书城科普读物探究式科普丛书-变化异常的天气:天气和气候
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第10章 发散思维——知识拓展篇(4)

通俗地说,就是水表有冰层,且破裂成块状,冰下有水流,带动冰块向下游运动,当河堤狭窄时冰层不断堆积,造成对堤坝的压力过大,即为凌汛。

2.产生凌汛的条件

产生凌汛的自然条件取决于河流所处的地理位置及河道形态。

在高寒地区,河流从低纬度流向高纬度并且河道形态呈上宽下窄,河道弯曲回环的地方出现严重凌汛的情形较多。这是因为河流封冻时下段早于上段,解冻时上段早于下段。

而且冰盖厚度下段厚上段薄。当河道下段出现冰凌以后,阻拦了一部分上游来水,增加了河槽蓄水量,当融冰开河时,这部分槽蓄水急剧释放出来,出现凌峰向下传递,沿程冰水越聚越多,冰峰节节增大的现象。当上游的冰水向下游传播时,遇上较窄河段或河道转弯的地方卡冰形成冰坝,使上游水位增高。

凌汛严重于否,取决于河道冰凌对水位影响的程度,通常只有在河道中出现严重的冰或冰坝后,才会引起水位骤涨,造成严重的凌洪。

第二十四节变化多端的地温

1.什么是地温

地温是地表面和以下不同深度土壤温度的统称。

地面温度是大气与地表结合的温度状况,用地面温度表测定,其感应部分水银管的上半部分暴露在空气中,而下半部分则埋入土壤中。地中温度是地面以下任何深度的土壤温度,用曲管地温表、直管地温表或插入式地温表测定。地面在白天和夏季温度高,夜间和冬季温度低,日、年变化明显。这些变化一般随深度增加而减小。

地温最高、最低值出现的时间,随深度增加而延迟。地温的高低对近地面气温和植物的种子发芽及其生长发育、微生物的繁殖及其活动,有很大影响。气象站一般观测地面以及地面以下5厘米、10厘米、15厘米、20厘米、40厘米、80厘米、160厘米和320厘米深度的地温,以及地面每天的最高、最低温度。地温资料对农、林、牧业的区域规划有重大意义。

2.地温的利用

地温的利用主要是采用地能热泵技术将水或土壤中的低温热能提取出来加以利用。

浅层地温能是指在地球表层数百米内的土壤砂石和地下水中所蕴藏的低温热能。它广泛存在于浅表地层的恒温带中,受四季气候的影响较小,土壤温度相对恒定。与深层地热相比,浅层地温能分布广泛,储量巨大,再生迅速,开发利用投资少且价值大,符合循环经济发展的需求。

中国近百米内的土壤每年可采集的低温能量是中国发电装机容量4亿千瓦的3750倍,而百米内地下水每年可采集的低温能量也有2亿千瓦。就北京市而言,按6900平方公里计算,每年可开采的浅层地温能的资源量相当于1.4亿吨标准煤。

第二十五节国际气象节

我们知道,天气预报对我们的生活有着重要的影响。那么,关于气象,有没有一个它的“节日”呢?

国际气象节的发起人是法国人。在1991年2月10日,在法国巴黎附近的一个叫依西·雷莫里诺的地方举办了第一个国际气象节,当时有16个国家的25个电视台参加,来自世界各地的气象专家,从参加气象节的电视台中,评出优秀的气象节目、气象小姐和气象先生。到了2000年时,就已经有65个国家的130个电视台参加国际气象节了。

第二十六节我国天气预报行业的发展

我国最早的气象台是1872年建成的上海徐家汇观象台,当时的天气预报只有“全国风向不定、天气多变、可能有雨”等模糊简单的内容。1980年7月,中央电视台播报了我国的第一次电视天气预报。

现在大家看到的天气预报已经运用了卫星、雷达等高科技手段,不仅有一两天的短期预测,还有跨季度、跨年度的长期气候预测,和即时系统预报。现代的气象业务,基本上分为4大块。研究人员通过分布很密集的一些台站、站网和卫星,把资料收集到后再进行观测、传输、再加工后进行服务。

