第二章氣象迷宮5(3 / 3)

呼風喚雨之謎

原來,七八月的時候,正是高黎貢山區的雨季,空氣又濕又熱,這些濕熱的空氣都積存在山穀裏。可是,在山頂上呢,因為那裏冰雪封山,空氣就顯得又幹又冷。平時,這裏的濕熱空氣與幹冷空氣相安無事,都各自安安靜靜像是睡覺了一樣。

可是,人聲一喊,聲音發出的聲波,回蕩在山穀間,來回振蕩的聲波把濕熱空氣和幹冷空氣攪動起來,濕熱的空氣一旦遇上了幹冷的空氣,兩者好像打起架似的,變成濃黑翻滾的雲層,然後先是刮起陣陣大風,緊接著就下起瓢潑大雨來了。

雨水是哪裏來的

天太旱了,人們都盼著下雨。陰雨天連續時間長了,又希望趕快晴天。

天上哪兒來的水呢?

《西遊記》中孫悟空請東海龍王降雨的故事,說“龍王”是掌握降雨大權的。但那是神話,孫悟空、東海龍王都是神話人物,實際上並不存在。可是,海洋倒確實是風雨的故鄉,是給人們帶來大量雨水的“龍王”。沒有汪洋大海這個“龍王”,陸地上真的很難下雨。

海洋占了地球表麵的70%以上,海洋的總體積約占地球上總水量的94%。當然,陸地上也有不少水,像江河湖泊裏的水,終年不化的冰雪,存在於地下岩層裏的地下水,以及空氣中、生物體內所含有的水。不過這些水比起海洋裏的水來就少得多了。

海洋裏的水,陸地表麵的水,在太陽照射下,都會受熱蒸發。大氣中含有的水氣多了,冷卻凝結降落下來,就是下雨了。隻是陸地上的水體和地麵所蒸發的水氣是很少的,一般不會達到下雨的程度。即使在山區裏,在大江、大湖附近,由於蒸發強烈,大氣中水汽的含量達到飽和狀態,下了雨,雨量也很有限,下雨的時間也長不了。

地球上降雨的主要水源

海洋上空那飽含水氣的暖濕氣團進入陸地上空以後,如果遇到寒冷氣團在底下頂托,或遇到山地阻攔,就會抬升。暖濕氣團的溫度隨高度而降低,飽和度也就降低,空氣中所含過多的水分就要冷卻凝結,成雲致雨。

受到海洋濕潤氣團影響的地區雨量多,而海洋氣團影響不到的地方就幹旱少雨。所以,陸地上下的雨,可以說就是“海龍王”的恩賜。

我國東南部是浩渺無邊的海洋,正是東南方海洋上來的濕潤氣團才給我國帶來了大量降雨。

海洋中的水總在蒸發,年年都要把大量的水傾瀉到陸地上,長此下去大海會不會幹涸呢?這倒不用擔心,因為海洋裏的水也好,陸地上的地表水、地下水也好,都不是孤立存在的,它們之間存在著相互依存相互轉化的關係。

自然界中的水

自然界裏的水和世上萬物一樣,也處在不停地運動變化之中。從空中降落到地麵的雨水,一部分流入江河,又彙入海洋;一部分滲入地下,地下的水在適當條件下又湧出地麵,進入江河湖泊,流入海洋;一部分又被蒸發回到空中。海洋及地麵上的水,蒸發以後變成水氣又會進入空中,再次降落到地麵或海麵上。這個過程循環往複,永無休止地進行著。這就叫做水的循環。

正因為有了水的循環,所以天上的雨水下不完,河裏的水流不盡,海洋裏的水既不會幹涸,也不會因千萬條江河的水不停地灌注進去而無限製地上漲。

如果從水循環的角度來挑剔,我國唐代大詩人李白“黃河之水天上來,奔流到海不複回”的詩句,就有科學性錯誤了。

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高黎貢山在海拔約3360多米的地方,有一個大理岩溶蝕而成的穿洞,洞深約百米,行人在百裏以外眺望對麵山巔峰頂時,會通過石洞看到山那邊明亮的天空,恰似一輪明月,高懸天空,當地人稱它為亞哈巴,意思是石月亮。

