第(3/3)页

    知识点：沙漠、绿洲、地下水、灌溉

    为什么我们感觉到的温度与

    实际气温不同

    夏季，滚滚热浪袭来，人们汗流浃背，好像下火一样，让人无处躲藏，企盼气温下降。冬季寒潮阵阵，寒风刺骨，人们期望着气温回升。冬夏时节，人们非常关注每种新闻媒体播出的天气预报。但是经常听到一些议论：“明明今天比昨天热，可预报的气温却与昨日相同?”，“今天比昨天冷多了，可天气预报却说气温与昨日一样?”。你觉得是天气预报对呢还是你的感觉对呢？

    其实，夏季气温较高，接近人的正常体温。人体的热量主要靠出汗散热来维持体。这时如果空中的水汽多，汗水不容易挥发，所以感觉闷热异常。此时，电扇一开，一阵阵风吹来，人体热量散发加快，所以人们感到比较凉快。其实气温并未下降，只是人们自我感觉温度降低了。

    人体感觉温度，同气温、空气湿度和风等都有关系。科学家安排了两间建筑方式、结构完全相同的实验室，其中都有空调和风扇等设备。科学家们将两个实验室气温调到一致，但湿度、风速不同，当试验者走进这两个房间时，都说：这两个实验室内的“气温不同”。与此对应，科学家们让两间实验室的气温不同，并在风速和湿度上作了调节，当试验者走出这两个实验室时都说：这两个实验室的气温相同。

    从上可以看出，实际气温相同，人们感觉不同，是由于大气湿度及风速影响的结果。

    知识点：人体、气温、空气、湿度

    为什么会出现雨夹雪天气

    深秋和冬季，我国江淮地区在阴冷的天气中常有雨和雪夹在一起降落下来，并持续时间比较长，因此在这个地区流传着“雨夹雪，不停歇”的天气谚语。

    为什么江淮地区会出现以上天气现象呢?

    我国江淮地区正是北方冷空气南下，南方暖湿空气北上的通道。入秋以后，北方冷空气占着优势，因此冷空气南下的机会增多。冷空气的南下，常常会引起下雨天气。到了冬季，冷空气势力更强了，此时，江淮地区的气温也比较低，一旦有强冷空气南下，常常使地面的气温降低到0℃以下，使空气中多余的水汽凝结成小冰晶，当许多小冰晶增大时，变成了大片的雪花。所以在冬季的江淮地区一般下的是雪。

    有时南方的暖湿空气比较强，就会使冷空气南下的速度减慢，当冷暖空气在江淮地区相遇并行成锋面时，暖湿空气在锋面上不断爬升，冷却凝结成大片云区，如果近地面层温度在0℃以上，则从云中降落的冰晶小的可能全部融为雨水，大的会部分融化，成为湿雪。于是降落到近地面时既有雪、又有雨，就被称为雨夹雪。

    由于暖湿空气势力较强，使冷暖空气之间的锋面能较长时间停留在江淮地区，暖湿空气不断地在锋面上爬升，冷却凝结因此形成较大范围的雨夹雪，并且在短时间内，天气不会很快晴。所以，“雨夹雪，不停歇”，在我国江淮地区是最典型的。

    知识点：强冷空气、通道、锋面、凝结

    雨后为什么常出彩虹

    夏天雨后，乌云飞散，太阳重新露头，在太阳对面的天空中，常常会出现半圆形的彩虹。

    我国早在北宋时候，对天空中的虹就有了科学的解释。沈括在他所著的《梦溪笔谈》中引用孙彦光的话说：“虹，日中雨影也。日照雨，则有之。”虹是由于阳光射到空气中的水滴里，发生反射与折射造成的。

    原来，当太阳光通过三棱镜的时候，前进的方向就会发生偏折，而且把原来的白色光线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光带。

    在下雨时，或者在雨后，空气中充满着无数个小小的能偏折日光的棱镜——水滴。当阳光经过水滴时，不仅改变了太阳光的方向，同时被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光，如果角度适宜，就成了我们所看到的虹。

