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第2章 气象(2)

天空中的云有高有低,高的有1万多米,低的只有几十米,甚至跟地面上的雾连成一片。形成云的主要原因,是潮湿空气的上升运动。空气经常由于热力作用、锋面作用或者地形的作用,产生上升运动,由于高处的大气压力比低处小,空气在上升的过程中,就逐渐膨胀,空气的体积膨胀是要消耗热量的,而这种热量取自上升空气的内部,从而降低了它本身的温度。一旦上升空气的温度降到与其露点温度相同时,就会有一部分水汽附着在烟尘微粒上凝结成小水滴。如果凝结高度上的温度在0°c以下,水滴就冻结成冰晶。这些水滴或者小冰晶的体积非常小,它们的横断面直径通常只有千分之几到百分之几厘米,统称为云滴。云滴的体积虽然微小,可它的密度却比空气大800倍,所以在万有引力作用下,它们应该会落在地下,而不是飘在空中。其实,云能飘在空中,一方面是空气对云滴有向上的浮力作用,另一方面是云滴下落时还受到空气的阻力。这种阻力的大小与云滴大小成正比,与下落的速度成正比。如果云滴开始下落,浮力和阻力就起到阻挡作用。当这两个力的合力与云滴受的重力相等时,它就以不变的速度下落。但是这个下落速度很小,每小时不足2米。同时云滴在下落过程中,因压缩而增温,使云滴由于蒸发又重新变成了水汽。所以,人们从地面看上去,云总是悬浮在天空中的。

10.雨是“云”变的吗

云是由许多小水滴和小冰晶组成的,雨滴和雪花就是由它们增长变大而成的。那么,小水滴和小冰晶在云内是怎样增长变大的呢?

在水云中,云滴都是小水滴。它们主要是靠继续凝结和互相碰撞并合而增大的。因此,在水云里,云滴要增大到雨滴的大小,首先需要云很厚,云滴浓密,含水量多,这样,它才能继续凝结增长;其次,在水云内还需要存在较强的垂直运动,这样才能增加多次碰撞并合的机会。而在比较薄的和比较稳定的水云中,云滴没有足够的凝结和并合增长的机会,只能引起多云、阴天,不大会下雨。

在各种不同的云内,其云滴大小的分布是各不相同的,造成云滴大小不均的原因就是周围空气中水汽的转移以及云滴的蒸发。使云滴增长的因素是凝结过程和碰撞并和过程,在只有凝结作用的情况下,云滴的大小是均匀的,但由于水汽的补充,使某些云滴有所增长,再加上并和作用的结果,就使较大的云滴继续增长变大成为雨滴。雨滴受地心引力的作用而下降,当有上升气流时,就会有一个向上的力加在雨滴上,使其下降的速度变慢,并且一些小雨滴还可能被带上去。只有当雨滴增大到一定的程度时,才能下降到地面,形成降雨。

11.什么叫冻雨

在初冬或冬末初春,人们可以看到,当空中的雨落到很冷的电线等物体和地面上时,立即就凝结成冰了,于是电线变成了粗粗的冰条,地面上也积了一层薄薄的冰,这就是冻雨。气象上把这种冻结物体称为雨凇。我国南方把冻雨叫做“下冰凌”“天凌”或“牛皮凌”.

冻雨多在强冷空气或寒潮到达时,由于冷暧空气交锋而产生。当有冷锋入侵时,使锋面下的气温和地面温度都降至0°c以下,而锋面上方的气温却在0°c以上且较潮湿,在锋面上方的云层内形成的雨滴落入温度低于0°c的气层时,就能变成过冷雨滴。这种过冷雨滴一旦降到温度低于0°c的地面或地物上,立即冻结成冰,形成一层密实光滑的、有时是透明的玻璃状冰壳。冻雨落在表面温度低于冰点的树、电线上后,马上在它们外围结成晶莹透明的冰层,这时雨滴继续落在结了冰的物体表面上慢慢下垂,于是结成了一条条冰柱,有的地方称它为“冰挂”.冰挂千姿百态,耀眼夺目。庐山、黄山等名山,在冬季常被冻雨打扮得分外妖娆。吉林松花江畔冬季的雨凇是我国奇景之一,每年总吸引成千上万的中外游客前来观光赏景。

冻雨风光值得观赏,但它毕竟是一种灾害性天气,它所造成的危害是不可忽视的。电线结冰后,遇冷收缩,加上冻雨重量的影响,就会绷断。有时,成排的电线杆被拉倒,使电讯和输电中断。公路交通因地面结冰而受阻,交通事故也因此增多。