雲為何能浮在天空

一片雲的重量

雲的重量就是雲中所含水滴的重量。水滴的含量因雲的類型而異。積雲的含水量為每立方米0.2克至1克;高積雲的含水量為每立方米0.2克至0.5克;層雲或層積雲的含水量為每立方米0.1克至0.5克;雨層雲的含水量每立方米可達15克。例如,一片1平方千米的積雲,如果按每立方米平均含水量為0.2克計算,其重量為200噸。

為什麼如此重的雲團仍然能懸在空中,不會落在地上來呢?這主要是由於上升氣流的作用。因為雲中的小水滴的直徑為0.01毫米,它向下自然下落的速度是每秒0.5厘米。這樣,一個小小的上升氣流就能使雲團懸浮起來。

爬過高山的人們都會有印象,即人站在山下往上看,山腰處白雲繚繞;當爬到半山腰時,卻不見白雲,隻見迷霧茫茫;再往往上爬,便是另一番景色,天空陽光四射,隻見眼前一片雲海,這種現象就告訴人們,雲和霧實質上是一樣的,隻是所處的高度不同而已。

天空中的雲有高有低,高的有10000多米,低的隻有幾十米,甚至跟地麵上的霧連成一片。為什麼人們所看到的雲總是浮在空中呢?

這是因為,一方麵空氣對雲滴有向上的浮力作用,另一方麵雲滴下落時還受到空氣的阻力。這種阻力的大小與雲滴大小成正比,與下落的速度成正比。如果雲滴開始下落,浮力和阻力就起到阻擋作用。

當這兩個力的合力與雲滴受的重力相等時,它就以不變的速度下落。但是這個下落速度很小,每小時不足2米。同時雲滴在下落過程中,因壓縮而增溫,使雲滴由於蒸發又重新變成了水汽。所以,人們從地麵看上去,雲總是懸浮在天空中的。

雲彩為何有不同的形態

天空中的雲彩千姿百態,有時天高雲淡,有時烏雲密布,有時像柔絲輕羽,有時像魚鱗水波,有時還像山巒疊起,城堡連綿。為什麼會有這些不同形態的雲彩呢?

雲彩的形態不同,第一是由於不同高度的氣溫不一樣;第二是由於風速的不同;第三是高度不同,水汽的含量也不一樣。

在大氣層中,每升高1000米,氣溫大約降低5度至6度。如果地麵上的溫度是20度,到4000米以上的空中,溫度就變為0度以下了,所以在4000米至5000米高處的雲彩是水滴雲。

地麵氣溫若在20度以下,到4000米以上時,水汽就會凝固起來不變成水滴,而變成冰晶狀態。所以7000米至8000米高處的雲彩都是由小粒冰晶集結而成的。

在大氣層中,結晶的小冰粒不容易消失,而水滴是很容易蒸發的。距地麵高度越高,風力越強,一旦形成了冰晶,雲彩就不容易消失,會被強風吹得像拖了根尾巴似的,天空中美麗的卷雲就是這樣形成的。

水滴雲會被蒸發變成煙一樣的形態。積雲、積亂雲都是水滴雲,在這些雲附近的天空風力較弱,所以不會像卷雲那樣拖著長長的尾巴。

天空中越高的地方,雲層越淡,這是因為越高的天空中,水汽的含量越少的緣故。

怎樣正確識別冰雹雲

究竟什麼樣的雲會下雹子,怎樣識別它?除了借助於科學儀器觀測外,有經驗的農民在生產實踐中也積累了豐富的觀天方法。

首先從雲的形態看,雹雲雲體一般高聳龐大,雲底低而雲頂高,可達8000米至10000米以上,翻騰厲害,比發展旺盛的雷雨雲移動速度還快,有的像倒立的笤帚,有的像連綿的山峰,雲底的滾軸狀和乳房狀很明顯。農諺說:“雲頂長頭發,定有雹子下”、“天有駱駝雲,雹子要臨門”。

其次看雲的顏色。冰雹雲的底部顏色比一般的雷雨雲還烏黑,像鍋底色,還經常帶土黃色或暗紅色,也有的帶紫綠色。這是因為冰雹雲比一般雷雨雲發展更旺盛,水汽含量更多。

陽光透過水汽和塵埃較多的雲層時,短波長的青、蘭、紫光線大部分被吸收,而長波的紅、橙、黃等光線照到雲邊上,就顯得烏黑裏邊帶黃色或杏黃色了,農諺說:“黑雲黃捎子,必定下雹子”、“人黃有病,天黃有雹”、“黃雲翻,冰雹天”就是這個道理。

