书城童书你不了解的气象季候
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第3章 气象形态(2)

冰云是由微小的冰晶组成的。这些小冰晶在相互碰撞时,冰晶表面会增热而有些融化,并且会互相黏合又重新冻结起来。这样重复多次,冰晶便增大了。

另外,在云内也有水汽,所以冰晶也能靠凝华继续增长。

但是,冰云一般都很高,而且也不厚,在那里水汽不多,凝华增长很慢,相互碰撞的机会也不多,所以不能增长到很大而形成降水。即使引起了降水,也往往在下降途中被蒸发掉,很少能落到地面。

最有利于云滴增长的是混合云。混合云是由小冰晶和过冷却水滴共同组成的。当一团空气对于冰晶来说已经达到饱和的时候,对于水滴来说却还没有达到饱和。这时云中的水汽向冰晶表面上凝华,而过冷却水滴却在蒸发,这时就产生了冰晶从过冷却水滴上“吸附”水汽的现象。在这种情况下,冰晶增长得很快。另外,过冷却水是很不稳定的。一碰它,它就要冻结起来。所以,在混合云里,当过冷却水滴和冰晶相碰撞的时候,就会冻结黏附在冰晶表面上,使它迅速增大。当小冰晶增大到能够克服空气的阻力和浮力时,便落到地面上,这就是雪花。

在初春和秋末,靠近地面的空气在0益以上,但是这层空气不厚,温度也不很高,会使雪花没有来得及完全融化就落到了地面。这叫做降“湿雪”或“雨雪并降”。这种现象在气象学里叫“雨夹雪”。

雪花是一种美丽的结晶体,它在飘落过程中成团连在一起,就形成雪片。

单个雪花的大小通常为0.05~4.6毫米。雪花很轻,单个重量只有0.2~0.5克。

无论雪花怎样轻小,怎样奇妙万千,它的结晶体都是有规律的六角形,所以古人有“草木之花多五出,而雪花六出”的说法。

“瑞雪兆丰年”是我国广为流传的农谚。在北方,一层厚厚而疏松的积雪,像给小麦盖了一床御寒的棉被。

雪中所含的氮素,易被农作物吸收利用。雪水温度低,能冻死地表层越冬的害虫,也给农业生产带来好处。所以又有一句农谚:“冬天麦盖三层被,来年枕着馒头睡”。

雪的作用很广,首先是有利于农作物的生长发育。因雪的导热本领很差,土壤表面盖上一层雪被,可以减少土壤热量的外传,阻挡雪面上寒气的侵入,所以,受雪保护的庄稼可安全越冬。积雪还能为农作物储蓄水分。此外,雪还能增强土壤肥力。据测定,每1升雪水里,约含氮化物7.5克。雪水渗入土壤,就等于施了一次氮肥。用雪水喂养家畜家禽、灌溉庄稼都可收到明显的效益。

雪对人有利也有害,在三四月份的仲春季节,如突然因寒潮侵袭而下了大雪,就会造成冻寒。所以农谚说:“腊雪是宝,春雪不好。”但雪对人体健康有很多好处。《本草纲目》早有记载,雪水能解毒,治瘟疫。民间有用雪水治疗火烫伤、冻伤的单方。经常用雪水洗澡,能增强皮肤与身体的抵抗力,减少疾病,促进血液循环,增强体质。如果长期饮用洁净的雪水,可益寿延年,这是那些深山老林中长寿老人的长寿秘诀之一。

雪为什么有如此奇特的功能呢?因为雪水中所含的重水比普通水中重水的数量要少1/4。重水能严重地抑制生物的生命过程。有人做过试验,鱼类在含重水30%~50%的水中很快就会死亡。雨雪形成最基本的条件是大气中要有“凝结核”存在,而大气中的尘埃、煤粒、矿物质等固体杂质则是最理想的凝结核。如果空气中水汽、温度等气象要素达到一定条件时,水汽就会在这些凝结核周围凝结成雪花。所以,雪花能大量清洗空气中的污染物质。故每当一次大雪过后空气就显得格外清新。据测定,一般新雪的密度为每立方厘米0.05~0.10克。所以,地面积雪对音波的反射率极低,能吸收大量音波,为减少噪声做出贡献。

彩虹

夏天雨后,乌云消散,太阳重新露头,在太阳对面的天空中,我们常常可以看到一道半圆形的彩虹。

关于彩虹的形成,早在北宋时就有了科学的解释。沈括在他所着的《梦溪笔谈》中说:“虹,日中雨影也。日照雨,则有之。”可见,彩虹是由于阳光射到空中的水滴里,发生反射与折射而形成的。

