第一章氣象奇觀3
人類的灰色殺手
一種新的氣象現象
霾，也稱灰霾，是指原因不明的因大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現象。霾的核心物質是空氣中懸浮的灰塵顆粒，氣象學上稱為氣溶膠顆粒。
空氣中的灰塵、硫酸、硝酸、有機碳氫化合物等粒子也能使大氣混濁，視野模糊並導致能見度惡化，如果水平能見度小於10000米時，將這種非水成物組成的氣溶膠係統造成的視程障礙稱為霾或灰霾，香港天文台稱煙霞。
霾和霧的區別
發生霾時相對濕度不大，而霧中的相對濕度是飽和的。一般相對濕度小於80％時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霾造成的，相對濕度大於90%時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霧造成的，相對濕度介於80%至90%之間時的大氣混濁視野模糊導致的能見度惡化是霾和霧的混合物共同造成的，但其主要成分是霾。
霾的厚度比較厚，可達1000米至3000米左右。霾與霧、雲不一樣，與晴空區之間沒有明顯的邊界，霾粒子的分布比較均勻，而且灰霾粒子的尺度比較小，從0.001微米至10微米，肉眼看不到空中飄浮的顆粒物。由於灰塵、硫酸、硝酸等粒子組成的霾，其散射波長較長的光比較多，因而霾看起來呈黃色或橙灰色。
而霧是由大量懸浮在近地麵空氣中的微小水滴或冰晶組成的氣溶膠係統，是近地麵層空氣中水汽凝結的產物。霧的存在會降低空氣透明度，使能見度惡化，如果目標物的水平能見度降低至1000米以內，就將懸浮在近地麵空氣中的水汽凝結物的天氣現象稱為霧。
一般霧的厚度比較小，常見的輻射霧的厚度大約從幾十米至一二百米左右。霧和雲一樣，與晴空區之間有明顯的邊界，霧滴濃度分布不均勻，而且霧滴的尺度比較大，從幾微米至100微米，平均直徑大約在10微米至20微米左右，肉眼可以看到空中飄浮的霧滴。由於液態水或冰晶組成的霧散射的光與波長關係不大，因而霧看起來呈乳白色或青白色。
霾天氣的危害和防禦
在水平方向靜風現象增多。近年來隨著城市建設的迅速發展，大樓越建越高，阻擋和摩擦作用使風流經城區時明顯減弱。靜風現象增多，不利於大氣汙染物的擴展稀釋，卻容易在城區和近郊區周邊積累。
垂直方向上出現逆溫。逆溫層好比一個鍋蓋覆蓋在城市上空，這種高空的氣溫比低空氣溫更高的逆溫現象，使得大氣層低空的空氣垂直運動受到限製，導致汙染物難以向高空飄散而被阻滯在低空和近地麵。
空氣中懸浮顆粒物的增加。近些年來隨著城市人口的增長和工業發展，機動車輛猛增，使得汙染物排放和城市懸浮物大量增加，直接導致了能見度降低，使得整個城市經常看起來灰蒙蒙的。
霾為何是隱形殺手
影響身體健康。霾的組成成分非常複雜，包括數百種大氣化學顆粒物質。其中有害健康的主要是直徑小於10微米的氣溶膠粒子，如礦物顆粒物、海鹽、硫酸鹽、硝酸鹽、有機氣溶膠粒子、燃料和汽車廢氣等，它能直接進入並黏附在人體呼吸道和肺葉中。尤其是亞微米粒子會分別沉積於上下呼吸道和肺泡中，引起鼻炎、支氣管炎等病症，長期處於這種環境還會誘發肺癌。霾天氣還可導致近地層紫外線的減弱，易使空氣中的傳染性病菌的活性增強，傳染病增多。
影響心理健康。陰沉的霾天氣容易讓人產生悲觀情緒，使人精神鬱悶，遇到不順心的事情甚至容易失控。
影響交通安全。出現霾天氣時，視野能見度低，空氣質量差，容易引起交通阻塞，發生交通事故。
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灰霾又稱大氣棕色雲，在中國氣象局的《地麵氣象觀測規範》中，灰霾天氣被這樣定義：“大量極細微的幹塵粒等均勻地浮遊在空中，使水平能見度小於10千米的空氣普遍有混濁現象，使遠處光亮物微帶黃、紅色，使黑暗物微帶藍色。”
五大詭異雲朵
莢狀雲
