书城童书物理知识知道点:热学大探秘
47678200000019

第19章 奇妙的云雾现象

“十雾九晴”

时至初冬,我们经常会发现早上有雾当天多半是晴天,这就是我们常说的“十雾九晴”。

“十雾九晴”指的是深秋、冬季和初春的时候,大雾多发生于晴天。雾与晴天有没有关系?有什么关系?要想搞清楚这些问题,先得从雾的成因上说起。

雾是指在气温下降时,在接近地面的空气中,水蒸气凝结成的悬浮的微小水滴或冰晶。据资料表明,根据成因,雾一般分为4种:

(1)辐射雾。晴朗、无风或微风的夜晚,地面辐射冷却使贴近地面空气层中水汽凝结而成的雾,日出前雾最浓,日出后随地面气温升高而逐渐消散或上升为层云,其厚度一般为100~200米,最薄者只有2~3米。平流雾(2)平流雾。暖空气移行到较冷下垫面上,其下部分水汽冷凝结成雾。平流雾的生、消和发展主要取决于暖湿平流的特性,一般来说它比辐射雾范围广、厚度大、时间长,日变化也不很明显。平流雾形成于冬季热带暖湿气团移行在高纬寒冷地区时;春夏大陆暖气团移行到较冷海面上时;冬秋季海洋暖湿气团移行到较冷陆地时;海洋上暖湿空气移行到冷海面和冷暖洋流交汇时。

(3)蒸发雾。冷空气移到较暖水面上,水面蒸发加快,使水汽达到饱和状态而形成雾。

(4)锋面雾。是暖锋锋前降雨蒸发后使低层空气达到饱和形成的雾。

很显然,这里所指的“雾”应该是“辐射雾”。它的形成是因为晴朗的夜晚,无云或者是少云,大气逆辐射弱,对地面的保温作用较差,地面强烈辐射冷却使得近地面大气层中的水汽遇冷凝结形成雾。同时因为无云、少云,大气对太阳辐射的削弱作用减小,特别是云层的反射作用减弱,直接到达地面的太阳辐射较多,因而当天多半气温较高、天气晴朗。

冒“气”的冰棍

炎热的夏天,热气逼人,吃上一根冰棍才舒服呢!你注意过吗,冰棍从冷藏箱里拿出来往往还冒“气”哩!

真有趣,通常只有热的东西才冒气,冰棍为什么会冒气呢?

夏天的气温比冰棍的温度高得多,冰棍一遇到空气就要融化,融化时要从周围的空气中吸收大量的热,使空气的温度下降。平时空气里含有一定量的水蒸气,由于温度突然降低,就达到饱和或过饱和状态。也就是说,冰棍周围的空气由于温度降低,便容纳不下原来所含的那么多水蒸气了。在这种情况下,多余的水蒸气就结成微小的水珠,形成一团团飘浮着的雾状水滴,经光线照射,就成了白色的水汽。

云、雾、雨、雪形成的原因也是这样。江河湖海里的水,受到阳光照射后,不断地变成水蒸气,飘散在空气中,含有水蒸气的空气受热上升,升到一定高度,遇到冷空气,就凝成一团团悬浮的小水滴,这便是云。靠近地面的水蒸气,遇冷也能结成一团团悬浮的小水滴,这就是雾。所以云和雾在本质上是相同的。在合适的条件下,云里的小水滴不断地合并成大水滴,直到上升的气流托不住它的时候,便降落下来,形成雨。如果是冬季,这些水滴就结晶成雪花漫天飘舞。不过,空气中饱和水汽的凝结,必须有它凝结的“核心”才行,这个核心就是飘浮在空气中的尘埃,它是促进云、雾、雨、雪形成的必要条件之一。

云雾的秘密,使英国物理学家威尔逊受到很大启发。经过研究,他于1894年发明了一个叫“云雾室”的装置,它里面充满了干净空气和酒精(或乙醚)的饱和汽。如果闯进去一个肉眼看不见的带电微粒,它就成了“云雾”凝结的核心,形成雾点,这些雾点便显示出微粒运动的“足迹”。因此,科学家可以通过“云雾室”,来观察肉眼看不见的基本粒子(电子、质子等)的运动和变化情况。同时,还发现了不少新的基本粒子。威尔逊云雾室,为研究微观世界作出了卓越贡献,1927年,他因此荣获了诺贝尔物理学奖。

汽车玻璃上的雾

秋冬交接或者阴雨天时,关闭汽车的所有玻璃后,多会出现许多水雾,这是因为车外的温度低、车内温度高造成的。物理原理就是车内有大量的水蒸气,这些水蒸气遇到冷的车玻璃时液化成小水滴。去除的办法是,天不太冷时用空调的冷风吹,一两秒就可以除去,如果是特冷的天可以开空调的暖风,过10秒以上才会去掉。下面介绍一种去雾方法。

雨雪天气时,不必借助冷风或内循环风除雾,只要在此之前配制好除雾水涂抹于挡风玻璃上即可。除雾水的配制方法极其简单,找个小器皿,挤进少许洗涤灵,按1∶10左右的比例兑上水,然后用脱脂棉或软布蘸着它涂抹于前后挡风玻璃内侧(包括后视镜处的车窗玻璃),待晾干后再用麂皮或柔软的干布擦净涂抹时遗留在挡风玻璃上的残留纤维等就可以了,不管外面下多大雨,即便关严车窗,就是十几个人在里面都不起雾,涂抹一次,能连续几天都管用。如果赶上湿度太大的天气,车内外温差较大时,稍微加大洗涤灵的配比即可。

除此之外,跟家庭洗涤相关的许多东西也都可以作为代用品,而且都可以达到非常不错的除雾效果,比如瓜果清洗液、洗手液、肥皂水、洗衣粉(溶解后)、浴液、洗发液等。诺贝尔物理学奖诺贝尔物理学奖是根据诺贝尔的遗嘱而设立的,是诺贝尔奖之一。诺贝尔奖是以瑞典著名化学家、硝化甘油炸药发明人阿尔弗雷德·贝恩哈德·诺贝尔的部分遗产作为基金创立的。

诺贝尔物理学奖旨在奖励那些对人类物理学领域里作出突出贡献的科学家。由瑞典皇家科学院颁发奖金,每年的奖项候选人由瑞典皇家自然科学院的瑞典或外国院士、诺贝尔物理和化学委员会的委员、曾被授予诺贝尔物理或化学奖金的科学家,在乌普萨拉、隆德、奥斯陆、哥本哈根、赫尔辛基大学、卡罗琳医学院和皇家技术学院永久或临时任职的物理和化学教授等科学家推荐。