大田结冰,会冻断返青的冬麦,或冻死早春播种的作物幼苗。

另外,冻雨还能大面积地破坏幼林、冻伤果树等。

12.你知道雷电是怎样产生的吗

在我国古代民间,一直流传着“雷公”“电母”的神话,人们认为“雷公”是天上专门负责打雷的神,还有“电母”,是专门管闪电的神。这只是人们在没有解开雷电之谜时的迷信说法。由于雷电具有很大的破坏力,常常使人感到恐惧。

雷是一种大气中放电现象。当空中的尘埃、冰晶等物质在云层中翻滚运动的时候,经过一些复杂过程,使这些物质分别带上了正电荷与负电荷。那么,由于同一种物质质量相当,又a气象w带上相同的电荷。经过运动,带上相同电荷的质量较重的物质会到达云层的下部(一般为负电荷);带上相同电荷的质量较轻的物质会到达云层的上部(一般为正电荷)。

这样,同性电荷的汇集就形成了一些带电中心。当异性带电中心之间的空气被其强大的电场击穿时,就形成云间放电。

当带负电荷的云层向下靠近地面时,地面的凸出物、金属等会被感应出正电荷,随着电场的逐步增强,雷云向下形成下行先导,地面的物体形成向上闪流,二者相遇即形成对地放电。

这种放电时间短促,一般50~100微秒,但电流则异常强大,能达到数安培到数十万安培。放电时产生强烈的光,这就是闪电。闪电时,将释放出大量热能,瞬间能使空气温度升高10000~20000°c,空气的压强可达70个大气压。这样大的能量,具有极大的破坏力,往往会造成火灾和人畜的伤亡。

13.世界气象日是哪天

世界气象日是世界气象组织成立的纪念日。

国际气象组织原为非官方性国际气象合作机构,在其各成员国代表签订的世界气象组织公约生效1周年之日,即1951年3月23日,就改组为世界气象组织,成为政府间的国际气象合作机构,并与联合国建立关系。

1960年世界气象组织执行委员会决定把每年3月23日定为世界性纪念日,要求各成员国每年在这一天举行庆祝活动,并广泛宣传气象工作的重要作用。每年世界气象日都有一个中心活动内容,各成员国在这一天可根据当年的中心内容,开展多种形式的宣传和纪念活动,如组织群众到气象台站参观访问,举行有政府领导人参加的群众庆祝仪式,举办气象仪表装备、照片、图表和资料的展览,举行记者招待会,由报刊、广播电台、电视台报道特写文章和讲话,放映气象科学电影,发行纪念邮票等。

14.什么是气团

气团是指气象要素(温度、湿度、大气静力稳定度)在水平方向差异很小的大范围的空气团。气团水平范围可达几百万平方千米,铅直厚度可达几千米至十几千米。

20世纪20年代,瑞典气象学家T.H.P.伯杰龙最早提出气团的概念,他在气团分类和气团天气两方面,做了大量的研究工作,对天气学的发展起了相当重要的作用。

一个地区,只有具备了下列两个条件,才能成为气团的发源地:

①广大地区下垫面的物

理性质(干湿、冷暖、雪盖和土壤状况等)比较均匀;②有一个能使空气的物理属性在水平方向均匀化的环流场。

气相色谱流程图按热力性质不同,气团可划分为冷气团和暖气团;按湿度特征可分为干气团和湿气团;按静力稳定度可分为稳定气团和不稳定气团。再按发源地带的海陆差别,这些气团还可划分为一些副类。在北半球的主要气团有:北冰洋气团、极地气团、热带气团、赤道气团。

气团离开源地后,受到沿途下垫面性质的影响,基本属性不断改变。气团属性的变化,或其改变过程统称为气团变性,这种属性改变的气团称为变性气团。中国境内的气团,多属变性气团。每逢冬季,常有极地大陆(变性)气团侵人。这种气团控制的地区,天气大都干燥而寒冷;夏季时,极地大陆气团只在长江以北和西北地区活动。夏季侵人长江以南的主要是湿而热的赤道气团和热带海洋气团。这两种气团的活动以及它们和极地大陆气团间的锋面的强弱和移动,基本上决定了中国雨带的南北移动和降水的分布。