因其形狀像一塊凸透鏡，在氣象學上一般被稱為凸透鏡雲，中文則為莢狀雲。這是一種高層小卷積雲現象，是正常的大氣現象，不過表現得較為極端。
在大陸副熱帶高壓的控製下，雖然天空晴朗，但在高空，局部不均勻的冷熱和水汽，常會發生小範圍水汽冷凝成雲現象，遇到相對較暖氣流會馬上消失。很多不明飛行物就是莢狀雲，即所謂飛碟雲。
莢狀高積雲，雲體中間厚邊緣薄，雲體中間呈暗灰色，邊緣呈白色，輪廓分明，一般呈豆莢或橢圓形，孤立分散在天空。每當莢狀雲遮擋日、月光線時，即出現美麗的虹彩。
莢狀雲的成因多是由於空氣流經山丘，受地形作用影響，空氣被抬升至大氣上方，氣流在山丘後方以波浪狀推進，在波峰上空氣中的水分凝結成雲，經過一段時間的積聚，便形成一層層像由大小不同的頭盔堆疊而成的莢狀雲。
而另一種產生莢狀雲的原因是因為大氣中局部上升氣流和下降氣流彙合而成所致。上升氣流絕熱冷卻形成的雲，遇到上方下降氣流的阻擋時，雲體不僅不能繼續向上升展，而且其邊緣部分因下降氣流增溫的結果，有蒸發變薄現象，故呈莢狀，氣流越山時，在山後引起空氣的波動，也可形成莢狀。
莢狀雲如果孤立出現，無其他雲係相配合，多預示晴天，農諺有“天上豆莢雲，地上曬煞人”。莢狀高積雲是山地影響氣流形成的駐波作用下而生成，多出現在晴朗有風的天氣。
乳房雲
乳房雲的出現通常預示著暴風雨天氣的降臨，世界各地經常出現這種奇異的氣候現象。美國加州大學聖克魯茲分校物理學家帕特裏克.張稱：“這種雲彩的外形看起來很奇怪，如同一個個袋子掛在天空一樣。”
科學家們對乳房雲的形成也做過一定的研究。美國國家大氣研究中心的雲物理學家丹尼爾·布雷德指出，空氣的浮力和對流是乳房雲形成的關鍵。乳房雲實際是一種顛倒的氣流，在下降氣流當中溫度較冷的空氣與上升氣流中溫度較暖的空氣相遇，就會形成一個個像袋子形狀的乳狀形雲。
乳房雲之所以如此平坦均勻是因為其下方的熱結構非常獨特。在每一朵乳房雲中，氣溫的下降和雲朵的重量增加是成正比的，也就是所謂的“氣溫直減率”，最終兩者將達到一個穩定的狀態。換句話說，如果你將一個溫度較溫暖的氣泡放在乳房雲的某個地方，它根本不會上升或者下降，因為雲彩中沒有熱量流動。這種獨特的熱結構通常是雷暴天氣所特有的。
管道層積雲
它還有一個優雅的名字叫“晨暮之光”。每年秋天，澳大利亞昆士蘭州伯克頓鎮上空都會出現這些長長的管狀雲，最長可以延伸至約966千米，移動的時速最快可達56000米，即使在無風的天氣裏也可能給飛機製造麻煩。
關於這種神秘雲彩的形成原因，之前一直未能有人給出確切的答案。德國慕尼黑大學的氣象學家羅傑·斯密斯在經過長期研究後揭開了管狀雲的神秘麵紗。
晨暮之光現象是昆士蘭州約克角半島附近大海和陸地所形成的獨特地理位置而產生的一種特殊的氣候構造。每到秋天，來自東部的信風在白天將海風吹過半島，這股風向在深夜又會遇到來自西海岸的海風，兩股海風碰撞之後會產生波狀擾動，然後轉向西南方運動進入內陸，這是晨暮之光形成的很重要的原因。
接下來，當潮濕的海洋空氣在早晨升起後遇到進入內陸的海風，空氣因此冷卻凝結形成一條管狀的雲彩，這就是晨暮之光。因海風進入內陸的次數不同，形成管狀雲彩的個數也不同。
貝母雲
在較高的緯度地區，在距地麵20000米至30000米的平流層內，有時可見到一種很高的雲，叫貝母雲，也叫珍珠雲。它出現的地方一般都在南北向山脈的背風方，外形呈明顯的波狀或莢狀，可見多由空氣波動而成，可維持數天。
在白天，它看上去像薄卷雲，但在日出日落時，它有蚌殼內部那種光澤，非常明亮，並以光譜中所有的顏色接連轉變。貝母雲的色彩有時十分鮮豔，以致地麵雪層也被照映成為彩色的。這種彩色是由雲中粒子的衍射產生的，這些粒子十分均勻而微小，直徑為2至3微米。但這些質點究竟是塵埃還是水汽凝結物，尚無定論。
珠母雲
澳大利亞氣象學家說，澳大利亞位於南極洲的莫森科考站上空最近形成了一塊極為罕見的珠母雲。這塊雲團形成於2011年7月25日，當時雲層處的大氣溫度極低。
