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第30章 地学(16)

人工消雾是用播撒催化剂、加热或扰动混合等方法,使雾滴蒸发而消除的措施。出现雾时,大气的能见度降低,给现代化的交通运输带来严重的影响,因此,每当机场、港口和火箭发射场等地方出现雾时,常常需要进行人工消雾。雾的物理性质不同,必须区别情况,采取不同的人工消雾方法。

人工消云

人工消云是用人工的方法使局部区域的云层消散的措施,是人工影响天气的试验项目之一。人们通常用飞机在过冷云中播撒碘化银或固体二氧化碳,促使云产生大量冰晶,通过伯杰龙过程,使云中水滴蒸发和冰品增长。当冰晶长成降水粒子后,下降离开云体,云层随即消散。

人工防雹增雨弹,装有适量的催化剂和高能高爆热炸药,能够消除冰雹,催化降雨,化害为利。

人工防雹

人工防雹是用播撒催化剂或爆炸等方法,抑制或削弱云中冰雹的生长,以减轻或消除冰雹危害的措施。人工防雹的内容包括冰雹的预报、防雹的措施和效果的检验三方面。

20世纪50年代,法国和意大利进行的人工防雹试验,效果都不显著。60年代以来,前苏联、中国、美国、瑞士和阿根廷等国家,都相继开展了这种试验。不过,各地的试验结果很不一致,有些得出无效或效果不佳的结论,有些则得出人工防雹使雹灾减少了30%~70%的结果。总之,人工防雹还处在试验研究阶段。

人工影响

由于人类活动改变了地面性质和状态,使原来的小气候发生变化的现象称“人工影响小气候”。人类活动对气候有正反两方面的影响。植树造林、建造水库、干化沼泽、灌溉等,有意识地使气候向有利于人类方面转变;另一方面,人类有些活动,如毁林造田、大型工厂造成的大气污染等,往往无意识导致气候恶化,这种情况应进行研究和加以防止。

台风有过也有功

台风的危害:台风的破坏力有多大呢?有人计算过,一个较强的台风,1小时消耗的能量,相当于25000个新安江水电站1小时发出电力能量的总和。原子弹够厉害吧!一次台风在几天的生命过程中所释放的总能量,可以和上万颗乃至几十万颗原子弹的能量相比。

台风以狂风、暴雨、巨浪和暴潮的形式,给人类造成巨大的灾难。

1922年8月2日,台风袭击广东省汕头地区,“震山撼岳,发木拔屋,加以海汐骤至,暴雨倾盆,平地水深丈余,沿海低下者且数丈,乡村多被卷入海涛之中”,死亡7万余人。

大西洋是三大洋中台风最少的洋面。20世纪前80年中,共出现391次台风,其中有12次造成重大灾害,死亡10388人,经济损失85.72亿美元。1900年袭击美国得克萨斯州的一次台风造成6000人死亡,1979年袭击佛罗里达等四个州的“弗雷德里克”台风造成了23亿美元的损失。1934年9月21日,袭击日本室户的台风,使1700余人死伤,摧毁建筑物82000余座。这样看来,台风确实会给人类造成很大的危害。

台风的“贡献”:从另一个角度来看,它也会给人类带来许多益处。

台风云系来自太阳的光和热,在地球上大部分被海洋吸收和储存;海洋是大气运动的势量、动量和水汽的主要供应者。台风把海洋中巨大的能量运迁至陆地,循环调节着地球大气。人们大多有这样的体会,在夏季饱尝持续闷热煎熬的时候,一场台风袭来,顿觉凉爽舒畅,精神大振。

久旱不雨的土地变得龟裂,无浆可灌的粱谷、禾苗奄奄一息,农民眼看着夏秋收成无望;江河断流,水库枯竭,河床暴露,人畜无水可饮。这时一场台风送来的滂沱大雨,顿时能使江河暴涨,水库丰满,稼禾喜得甘露。虽然有时“矫枉过正”,也会造成很大损失,但毕竟还是带来雨水了。

凡是台风活动频繁的沿海,大都是地球的“粮仓”和早期人类文明发展进步的地方。北太平洋西岸的中国、印度洋北部的印度和加勒比海地区的墨西哥,是三个主要民族文化发祥地。之所以如此,一个很重要的原因就是这里有着占全球总数73%的台风。著名的长江下游平原、珠江三角洲、恒河平原,气候适宜,土地肥沃,水网纵横,植被茂盛,人杰地灵。对此,台风的“贡献”是功不可没的。