    为什么天空中的彩虹有时宽，有时窄；有时色彩鲜艳，有时颜色暗淡呢?原来这种现象是由空气中水滴的大小来决定的。当空气中的水滴大，虹的色彩就鲜艳，彩带就窄；相反，当空气中的水滴小，虹的色彩就暗淡，彩带就宽。如果水滴像雾滴一样大时，则虹的色彩淡成为白虹。

    天空中不光会出现1条虹，有时会出现2条、3条，以至5条虹，不过这种情况比较少见。多条彩虹生成原因同样是由于阳光在水滴里发生反射、折散造成的，不过光线的路线更加复杂罢了。

    知识点：夏至、彩虹、阳光、水滴、反射、折射

    为什么离地面越高，空气越稀薄

    空气是一种看不见摸不着的东西，但它是一种物质，是由许多种气体分子所组成的，它也受到地心的吸力。由于空气是可以压缩的气体，上层的空气压在下层空气的上面，下层空气的密度就被压得变大了；离地面越高的地方，受到更上层的空气压缩的力量越小，所以密度也是越向上越小。而密度的大小，就是指空气浓密或稀薄的另一种叫法，所以说离地面越高，空气就越稀薄。

    根据研究，如果地面上每立方厘米空气中有2550亿个分子的话，在离地面5千米高处，每立方厘米空气中就只有1530亿亿个分子了；在地面以上50千米高的地方，每立方厘米空气中只有2．4亿亿个分子；在离地面100千米的地方，每立方厘米空气中的分子少到18万亿个；在离地面1000千米的高空，每立方厘米空气中的分子只有10万个左右，其空气密度大约只及地面的260万亿分之一，所以说，离地越高，空气越稀薄。

    知识点：缺氧、空气密度

    地球上为什么分为热带、温带、寒带

    在我们居住的地球上，由于太阳光线照射到地球表面的角度不同，因此，在不同的地区吸收到的太阳热量有明显的差别，这就产生了地区之间的气候差异。科学家们把一种气温、降水特征和自然景观相似的地带，归结为同一气候类型，而把另一种气温、降水特征和自然景观相似的地带，归结为另一气候类型，这就产生了不同的气候带。

    通常，把地球划分为热带、温带和寒带三个气候带。由于温带和寒带在南北半球各有一个，所以地球上共有5个气候带。

    热带气候又可分成三种不同类型的气候，即赤道气候、热带气候和副热带气候。

    赤道气候，即赤道地区的气候，其特征是：全年气温高、湿度大、闷热多雨。非洲的刚果盆地、几内亚湾东侧海岸、南美的亚马孙河流域、亚洲的印度尼西亚均属于赤道气候。

    热带气候：全年气温较高，四季不明显，但干湿季分明，全年可分干季和湿季两个季节，风暴甚多。印度、缅甸、越南和我国的海南岛都属于热带气候。

    副热带气候：全年较长时期为副热带高压控制和活动的地区，由于受季风影响，夏季炎热多雨，冬季温和少雨。我国长江以南、南岭以北地区属于这种气候。

    温带气候：由于地理位置不同，又分为温带海洋气候、温带大陆气候和温带季风气候三种类型。温带海洋气候，全年温和，四季雨量分配均匀，云量多，湿度大，欧洲的英国、荷兰等属于这种气候。温带大陆气候，夏季炎热，冬季寒冷，全年雨量稀少，且集中在夏季，我国新疆、甘肃等地属于这种气候。温带季风气候，夏季盛行海洋季风气候，高温多雨，冬季盛行大陆季风气候，寒冷干燥，我国长江流域以北东部地区属于这种气候。

    寒带气候，即终年寒冷的极地气候。有两种类型，一种是“苔原气候”，另一种是“冻原气候”或“永冻气候”。

    知识点：热带、温带、寒带、气温

    为什么“冷在三九”、“热在三伏”

    “冷在三九”、“热在三伏”，这两句谚语，是我国人民在长期的生活实践中积累起来的经验。“三九”是指冬至后（九九八十一天，称为“九九”）的第三个九天，约在1月的中下旬。“三伏”是指初伏（夏至后第三个庚日）、中伏（夏至后第四个庚日）和末伏（立秋后第一个庚日），约在7月中旬到8月中旬的“三伏”最热呢？