我们知道,当太阳光通过棱镜片的时候,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、蓝、靛、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棱镜——水滴。当阳光经过水滴时,不仅改变了前进的方向,同时被分解成红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫七种色光,如果角度适宜,就成了我们所见到的彩虹。空气里水滴的大小,决定了彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大,彩虹就鲜艳,也比较窄;反之,水滴小(像雾滴那样大时),彩虹的颜色就比较淡,也比较宽。

当然,天空中不一定出现一条彩虹,有时会同时出现两条、三条以至五条彩虹,不过这种情况一般比较少见。

夏天常常下雷雨或阵雨,这些雨的范围不大,往往是这边天空在下雨,那边天空仍闪耀着强烈的阳光。有时候,雨过以后天空还飘浮着许多小水滴,当太阳光通过这些小水滴时,经过反射和折射作用,天空中的彩虹就出现了。

彩虹是大气中的一种光象,它的出现是与当时天气变化相联系的,一般我们从彩虹出现在天空中的位置,可以推测当地将会出现晴天还是雨天。

露水

夏秋的清晨,草叶、树叶上常常有一颗颗亮晶晶的小水珠,这就是露水。

我国古代的人们以为露水是从别的星球上落下的宝水,所以许多民间医生和炼丹术士都注意收集露水。用它医治百病及炼就“长生不老丹”。其实,露水并不是从别的星球上降下来的,而是在地面上形成的。

露水的成因可以通过吃冷饮得到说明。吃冷饮时,盛放冷饮的容器外面马上会出现一层薄薄的水珠。这是因为容器外面的热空气碰到器壁而冷却,水蒸气达到饱和状态后,部分水汽在容器外面凝结成小水珠。露水的形成与此类似,在晴朗无云、微风吹拂的夜晚,地面的花草、石头等物体散热比空气快,温度也比空气低。当温度较高的空气碰到地面上这些温度较低的物体时,其中的水蒸气便会凝结成小水珠滞留在这些物体上面,形成我们看到的露水。如果夜间有微风,发生水汽凝结后变得较干燥的空气就会被吹走,湿热空气不断补充过来,从而形成较大的露珠。

寒潮

寒潮是指大规模冷空气(在气压场上为冷高压)由亚洲大陆西部或西北部侵袭中国时的强降温天气过程。在天气预报中规定,因北方冷空气入侵造成24小时内降温10益,并且过程最低气温达5益以下时定义为寒潮天气过程。有时北方冷空气的入侵虽达不到这个标准,但降温也很显着,则一般称为强冷空气。

在寒潮或冷空气前锋经过的地区常不仅有强烈的降温,还时常伴有大风和降水(雨、雪)天气现象。

寒潮的形成是由于冬季冷气团在西伯利亚不断堆积加强,当成为强大的冷高压后,在高空低压大槽后部西北气流的引导下,便大举南侵,于是在我国秦岭以北的广大地区形成寒潮或强降温天气过程。入侵我国的寒潮主要有三条路径:一是西路,从西伯利亚西部进入我国新疆,经河西走廊向东南推进;二是中路,从西伯利亚中部和蒙古进入我国后,经河套地区和华中南下;三是从西伯利亚东部或蒙古东部进入我国东北地区,经华北地区南下。寒潮的功是大于过的。

寒潮的“过”给人们印象最深,似乎一谈起它就会与灾害性天气联系在一起。可是寒潮对人类的益处,似乎很少有人提起。地理学家的研究分析表明,寒潮有助于地球表面热量交换。随着纬度增高,地球接收太阳辐射能量逐渐减弱,因此地球形成热带、温带和寒带。寒潮携带大量冷空气向热带倾泻,使地面热量进行大规模交换,这非常有助于自然界的生态保持平衡,保持物种的繁茂。

气象学家认为,寒潮是风调雨顺的保障。我国受季风影响,冬天气候干旱,为枯水期。但每当寒潮南侵时,常会带来大范围的雨雪天气,缓解了冬天的旱情,使农作物受益。“瑞雪兆丰年”这句农谚为什么能在民间千古流传?这是因为雪水中的氮化物含量高,是普通水的5倍以上,可使土壤中氮素大幅度提高。雪水还能加速土壤有机物质分解,从而增加土中有机肥料。大雪覆盖在越冬农作物上,就像棉被一样起到抗寒保温作用。

有道是“寒冬不寒,来年不丰”,这同样有一定的科学道理。农作物病虫害防治专家认为寒潮带来的低温,是目前最有效的天然“杀虫剂”,可大量杀死潜伏在土中过冬的害虫和病菌,或抑制其滋生,减轻来年的病虫害。据各地农技站调查数据显示,凡大雪封冻之年,农药可节省60%以上。

寒潮还可带来风资源。科学家认为,风是一种无污染的宝贵动力资源。举世瞩目的日本宫古岛风能发电站,寒潮期的发电效率是平时的1.5倍。