景象。
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宇宙的本質與生命的追尋
但是，我們仍然努力想弄清楚我們在宇宙中的位置，科學在這方面的進展十分成功：今天一個五歲小孩比起幾千年前的古早文化更清楚物理宇宙的歷史、組成及本質，但是科學也將這些文化在生命中發現的意義拆解了大半，將個人經驗屏除在我們對現實的理解之外，取而代之的是時空概念抽象而數學化的網格。
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地球從存在的中心被踢到了邊緣，生命被重塑成隨機意外的結果，而且也完全不管神明了，現在一切都能以物理法則來解釋。我們在宇宙秩序中完全不是什麼有意義的角色，而是如物理學家史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）所言，我們只是「化學渣滓」，存在於一個中等大小的星球表面，繞著一個沒什麼重要性的星球運行。
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幾百年來不斷有人批評反對這樣冰冷機械式地解釋人性，過程中經常全盤否決科學的見解，一直到不久之前仍屬於禁忌話題，但現在即使是受人敬重的科學家也對此表達擔憂，他們認為或許物理物質並非宇宙全貌、並非我們的全貌；或許，科學只看見了全貌的一半。我們可以解釋星體與星系，但心智呢？意識本身呢？這些論戰逐漸形成一場世紀之戰，可能會改變整個西方的世界觀。
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畫下戰線之後，我想我們必須換個角度思考，提出概述，因此這是一本關於宇宙的書，不是科學指南，是從人性出發。我不長篇大論地講述，而是選擇了十二個時刻，你或許也可以稱之為墊腳石，讓我們理解歷史上的人們是如何看待天空，尤其是這十二篇故事依循著西方物質宇宙觀點的崛起，爬梳這套宇宙模型如何主導我們的生活。這些故事從人類最早透過洞穴壁畫及巨石陣來表達人性開始追溯，途中講述了基督教、民主及科學等重要傳統的誕生，最後進行到追尋外星生命以及近來飛入真正的且虛擬的太空之旅。
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這趟旅程能夠解釋今日的我們是誰，或許還能指引出未來的航道。所謂當局者迷，我們很難看見其極限，因此我希望拉遠距離去檢視人類宇宙信仰的深度歷史，或許有助於我們探索世界觀的界線，還可能看得更遠。我們是如何成為無意義的宇宙中被動的機械？這些信念如何影響我們生活的方式？而我們由此又能前往何方？
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黑洞
根據廣義相對論，一個星體的質量愈大、自身的尺寸愈小，它對周圍空間彎曲的程度就愈厲害。所謂「黑洞」，就是它把周圍空間彎曲得實在是太厲害了，以致連光線都無法從裡面出來。
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從外面看，黑洞本身是一個黑黑的洞。但是如果黑洞附近有其他物質，比如星際間的氣體或者帶電的粒子，你會看到它周圍有一個光圈。那些光來自帶電粒子加速度運動產生的輻射。
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而普通恆星、質量大體積小的中子星，以及黑洞對時空的彎曲程度都不相同。
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與黑洞有關的知識，像史蒂芬．霍金（Stephen Hawking）的《時間簡史》（A Brief History of Time）這類書已講了很多，而你需要知道的只是一個概念：「事件視界」（Event Horizon）。
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所謂事件視界，就是分隔黑洞內外的一條界線。事件視界以外，光至少還可以離開黑洞；而不管什麼東西一旦進入事件視界，就再也不能逃脫黑洞了。
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現在，我們來思考一件特別有詩意的事情——掉入黑洞，會是一種什麼樣的體驗？
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其他地方可不會帶給你這樣的感受。假設你前往黑洞，我坐在遠處的太空船裡看著你，因為強烈的時間膨脹效應，當你接近黑洞的時候，我會看到你的動作變得愈來愈慢。你會比我老得慢！