随着科学技术的发展和进步,现在人们已能预报和监测台风的强度及移动路径,做好防台风的准备工作,以便最大限度地减少台风造成的损失。海洋气象学家也将人工控制台风走向、强度的可能性作为议题提了出来。我们完全可以相信,台风作为地球大气的重要资源,以后将会更多地造福人类和整个生物界。

人工削弱台风

人工削弱台风是向台风中特定部位的对流云播撤大量的成冰催化剂,改变台风的某些结构,使最大风力减弱,以减轻其危害。有人估计,如果台风最大风力减弱10%,就会使灾情减轻20%。所以人工削弱台风试验,都是以削弱台风眼周围的最大风力为目标。

美国在1947年10月对台风进行了首次播云尝试。在20世纪60~70年代,又先后对4个台风进行了8次有计划的播云试验,其中4次在播撒碘化银后,最大风速减小了10~30%。但由于台风风速的自然变率较大,最大风速的这种减小,还不能完全肯定是播云的效果。人工播撒成冰剂很难产生明显的热力效应,所以用人工播云法削弱台风的可行性受到了怀疑。

人工防霜冻

人工防霜冻是人工提高近地面层空气和土壤表面的温度,使农作物免受霜冻危害的措施。霜冻指在农作物生育期内,因土壤和作物表面的温度降低到某一定程度(一般低于摄氏零度),使农作物受害或死亡的现象。这是农业的主要灾害之一。

人工防霜冻的方法有烟雾法、扰动混合法、灌水法、洒水法、加热法和覆盖法。此外,常用的防霜冻方法还有覆盖、灌水或用泡沫剂发泡包覆植物的叶面等方法。所有上述方法,对防御小面积的弱霜冻有一定的效果。至于防御大面积霜冻,还没有行之有效的办法;而且由于每年初霜冻和终霜冻的日期差异很大,仍不能完全避免霜冻的危害。

播云催化验剂

播云催化剂是为改变云(雾)的微结构和演变过程而往云(雾)中播撒的物质,又称人工催化剂。为了人工降水、防雹、消云、消雾、削弱台风和抑制雷电等目的,使用播云催化剂。它的作用是在过冷云中制造冰晶以诱发伯杰龙过程,或在暖云中制造大云滴以达到目的。

播云催化剂有两种:(1)能在过冷云中产生冰晶的物质,称为成冰催化剂或冷云催化剂,常用的有人工冰核物质(如碘化银)和冷却剂(如固体二氧化碳,又称干冰);(2)为了在暧云中产生大云滴而采用吸湿性物质(如食盐)制成的人工吸湿核,称为暖云催化剂。

著名地理、气象学家

大陆漂移学说的建立者魏格纳

魏格纳是德国气象学家、地球物理学家,1880年11月生于柏林,1930年11月在格陵兰考察冰原时遇难。

1912年1月6日,魏格纳在法兰克福地质学会上作了题为“大陆与海洋的起源”的演讲,提出了大陆漂移的假说。他于1915年出版了《海陆的起源》一书,系统地阐述了大陆漂移说。大陆漂移说一提出,就在地质学界引起轩然大波。年轻一代为此理论欢呼,认为开创了地质学的新时代,但老一代均不承认这一新学说。魏格纳去世30年后(1960年),板块构造学说席卷全球,人们终于承认了大陆漂移学说的正确性。

瑞典气象学家罗斯贝

罗斯贝(1898~1957),原籍瑞典,移居美国20余年。1932年他提出假绝热过程和相当位温的概念,创制罗斯贝图解。1937年首先提出气压场和风场相互适应,主要是气压场向风场适应,开辟了大气运动中适应问题的新分支。1939年研究大气长波,得出了罗斯贝波的传播速度公式,即罗斯贝公式,开辟了大气长波问题的专门研究。他推动了动力气象、天气学和数值天气预报的发展。

新中国地质之父——李四光

李四光(1889~1971),原名李仲揆,出生于湖北省黄冈县。他是我国著名的古生物学家、地层学家、大地构造学家、第四纪冰川学家,我国地质力学的创始人。我国南方震旦纪与北方石炭纪地层系统的建立、我国东部第四纪冰川的发现与研究是他对地质科学的重大贡献。他所著的《中国地质学》是我国地质研究的经典著作。为我国开辟了很多新学科,提出很多新理论、新问题,培育出大批人才,并为此奋斗终生,留下了丰富的科学文化遗产。1952~1970年,李四光任地质部部长之职。