    这要从当时地面吸收和散发热量的多少年来，冬至这时候虽然白昼短，地面吸收的太阳辐射热量最少，但由于这时地面散发的热量还多于吸收的热量，地面的空气温度还继续降低下去，地面吸收到的太阳热量几乎等于地面散发的热量，天气才达到最冷的时修。到“三九”以后，地面吸收的热量又将多于地面散失的热量，近地面的空气温度也随着逐渐回升。因此，一年中最冷的时候，一般出现在冬至后的“三九”前后。

    夏至是白昼最长、黑夜最短的一天，但是一年中最热的时候却不是夏至，而是在夏至后的“三伏”时期。跟上面的道理一样，夏至以后，虽然白天渐短，黑夜渐长，但是一天当中，白天还是比黑夜长，每天地面吸收的热量仍比散发的热量多，近地面的空气温度也就一天比一天高。到“三伏”期间，地面吸收的热量几乎等于散发的热量，天气也就最热了。再往后，地面吸收的热量开始少于地面散发的热量，温度也就慢慢下降了。所以一年中最热的时候一般出现在夏至后的“三伏”。

    了解了这些，我们就可以在“三伏”之前，做好防暑降温工作，在“三九”之前，做好防寒防冻工作。

    知识点：三九、三伏、地面、吸热、散热

    为什么下雪不冷化雪冷

    在冬季，我国各地经常受到寒潮的侵袭。寒潮本身就是从北方向南流动的一股强烈的又冷又干的空气，当它的前缘和与暖湿空气一发生接触，因为冷空气比暖空气重，就会把暖湿空气抬升到高空去，使暖空气里的水汽迅速凝华成为冰晶，又逐渐增大成为雪花降落下来。

    在寒潮来临前，一般是南方暖湿气流很活跃，因此，天气会有些转暖。而水汽凝华为雪花，也要放出一定热量，这就使下雪前及下雪时的天气并不很冷。

    在寒潮中心过境后，云消雪止，天气马上变得晴朗起来，由于天空失去了云层的屏障，地面上就向外放散大量的热量，这时温度降得很低。加以积雪在阳光照射下，发生融化，融化时要吸收大量的热量。根据实验，1克0℃的冰，融解成0℃的水，要吸收334．4焦耳(80卡)的热量，所以大片积雪融化时被吸收掉的热量是相当可观的。因此人们就觉得天气冷一些了。

    知识点：凝结放热、融化吸热、地面散热

    为什么风吹起来一阵大一阵小

    风吹起来总是一阵强一阵弱，很少用同一个速度前进的。气象广播中报告风力大小常用5-6级、阵风7级这样的字眼，就是说明了风的阵性。我国气象台规定，在观测风速时统一用2分钟的平均风速。有时也根据不同需要来计算1分钟或10分钟的平均风速。而阵风则用一瞬间的最大风速，称作瞬时风速。

    为什么风吹起来一阵大一阵小呢?这先得从空气的乱流运动谈起。

    你一定注意过，烟囱里冒出来的烟是滚滚向前，大雾中的雾滴总是在飘移乱舞，墙角边的落叶则往往随风回旋打圈圈。这些都说明空气的流动并不是按照直线方向，而是带有大大小小涡旋的不规则运动。这种不规则运动，就是空气的乱流运动。

    乱流开始时，先形成于和地物接触的边界。由于地表粗糙不平，接触地表的小团空气的流速不但因地表摩擦作用而减速，而且还会发生差异而产生大大小小的空气涡旋。墙角边落叶回旋就是因为空气在流动中遇到墙角的阻碍，不得不挤向墙角外侧，然而一旦过了墙角，又绕向墙角的后侧，形成涡旋。同样，风遇到高楼、山丘等障碍物时，也会形成大大小小的空气涡旋。空气涡旋还常常形成于地面受热不均、产生局部对流的地方，或者是两股流速不同或方向相反的气流之间。不管哪种原因产生的涡旋，都是随着气流总的方向一边旋转一边前进，前进中又相互干扰、变形、合并或扩散。这时候，就空气整体来说，虽然仍向同一个方向流动，但对每一小团空气来说，则是有快有慢呈不规则的曲线运动。对一定地点来说，随着许多大小不一、形状各异的涡旋过往和涡旋位置的不断变换，风便会一会儿大一会儿小，显现出它的阵性来。