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接近黑洞不一定就會掉進黑洞裡，事實上，因為黑洞的尺寸往往比較小，想掉進去也不容易。你完全可以把黑洞當作一顆普通的行星，繞著黑洞轉幾圈，你完全是自由落體運動，不會感到任何不適。但是因為黑洞本身的重力場太強，把時空彎曲得太厲害，所以你轉的這幾圈，在我眼中可就太漫長了。如果你轉兩圈再回來找我，可能我已經老死，而你歸來仍是少年。
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但是，如果你覺得在周邊轉兩圈不過癮，想進入事件視界看看黑洞裡面是什麼情況，那可就麻煩了。
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跨越事件視界⋯⋯會怎樣？圖／envato elements
在事件視界上，你的時間膨脹將會達到無窮大。
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也就是說，當你跌入黑洞的時候，我看到的是你愈走愈慢、愈走愈慢，最後你的身影將永遠停留在事件視界上。
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我感覺到你再也不動了，你那一刻的形象永遠都保留在我的世界中。你那一瞬間，是我的永恆。
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但是時間膨脹是相對於我而言的，你自己不會感覺到這一點，你只會自然地跌入黑洞中。經過事件視界的那一刻，你不會有任何異樣的感覺。黑洞並沒有在邊界線上為你舉行歡迎儀式，你看到的黑洞內部也可以有光線，你眼中的事件視界內外沒有什麼差別。
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然而這是一條有去無回的路，你將會被黑洞殺死，但你不是撞到什麼地方摔死的，而是黑洞把空間彎曲得太厲害，可能你身體下半部分的重力會比身體上半部分的重力強很多，這個差異會把你撕裂⋯⋯。
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我們無法直接觀測到黑洞，但是我們可以從黑洞附近的星體運動方式判斷它的存在。天文學家已經有充分的證據，在宇宙中找到了很多個黑洞。
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有關黑洞的知識都是其他物理學家研究出來的，愛因斯坦沒有回頭看相對論帶來的這場爆炸。他只想做最重要的研究。
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如果我被吸進黑洞會怎麼樣？
很多人似乎都有這個疑問。
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如果路上突然出現一個黑洞，會發生什麼事？圖／天下文化提供
「進入黑洞後會發生什麼事呢？」在許多科學書籍中都有提到，也是我們聽眾和讀者經常提出的問題。但是為什麼大家對這問題特別有興趣呢？難道公園裡處處都是黑洞？或是有人計畫在黑洞附近野餐，但又擔心放任他們的孩子在旁邊跑來跑去會發生問題？
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可能不是。這個問題的吸睛度與實際上會不會發生無關，而是源自我們對迷人太空物體的基本好奇心。眾人皆知，黑洞是神祕莫測的奇怪空間區域，是時空結構中與宇宙實體完全脫節的「空洞」，任何東西都無法逃脫。
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不過，掉入黑洞是什麼感覺呢？一定會死嗎？和掉進普通洞裡的感覺有什麼不同？你會在洞內發現宇宙深處的祕密，還是看到時空在你的眼皮子底下伸展開來？在黑洞裡面，眼睛（或大腦）能正常發揮功能嗎？
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只有一種方法可以找到答案，那就是跳進黑洞。所以抓起你的野餐墊，和你的孩子說聲再見（也許是永別），然後牢牢抓緊，因為我們即將深入黑洞公園展開終極冒險。
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讓我們跳進黑洞尋找答案吧！圖／天下文化提供
接近黑洞
當你接近黑洞時，注意到的第一件事可能是，黑洞確實看起來就像「黑色的洞」。黑洞是絕對黑色，本身完全不發射或反射光線，任何擊中黑洞的光都會被困在裡面。所以當你觀察黑洞時，眼睛看不到任何光子，大腦會將其解釋為黑色。