中国地理学会的发起人——谭其骧

谭其骧生于1911年,是我国历史地理学家,中国地理学会发起人之一。1934~1936年协助顾颉刚发起成立禹贡学会,创办《禹贡》半月刊,推动了我国沿革地理和历史地理学的发展。1955年开始主编《中国历史地图集》,它以历史文献资料为主,吸取了考古等方面的研究成果,是当今内容最为详确的我国历史政区地图集。他对我国历代疆域、政区、民族迁徙和文化作了大量研究;对黄河、长江水系、湖泊、海岸变迁有精辟见解。

极峰学说的创立者杰·皮叶克斯

杰·皮叶克尼斯(1897~1975)是挪威气象学家维·皮叶克尼斯的长子。1931年任卑尔根博物馆地球物理研究部教授,1940年起任美国加利福尼亚大学教授,曾兼任美国气象学会副理事长。1919年他首先从天气图上发现极锋倾斜面上的波动会发展为气旋,提出极锋学说,描述温带气旋的结构,提出气旋生命史模式,对近代天气学、大气动力学做出重大贡献。20世纪20~30年代研究中纬度西风带中大尺度波动的三维结构,并提出波动的物理模式。20世纪50年代以来,研究大尺度长时间海洋大气间热量交换作用与气候变迁的关系,并提出海气相互作用的几种重要物理过程。20世纪60年代末提出赤道太平洋东部海面温度变化与中纬度大气环流之间存在遥相关的论述。由于他对近代天气学、大气动力学的重大贡献,曾获得荣誉法律博士、国家科学院院士、国际气象组织奖等等。著有《移动气旋的结构》(1919年)、《气旋的生命史和大气环流的锋面学说》(1922年,与苏尔保合作)、《关于气旋的理论》(1944年,与霍姆波合著)等,还参加维·皮叶克尼斯主编的《物理流体、力学及其在动力气象学上的应用》一书的编写工作。

新中国地理气象学的奠基人竺可桢

竺可桢(1890~1974)是我国著名的气象学家、地理学家、教育家。新中国地理学和气象学的奠基人。竺可桢所从事的科学教育、科学组织领导与科学普及工作,都有杰出的成就。特别是关于台风眼的机制、台风的分类、东亚天气类型、中国季风气候、高空风向与天气预报的关系,中国气候区划、气候与农业丰产的关系,物候学、气候变化以及天文学方面的二十八宿的起源问题等研究,都有重大创新,达到国际一流的水平。对中国近代高等教育有许多精辟的理论见解和实际领导经验,培育了许多优秀人才。1955年当选为中国科学院数学物理学部委员。

竺可桢的重要著作及论文有《二十八宿起源之时代与地点》、《物候学》(合著)、《论我国气候的几个特点及其与粮食作物生产的关系》、《中国近五千年来气候变迁的初步研究》、《中国气候概论》等300多篇。

新中国气象事业的创始人涂长望

涂长望(1906~1962)是中国气象学家。1929年毕业于沪江大学。1932年获英国伦敦大学帝国理工学院硕士学位。任中央气象局局长、研究员。他在气候区域、季风进退、气团与锋面分析、世界大气浪动和海洋环流同中国降水和温度的关系、关于20世纪气候变暖问题等方面的研究成果是奠基性的,并开辟了中国长期天气预报的研究领域。他对高空气候、农业气候、长江水文预测等做了出色的研究。负责组建全国气象工作,为中国气象事业的创建和发展做出了重要贡献。1955年选聘为中国科学院院士。

中国历史地理学的奠基者侯仁之

侯仁之1911年出生于河北省,中国科学院学部委员(院士),英国利物浦大学荣誉科学博士,1998年成为中国科学院资深院士。侯仁之院士是我国现代历史地理学的奠基者和开拓者,他把自然环境因素(包括地质和生态方面)通过大量实际工作用于历史地理学,并根据人类活动对自然环境的反馈,全面地拓宽了学科视野、创新研究方向,使其进一步为城市规划发展和指导不同地区长远发展提出今后战略布局的方向。他从现代历史地理学的角度论述了北京城起源、发展历久不衰的变化原因和今后发展的方向,为北京市过去和今后的城市规划建设提出了重要建议。并对燕辽、内蒙等的赤峰、围场、西辽河等地的北方生态环境过渡带的历史环境变迁进行过全面的实际考察,对人类活动和自然环境的反馈进行了历史上的研究,并提出今后的环境变化的发展方向。著作有《历史地理学的理论与实践》(1979~1984)、《燕园问学集》(1991)、《历史地理学四论》(1994)、《侯仁之文集》(1998)等。