第二章氣象迷宮7
霧彈之謎
倫敦是世界著名的“霧都”,它以秋冬時節經常大霧迷漫而聞名於世。倫敦大霧雖給交通、航行帶來了困難,但也並非一無是處,在第二次世界大戰中,大霧曾為保護全城、消滅法西斯起到很大作用。
1940年7月底,法西斯德國妄圖對英國發動空中攻勢。德軍空戰司令部錯誤地認為:倫敦的大霧可以限製英國飛機的升空起飛;突出於大霧之上的煙囪,正好可作為攻擊的目標。但每次德國空軍機群起飛,不是在中途遇到奇怪的“炸彈網”攔截,就是未能全部起飛就受到英國空軍的猛烈攻擊,幾次偷襲都以失敗告終。
有一次,德國空軍接到了倫敦大霧的氣象報告後,立即起飛。但未到倫敦,機群之間就因大霧彌漫,看不清方向而失去聯係,結果被尾隨於大霧之後的英國飛機打落下來,造成慘重傷亡,機群大部葬身魚腹。
原來,德英兩國都處於西風帶的控製之下,其天氣變化形勢是從西向東發展的,英國正好在德國西部,很容易預測出德國的天氣變化情況,而德國卻無法測出英國的天氣情況。這樣英國便利用可以測得的德國的氣象預報采取了主動攻勢。
每當霧日,英國便利用霧幕做好了迎戰準備,當霧區向東移動時,英機便尾隨霧後攔擊德機。有時則利用大霧作為障目,在德機飛往英國航線的大霧籠罩區段,用飛機扔下大量由100米長的鐵絲係在降落傘下的炸彈,成為航線上的“炸彈網”。因炸彈懸掛在百米長的鐵絲下,又有大霧的保護,使飛機很難發現。這種炸彈曾使德國飛行員聞之喪膽。因炸彈總是和大霧相伴而來,所以被稱為奇怪的霧彈。
霧,就是浮遊在低空中的小水滴。當近地麵的含水汽的大氣,溫度下降使大氣的水汽超過了飽和時,多餘的水汽便在近地麵和低空凝結成為小水滴,這樣,就形成了霧。
另外,由於倫敦位於歐洲西部的大西洋中,恰值帶有大量水汽、氣溫較高的墨西哥灣暖流與寒冷、幹燥的東格陵蘭寒流交彙處,墨西哥灣暖流上的氣團暖濕、質輕,當它沿寒流上空幹冷、質重的氣團斜麵上升時,因溫度降低,水汽凝結在近地麵處就形成濃厚的鋒麵霧。這就是倫敦多霧的原因。正是這濃霧為倫敦保衛戰立下了“奇功”。
閱讀點擊
1952年12月5日至9日期間,倫敦煙霧事件令4000人死亡,政府因而於1956年推行了《空氣清淨法案》,於倫敦部分地區禁止使用產生濃煙的燃料。20世紀80年代以來,由於英國政府采取了一係列措施,倫敦的空氣質量已經得到明顯改觀。
雪花有多大
雪花的大小
詩人李白在形容燕山雪花時有一句著名詩句:“燕山雪花大如席”。雪花真的有那麼大嗎?其實,雪花是很小的。不要說“大如席”的雪花科學史上沒有記錄,就是“鵝毛大雪”,也是不容易遇到的。
事實上,我們能夠見到的單個雪花,它們的直徑一般都在0.5毫米至3.0毫米之間。這樣微小的雪花隻有在極精確的分析天平上才能稱出它們的重量,大約3000至10000個雪花加在一起才有1克重。有位科學家粗略統計了一下,1立方米的雪裏麵約有60至80億顆雪花,比地球上的總人口數還要多。
影響雪花大小的因素
雪花晶體的大小,完全取決於水汽凝華結晶時的溫度狀況。在非常嚴寒時形成的雪晶很小,幾乎看不見,隻有在陽光下閃爍時,人們才能發現它們像金剛石粉末似地存在著。
據研究,溫度對雪晶大小也存在影響:當氣溫為零下36度時,雪晶的平均麵積是0.017平方毫米;當氣溫為零下24度時,平均麵積是0.034平方毫米;氣溫為零下18度時,平均麵積是0.084平方毫米;零下6度時,為0.256平方毫米;氣溫在零下3度時,雪晶的平均麵積增大至0.811平方毫米。
鵝毛大雪是怎麼回事
鵝毛大雪是氣溫接近0度左右時的產物,並不是嚴寒氣候的象征。相反,雪花越大,說明當時的溫度相對比較高。三九嚴寒很少出現鵝毛大雪,隻有在秋末初冬或冬末初春時,才有可能下鵝毛大雪。
所謂的鵝毛大雪,其實並不是一顆雪花,而是由許多雪花粘連在一起而形成的。單個的雪花晶體,直徑最大也不會超過10毫米,至多像我們指甲那樣大小,稱不上鵝毛大雪。