珠母雲隻在處於冬季的極地地區出現，其形成條件包括大氣氣溫降到零下80度以下。根據一個天氣探測氣球獲得的數據，這次珠母雲現象出現時，當時的大氣氣溫為零下87度。
珠母雲通常形成於極地地區上空，位於距離地麵超過10000米的平流層。日落時分，霞光穿過雲層，折射出五彩斑斕的顏色，使這塊雲彩猶如產珍珠的貝殼一般，場麵十分壯觀。
“令人稱奇的是，這一高度的風速接近每小時230千米，”貝克說。澳大利亞的南極氣象專家安德魯·克勒科茨克說，珠母雲雖然罕見，但它可能會造成長遠影響。
“這些雲團並非隻是奇觀而已，”克勒科茨克說，“它們反映出大氣層中的極端情形，並可能引起導致臭氧層破壞的化學改變。”
珠母雲以前叫貝母雲。多出現在高緯地區離地20000米至30000米的高空，厚約2000米至3000米，挪威和阿拉斯加常見。雲體具有珍珠般光澤，透光如卷雲；它又伴有較淡的紫、藍、紅、黃等近乎同心排列的光弧，猶如陽光下貝殼閃耀的色帶，鮮豔奪目、十分養眼。
在高緯平流層底，大氣溫度約為零下53度，向上溫度增加，因而在平流層下部自20000米至30000米向上，逆溫有加強的趨勢，有利於大氣凝結核的聚集。若該處同時有充分的水汽，凝華成珠母雲是可能的。但是，那裏的水汽從何而來？尚待研究。
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人們有時會在天空中發現詭異的雲團，被稱作穿洞雲，形狀猶如科幻大片《獨立日》中外星飛船入侵地球時的場景，這種現象數十年來令科學家們困惑不已。2010年美國科學家的一項研究終於揭開了這個謎團：飛機可以在雲團中形成穿洞雲，還令其產生降雨。
神秘的怪雨奇觀
怪雨現象
1819年，美國紐約州明斯特裏特城內一條魚突然從空中落下，魚長達0.3米。
1830年9月底在法國裏昂城曾下過“青蛙魚”。
1841年，美國波士頓城曾發生過幾次魚雨和烏賊雨，其中一些烏賊長達0.25米。
1859年2月9日上午11時，英國格拉摩根郡下了一陣大雨，雨中夾雜著許多小魚，
1879年，美國薩克拉門托城的奧地迪菲羅基地曾發生過幾次魚雨。
1894年，在美國密西西比州的布菲納城內，一隻稱為“古菲爾”的龜突然從天空落下，龜被一團雪包著。
1933年，美國伍斯特城和馬薩諸塞城分別落下大量冰凍的鴨子。
1949年10月23日，美國路易斯安那州馬克斯維下過一次“魚雨”，同年在新西蘭沿岸也曾下過魚雨，幾千條小魚隨雨從天而降。每當發生怪事之時，很多人都極力找出一些原因，以說服眾人，這是毫不奇怪的。但是，科學家們卻與眾不同，因為他們不能空口無憑地解釋科學怪事。
稀奇古怪的雨
小豆雨。巴西巴拉比州於1971年年初，下了一場小豆雨，巴西的農業專家通過論證分析，這是由於一場暴風把西非的一大堆小豆給刮到了天空大氣層，然後隨之降到了這裏。
銀白雨。1940年6月15日，當時蘇聯高爾基地區的一個集體農莊，一場狂風暴雨中降下了數千枚中世紀銀幣。據說這是由於山崩把藏在山洞裏的銀白給抖了出來，一場大的龍卷風帶到空中，然後降落地麵。
花粉雨。蘇聯首都莫斯科1987年6月下了一場多年來罕見的花粉雨，雨水呈淡綠色。雨過天晴，莫斯科大街上和郊區的柏油馬路上到處可見綠色的塵埃。這場雨經過專家分析是由於很多花木開花茂盛時期，花粉被吹到大氣層，又被雨水帶回地麵。
報時雨。在印度尼西亞爪哇島南部的土隆加貢，每天都要下兩場非常準時的大雨：第一次是下午15時，第二次是下午17時30分。人們把這種準時下的大雨，叫做“報時雨”。那些地處偏僻的山村小學，過去因沒有鍾，就以下雨作為學校作息時間：第一次是上學時間，第二次是放學時間。多少年來，大雨十分遵守時間，從未發生過差錯。
“蘋果雨”從天而降
2011年12月12日，英國考文垂市下的一場雨卻令見慣了惡劣天氣的司機們大跌眼鏡——當天晚高峰過後不久，考文垂康敦區的一條街道上突然下起了“蘋果雨”，很多司機和行人無從躲閃，被從天而降的蘋果砸中。