15.你知道气旋和反气旋吗

不同的天气现象是由不同的天气系统产生的。气旋和反气旋是两种最基本的天气系统。

气旋和反气旋是三维空间上的大尺度涡旋。在同一高度上,气旋的中心气压低于四周的气压,因此也称为低(气)压。在北半球,气旋范围内的空气作逆时针旋转,在南半球其旋转方向正好相反;在北半球,反气旋区气流自中心向外作顺时针方向旋转,南半球时其旋转方向正好相反。在西风带里,气旋和反气旋随着基本气流由西向东移动;在东风带里,气旋和反气旋则随着基本气流由东向西移动。

气旋上空盛行辐合上升气流,反气旋上空盛行辐合下沉气流。气旋和反气旋都是大型天气系统,影响范围很广。气旋的直径一般有1000千米,小的也有200~300千米,大的可达到2000~3000千米。反气旋更大,最大的范围可以跟大洲大洋相比。气旋、反气旋的形成和移动对广大地区的天气有很大影响。分析和预报气旋和反气旋的发生、发展、移动和变化,是天气预报的重要内容。

在气旋区里,气流自外向内辐合汇集,气流挟带着地面空气层中的水气上升,到高空冷却凝结,形成云雨。因此,气旋区内的天气一般都是阴雨天气。在反气旋区里,气流自内向外辐散,盛行下沉气流,一般都为晴朗天气。

由于我国地处中纬度地区,气旋和反气旋活动都相当频繁。

我国大陆上许多剧烈的天气变化,大多是受气旋和反气旋影响造成的。例如冬季,位于我国北部的蒙古高原天气十分寒冷,常形成反气旋高压中心。这个冷性反气旋一旦南下,就会给予我国广大地区带来强大的寒潮,严重影响我国的天气。又如台风,是一个威力十分强大的热带气旋,伴随而来的是狂风暴雨,惊涛骇浪。

16.什么是“马纬度”

地球南、北纬25.?35.附近洋面,有一个稀奇古怪的名字——马纬度,早年多为欧美各国所常用,如今经哥伦布发现美洲新大陆常见于气象、海洋及航海界的书籍、文献及海图中。对于不了解内情的人,很难解出其中的含义。

相传15世纪末期,意大利航海家哥伦布发现美洲新大陆后,欧洲移民不断涌向那里,圈地造屋,劫掠财富。他们发现当地马儿缺乏,于是在从非洲源源不断输送黑奴的同时,还从欧洲装载马匹经大西洋运往西印度群岛。但当浩浩荡荡的帆船队进入这一纬度所在的洋面时,麻烦来了:天气炎热,空气干燥,接连几个星期海面上平静无风,使船队无法航行;淡水和粮食用尽了,只得宰食马匹;大批饿死渴死的或者奄奄一息的多余马匹,只好投入海中。海面上漂浮着众多的马尸,于是此处就有了马纬度之说,警示后人不要再经过这里。

马纬度,处于副热带无风带或副热带高压带的中心位置,是副热带高压脊所在纬度的别称。

海洋中的副热带地区,存在着数个高气压组成的东西向高压带,气象学上称为副热带高压带。穿过高压中心的连线,就是高压脊线。副热带高压中的空气没有上升运动,因而也就不会出现由周围的空气流动过来补充所生成的风,也没有水汽上升凝结成的云和雨;相反,那里的空气都是从高空

向下沉散,空气在下沉过程中温度升高,逐渐变得干燥,使天空晴朗。东西的副热带高压脊线所在的纬度,正是下沉气流最强的区域,大气特别稳定,和马纬度中心地带相吻合。从行星风系来讲,副热带高压带中心区域正是副热带无风带所在的位置。

随着科学技术的进步和造船工业的发展,海上航运的帆船时代早巳成为历史;机械动力和核动力舰船正活跃在海洋舞台上。但人们现在仍看重马纬度,不过不再把它视为海上的航行的禁区;相反,那里常有的晴朗天气,风微浪小的海面状况,倒是更适合船舶航行。沿着这条航线跨洋越海,进行洲际航行,虽说路途远了些,也缺少风来提高船速,但也免却了许多风袭浪击和危险天气系统的危害,安全系数大大增加了。

17.霜是怎样形成的

在寒冷季节的清晨,草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶。它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫“下霜”.其实,霜不是从天空降下来的,而是在近地面层的空气里形成的。

霜是一种白色的冰晶,多形成于夜间。少数情况下,在曰落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常,日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能终日不消。

霜本身对植物既没有害处,也没有益处。通常人们所说的“霜害”,实际上是在形成霜的同时产生的“冻害”.

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