在溫度相對比較高的情況下,雪花晶體很容易互相聯結起來,這種現象稱為雪花的並合。尤其當氣溫接近0度,空氣比較潮濕的時候,雪花的並合能力特別大,往住成百上千朵雪花並合成一片鵝毛大雪。因此,嚴格地說,鵝毛大雪並不能稱為雪花,它僅僅是許多雪花的聚合體而已。
不在天空裏凝結的雪花
1773年冬天,俄國彼得堡一家報紙,報道了一件十分有趣的新聞。這則新聞說,在一個舞會上,由於人多,又有成百上千支蠟燭的燃燒,使得舞廳裏又熱又悶,那些身體欠佳的夫人、小姐們幾乎要在歡樂之神麵前昏倒了。
這時,有一個年輕男子跳上窗台,一拳打破玻璃。這時舞廳裏意想不到地出現了奇跡,一朵朵美麗的雪花隨著窗外寒冷的氣流在大廳裏翩翩起舞,飄落在悶熱得發昏的人們的頭發上和手上。有人好奇地衝出舞廳,想看看外麵是不是下雪了。令人驚奇的是天空星光燦爛,新月銀光如水。
那麼,大廳裏的雪花是從哪兒飛來的呢?這真是一個使人百思不解的問題。莫非有人在耍什麼魔術?可是再高明的魔術師,也不可能在大廳裏變出雪花來。
後來,科學家才解開了這個迷。原來,舞廳裏由於許多人的呼吸飽含了大量水汽,蠟燭的燃燒,又散布了很多凝結核。當窗外的冷空氣破窗而入的時候,迫使大廳裏的飽和水汽立即凝華結晶,變成雪花了。因此,隻要具備下雪的條件,屋子裏也會下雪。
“瑞雪兆豐年”是怎麼回事
我國農村千古流傳著“瑞雪兆豐年”的諺語,冬天下了大雪就預示著來年農業豐收。這是為什麼呢?
我國的科學工作者曾經做過一組對比觀測。他們在積雪地和裸露地裏,同時埋設了地溫觀測表。結果得到那兒的年最低地溫,積雪地是零下10.3度,裸露地是零下l7.8度。顯然,積雪地的地溫在冬季比裸露地的地溫要高得多。積雪地這種地溫特點,為越冬麥作物創造了比較良好的生活環境。
一般來說,冬小麥的分糵節,大致在離地麵3至4厘米深的地方。冬小麥分蘖節能夠承受凍害的臨界溫度在零下14度至零下17度之間。所以在新疆北部地區,隻要地麵覆蓋有10厘米至l5厘米的穩定積雪,就能基本上保護越冬作物安全過冬。如果沒有這層積雪,很多越冬作物就會凍死。
雪多是雪害
冬天下雪是必要的,能夠給農業帶來豐收,但是什麼東西隻能適量,過猶不及。積雪太多的地方,也會給人們帶來不少雪害。雪多也讓人受不了。
積雪固然能夠保護農作物安全越冬,但如果積雪太厚,特別是冬天剛剛到來的時候,有的作物還在生長,這時下一場大雪,往往會使作物處於窒息的程度,不能進行正常的光合作用,作物會因此而死亡。
另外,積雪太深太重,長期產生的雪的壓力,加上積雪內部通氣不良,透光性不好,會使作物發生雪黴病,葉子莖稈腐爛。
雪黴病一般發生在積雪後期。這時候的積雪表麵開始融化,融化的雪水沿著雪粒間的孔隙滲漏到積雪下部,使雪層持水,這時,土壤裏的病菌會傳播到作物上。此時的作物已經經過一個冬天的養分消耗,顯得十分衰弱,經受不起雪真菌的進攻,往往在數天之內,會全都爛死。從這個意義上來說,季節積雪天數不應超過100天。如果超過100天,那對越冬作物是不利的。在積雪天數和積雪深度都比較大的地方,最好不要栽種越冬作物。
春雪對森林和果樹也帶來嚴重危害。因為春雪比較潮濕,濕漉漉的雪花落到樹木上,很容易粘連在樹枝和樹冠上,互相黏成一片。在雪的載荷下,許多樹枝被壓斷,這種現象稱作“雪折”。雪折是果農最害怕的災難之一,果樹因雪折而大量減產。雪折也能使大片森林死亡。
積雪太深對草原上的動物,也會帶來毀滅性的打擊。大雪覆蓋草場,牛羊馬畜就失掉了食物來源,時間一久,牲畜就會因缺乏草料而死亡。
在北極地區有一種動物叫北極鹿,它一年四季都吃苔蘚,到了冬季,北極鹿用它寬大的腳掌把積雪扒開,從積雪下尋找苔蘚吃。但在有的年份,積雪太深,或者積雪裏形成了堅硬的冰殼,北極鹿的日子就不好過了,常常由於找不到食物,大批大批地死去,狀況慘不忍睹。