第三看雲的動態。如兩塊濃積雲合並,發展異常迅速,群眾叫做雲打架或雲接親;有時四麵的雲向一處集中,一般是向經常產生冰雹的源地的上空集中,這是因為氣流的輻射作用和地形地貌的影響,由於對流進一步加強,雲體發展得更旺盛而出現的。

群眾說:“雲打架,雹要下”、“亂攪雲,雹成群”。有時中午山腰起白霧,山後有黑雲成團翻滾而來,白霧和黑雲結合,雲翻騰得更厲害,直衝天空,雲底烏黑,漸變暗色,雲邊呈土黃色,出現滾軸狀和乳房狀,翻滾異常,來勢凶猛,這也是一種冰雹雲;有時大塊黑雲或黃雲下邊有小塊的灰白色的碎雲塊跑得很快。

所以群眾說:“午後黑雲滾成團,惡風暴雨一齊來”“白雲黑雲對著跑,這場雹子小不了”,還有“黑雲尾,黃雲頭,雹子打死羊和牛”、“天黃悶熱烏雲翻,天河水吼防冰旦”等諺語也都生動地從雲的形態方麵描述了冰雹來臨的前兆。

冰雹雲的特征是,當時空氣對流很強,雲塊發展很快,雲頭和雲底上下翻滾,攪動劇烈,好似濃煙一股一股地朝上冒,氣勢凶猛。

還可以看風的變化。冰雹雲到來之前,風速時大時小,風向不定,常吹漩渦風。風的來向就是冰雹的來向,在大風中伴有稀疏的大雨點。一般下雹子前常刮東南風或東風,雹雲一到突然變成西北風或西風,並且降雹前的風速一般大於下雷雨前的風速,有的可達8級至9級,隨後連雨加雹一起降下來。所以農諺說:“惡雲伴狂風,冰雹來得猛”、“惡雲見風長,冰雹隨風落”、“有雹無風,降雹稀鬆”,這都說明了冰雹形成和風是有一定關係的。

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各地看物象測冰雹的經驗很多,如貴州省有“鴻雁飛得低,冰雹來得急”、“柳葉翻,下雹天”,山西省有“牛羊中午不臥梁,下午冰雹要提防”、“草心出白珠,下降雹穩”等諺語。

夜光雲是如何形成的

神秘的夜光雲

夜光雲是一種罕見的雲團,是迄今為止科學界了解最少的氣象之一。它一般隻在寒冷的高緯度地區露臉。但是,近年來,夜光雲越來越多地出現在低緯度地區,並且越來越亮、越來越頻繁。

在太陽落山後30分鍾至60分鍾,即當太陽在地平線以下6度至16度時,麵朝西方,如果你在天空中看見了白藍相間的波紋狀發光雲彩,那麼你很有可能看到了罕見的夜光雲。

夜光雲又被稱為極地中氣層雲,當它們從外層空間被看見,就被稱為“夜耀雲”;從地球上看見,就稱為“夜光雲”。它是一種形成於中間層的雲,距地麵的高度一般在85千米左右,位置非常之高。這種罕見的雲隻有在50度至70度的高緯度地區夏季才能看見。

夜光雲看起來有點像卷雲,但比它薄得多,而且顏色為明亮的銀白色或藍色,出現在日落後太陽與地平線夾角在6度至16度之間的時候。這個夾角本身倒沒什麼疑問,因為時間太早會因為夜光雲太薄弱而看不見,而時間太晚它又會沉到地球的陰影之中去。

人類觀測到的月光雲

1885年,人類第一次注意到這種特殊的能在黑夜裏發光的雲。而近年來,夜光雲的目擊者更是頻繁。美國弗吉尼亞州漢普頓大學大氣物理學家吉姆·拉塞爾表示,與以往相比,現在,夜光雲出現得更為頻繁,時間更長,緯度也更低……夜光雲究竟是何物?

它肯定不是一般的雲,因為一般的雲怎麼也不會飛過對流層,越過平流層,而穩居在空氣稀薄的中間層,它也不像是變幻莫測的極光,因為夜光雲有雲的紋理……這樣的雲肯定不一般。