    在地表粗糙、摩擦力大的地方，乱流运动强，风的阵性也大。因此，风的阵性在陆上比海上强，山区又比平原强。此外，它还和风速本身的大小有关，平均风速愈大，风的阵性就愈强，瞬时风速与平均风速相差也愈大。

    知识点：风、风速、空气涡旋、乱流运动、气流、曲线运动

    为什么气象台站能预报天气

    每天早晨、中午和傍晚，你打开收音机，就能听到气象台站在发布天气预报。你可能会问，气象台站为什么能预报天气呢?

    天气的变化虽然很复杂，但是它有一定的规律性。因为天气的变化，主要就是由于大规模空气流动所造成的。

    要做好天气预报工作，首先要注意观测天气的变化。观测天气的方法有两种：一种是直接用眼睛来看，看天上的云量有多少，这些云的形状是怎样的；再看有没有下雨、下雪，下了多少雨、雪等等。还有一种方法是用仪器来测量，像测定空气的温度、压力、湿度、雨、雪量等。

    除了知道一些地面上的情形以外，还要知道高空中的天气变化。现代高空探测的方法是把一只大气球升到天上去，气球下面挂着一只小巧玲珑的自动发报机，它能自动地测定高空中温度、压力、湿度的变化，并用信号向地面发报。有的时候，也可用飞机携带气象仪器，飞到高空去观测。在夏天或秋天，如果大洋上发生了台风，要想知道台风中心在什么地方，就可以用雷达、气象卫星或飞机跟踪探测。

    空气是到处流动的，不外乎冷空气或暖空气的流动。它们的流动就带来各地天气的变化。不但别处流来的空气会影响本地的天气变化，同样，本地的空气流到别处时，也会引起那里的天气变化。各地方的气象台站，利用各种通信设备，每天定时互相通知天气变化的情况。气象台在收到了全国以及国外各地方的气象资料以后，就用各种规定的符号，很快地填到一张空白地图上去。这样，就把各地方零零碎碎的气象记录，变成一幅各地天气变化情况的天气图了；根据各地天气变化情况，进行周密的研究和分析，就能作出天气预报来。这就是天气图预报方法。

    如果把流体力学、热力学等方程组成闭合方程组，按一定条件加以简化，并运用电子计算机进行数值计算，解出有关方程式得出未来一定时期内大范围的天气形势演变，这就叫做数值预报方法。此外还可应用数理统计原理和方法，主要分析大量历史气象资料，找出天气变化的统计规律，这就是数理统计预报方法。

    以上这三种天气预报方法是相互结合、相互补充的。

    在预报当地的天气时，气象台站还要根据当地的天气谚语、群众经验、地形特点等作充分的考虑，以满足当地工业、农业、交通运输等部门对气象预报的需要。

    知识点：天气、规律、流动、天气图预报法、数值预报法

    为什么卫星云图可用来预报天气

    每天晚上，电视节目里总要播出中央气象台发布的天气预报，同时播出一幅全国性的云图。这云图是由气象卫星发送下来的一幅卫星云图。

    卫星云图已广泛使用于天气预报上，而且是十分理想的预报工具。

    不同的天气与不同的天气系统有关。例如，低气压常带来云雨，高气压地区天气常常晴朗。不同的天气系统具有不同的云系特征，云的形态、结构、亮度均不相同。例如，冷空气南下的时候产生的云系一般呈带状分布，台风云系一般呈螺旋状，高气压区上空一般没有浓厚的云系。所以，一幅卫星云图好像是某种天气系统的画像，根据卫星云图上各种云系的分布，就可以知道天气系统的分布了。知道了天气系统的分布，也就空易推测未来各地的天气情况了。