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黑洞也是個不折不扣的洞。你可以將黑洞視為空間球體，任何進入黑洞的東西都會永遠留在裡面。這是因為已經留在黑洞內的東西所造成的重力效應：質量在黑洞中被壓縮得十分密集，進而產生巨大的重力影響。
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為什麼？因為離有質量的東西愈近，重力愈強，而質量被壓縮代表你可以十分靠近質量中心。質量很大的東西通常分布得相當分散。以地球為例，地球質量大約與一公分寬（大約一個彈珠大小）的黑洞等同大小。如果你與這個黑洞距離一個地球半徑長，感受到的重力就如同站在地球表面一樣，都是 1g。
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如果你與黑洞距離一個地球半徑長，感受到的重力就如同站在地球表面一樣。圖／天下文化提供
但是當你分別接近兩者中心時，會發生截然不同的狀況。當你愈靠近地球中心點，愈感覺不到地球重力。那是因為地球圍繞著你，把你平均的往各個方向拉。相反的，當你離黑洞愈近，感受到的重力愈大，因為整個地球質量近在咫尺的作用在你身上。這就是黑洞強大的威力，超緊緻質量對周圍事物立即產生巨大影響。
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當你離地球中心越近，就越感受不到重力，但當你離黑洞中心愈近，感受到的重力卻越大。圖／天下文化提供
真正緊緻的質量會在自身周圍產生極大重力，並且在一定距離處，把空間扭曲到連光都無法逃脫（請記住，重力不僅會拉動物體，還會扭曲空間）。光不能逃脫的臨界點稱為「事件視界」，在「某種程度」上，事件視界定義了黑洞從何處開始，以此距離為半徑的黑色球體則稱為黑洞。
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黑洞的大小會隨著擠進多少質量而發生變化。如果你把地球壓縮得足夠小，會得到一個彈珠大小的黑洞，因為在大約一公分距離內，光再也無法逃脫。但是如果你再壓縮更多質量，黑洞半徑就會更大。例如，你把太陽壓縮變小，空間扭曲程度更高，事件視界更遠，大約發生在距離中心點三公里處，因此黑洞寬度約六公里。質量愈大，黑洞愈大。
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黑洞的大小會隨著擠進多少質量而發生變化。圖／天下文化提供
其實，黑洞的大小並沒有理論限制。在太空中我們已探測到的黑洞寬度，最小約有二十公里，最大可達數百億公里。實際上，黑洞形成的限制只有周圍環繞物質的多寡，以及所允許的形成時間。
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當你接近黑洞時，可能會注意到的第二件事是，黑洞通常不孤單寂寞。有時你會看到周圍東西掉進黑洞。或者更準確的說，你會看到東西在黑洞周圍旋轉等待落入。
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這種東西稱為「吸積盤」，是由氣體、塵埃和其他物質組成。這些物質沒有被直接吸入黑洞，而是在軌道上盤旋等待、螺旋進入黑洞。這景象對於小黑洞而言，可能不是那麼令人印象深刻，但如果是超大質量黑洞，確實值得一看。氣體和塵埃以超高速度飛來飛去，產生非常強烈的純粹摩擦力，導致物質被撕裂，釋放出許多能量，創造出宇宙中最強大的光源。這些類恆星（或稱類星體）的亮度，有時比單個星系中所有恆星的亮度總和還要高數千倍。
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超大質量黑洞能釋放出許多能量，創造出宇宙中最強大的光源。圖／天下文化提供
幸運的是，並不是所有黑洞，甚至是超大質量黑洞，都會形成類星體（或耀星體，就此而言，像是吃了類固醇的類星體）。大多數時候，吸積盤並沒有合適的東西或條件來創造如此戲劇化的場景。這也算是一樁美事，否則的話，你一靠近活動劇烈的類星體，可能會讓你在瞥見黑洞之前就氣化了。希望你選擇落入的黑洞周圍有個漂亮的、相對平靜的吸積盤，讓你有機會接近並好好欣賞。
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永死就是永生；不信神不信耶穌的就跟神在一起；做個沒有神的人我就正常！
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以上，就是天文地科與地球的發展如何造就世界地理與曆法及歷史的形成，和生物人類的發展！！
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