    用卫星云图来寻找台风是很理想的。由于海上气象站少，因而往往不能及时发现台风，或者不知道台风的确切位置，难以预报台风动向。现在有了气象卫星，可以从高空鸟瞰大海，不断拍摄照片。由于台风云系具有螺旋带向中心旋转的特征，因此，一旦发现卫星云图上有这种云系出现，就可以知道那里有台风。根据不同时刻连续拍摄得到的卫星云图，可以推断出台风移动的方向和速度，以及台风在运动中的发展的变化情况。

    气象卫星云图在监视强对流风暴方面也有高超的本领。强雷暴、强冰雹这些天气系统，由于它们的范围小，生命期短，从发生到消亡只有几个小时，多数情况下无法用一般的探测手段发现它们。因此，对这些天气系统的观测都很困难。现在，有了气象卫星云图，小范围的强对流风暴的预报工作就更可靠了。

    气象卫星可为航空部门提供气象保障。飞机飞行时，常要经过气象观测站极少的地区。对于这些地区，卫星可以及时提供气象情报。指挥员根据卫星云图照片，可以为航线上的天气预报提供依据，还可以根据卫星云图照片作出是否能够起飞和在什么时候关闭机场的决定。海军可以利用卫星云图避开强风暴区，选择天气比较平静的海域作为给养和人员的集结点，或者寻找云区进行隐蔽。

    气象卫星照片提供了大量的信息，使人们获得了许多新认识。这些理论的发展，可以进一步提高天气预报的时效和质量。

    知识点：天气预报、天气系统、台风、强对流风暴

    为什么大气中二氧化碳增多会使地球变暖

    用玻璃或透明塑料薄膜搭建的温室，既能透光，又有保温作用，你即使在滴水成冰的隆冬季节走进温室，也好像到了温暖如春的南方，鲜艳的花朵和翠绿的幼苗沐浴在阳光之中，绿色的枝蔓上挂满了番茄、黄瓜……

    其实，我们居住的地球也是一个“大温室”，起透光和隔热作用的是大气中的二氧化碳。太阳光是由各种不同波长的光波组成的。当太阳辐射到地球时，同温层中的臭氧能大量吸收太阳辐射中的紫外光，大气中的水蒸气和二氧化碳则吸收太阳光中的红外光，只有可见光才能到达地面。

    可见光到达地球表面后，约1/3被反射到空间，其余2/3被岩石和水等吸收。当地表面冷却时，被吸收的可见光又以长波的热辐射(红外辐射)形式辐射到空间。这种热辐射再被大气中的二氧化碳和水蒸气所吸收。

    二氧化碳有个特性：它几乎可以让可见光完全透过，但对长波的红外光，特别是那些波长从12微米到18微米范围的红外光，却能够强烈吸收。这样，靠近地表大气层中的二氧化碳如同温室中的玻璃和塑料薄膜，阳光可以射到“温室”里，但热量却难以散射出去。这种作用使地表的气温升高，称为“温室效应”。

    如果地球像月球一样，没有大气，也没有水，那么白天太阳射到地球表面，气温就会升高到127℃，而晚上却会降到-183℃。显然，人类和其他生物是无法生活的。

    通常，大气中的水蒸气和二氧化碳的含量是恒定的。一般二氧化碳含量为百万分之三。但是，随着生产的发展，大量燃烧煤、石油、天然气等含碳燃料，使大气中的二氧化碳逐年增加。据美国世界观察研究所公布的一份报告统计，100年前全世界每年进入大气的二氧化碳仅9600万吨，而目前已猛增到50亿吨，预计到21世纪将递增到80亿吨。大气中二氧化碳含量增加，“温室效应”就会增强，地球气温也就升高。科学家们预测，到20世纪末，地球气温将升高0．5℃；今后50年，如果大气中的二氧化碳含量增加一倍，那么地球气温将升高3℃，也就是说，地球气候将明显转暖。这就是大气中二氧化碳增多会使地球变暖的道理。

    知识点：二氧化碳、温室效应、辐射、吸收、散射


    第(3/3)页