21世纪的人们对气象信息的需求方式,已经由过去被动的收听收看转变到主动的根据个人需要来定制天气预报。在北京、上海等城市,现在您只要通过上网或者打电话,经过网上付费或者直接到气象台交纳一定的咨询费用,就可以根据自己的需求预约特定的气象预报服务。而越来越多的企业也开始花钱提前预定天气预报,避免由于天气变化造成的麻烦和损失。于是,一些专门提供天气预报的气象经济人和气象预报公司也随之产生,有人把这种新兴的行业叫做“气象经济”。

说到气象经济,有人说“这是老天爷赏赐的钱”。而最早的天气预报就是天气谚语“朝霞不出门,晚霞行千里”、“傍晚天空红,水手乐无穷”。意思都是,如果傍晚出现晚霞,那么第二天就会是一个晴朗的好天气。杜甫的“布谷催春种”,是说布谷鸟叫以后一般不会有强冷空气影响了,农民可以播种了。还有“月亮长毛要下雨”,也就是月亮周围有一圈雾,那么就要下雨了。

随着人们对生活质量的要求提高,人们关心的不仅限于天气的客观状况,更注重这种天气状况可能带来怎样的主观感觉以及健康上的指导。于是,特种气象预报服务出现了。这项服务,包括了气象的客观情况以及与生活、健康密切联系的主观感觉等多项内容,其中与健康有关的预报项目又称为医疗气象预报。

医疗气象预报在国内尚属于一个比较新的领域,目前只在北京、上海、南京、武汉等大城市里有开展,预报的疾病也只有呼吸道感染、哮喘、脑溢血、脑梗塞、冠心病、高血压和心肌梗死等7种。

第二十七节能见度

1.什么是能见度

能见度是反映大气透明度的一个指标,航空界定义为具有正常视力的人在当时的天气条件下还能够看清楚目标轮廓的最大距离。

能见度和当时的天气情况密切相关。当出现降雨、雾、霾、沙尘暴等天气过程时,大气透明度较低,因此能见度较差。测量大气能见度一般可用目测的方法,也可以使用大气透射仪、激光能见度自动测量仪等测量仪器测量。

在空气特别干净的北极或是山区,能见度能够达到70~100千米,然而能见度通常由于大气污染以及湿气的影响而有所降低。烟雾可将能见度降低至零,这对于开车开船来说是非常危险的,同样在沙尘暴发生的沙漠地区以及有森林大火的地方驾车都是十分危险的。雷雨天气的暴雨不仅使能见度降低,同时由于地面湿滑而不能紧急制动。暴风雪天气也属于低能见度的范畴内。

当能见度不足100米时,通常被认为零,在这种情况下道路会被封锁,自动警示灯和牌子会被激活以提醒司机朋友,这些警示牌通常放在经常性出现低能见度的区域,尤其是发生了重大的交通事故,比如汽车连环撞击事件的地方。

2.烟雾、薄雾、霾的能见度

国际上对烟雾的能见度定义为不足1千米,薄雾的能见度为1~2千米,霾的能见度为2~5千米。烟雾和薄雾通常被认作是水滴的重要组成部分,霾和烟的粒径相对要小一些,这表明一些探测器如热影像仪利用远红外,其波长为10微米左右,能更好地穿透霾和一些烟雾,因为其粒径比波长要小。

第二十八节降水之最

1.世界“干极”

南美洲的阿塔卡马沙漠位于世界上最大的大洋-太平洋的东岸,由于受沿岸秘鲁寒潮的影响,气候极为干燥,成为世界“干极”。

2.世界“雨极”

印度的乞拉朋齐是世界的雨极。1861年年降水量达20447毫米。

乞拉朋齐位于喜马拉雅山南麓的迎风坡处。

3.世界“湿极”

世界上哪里最湿?据说,那是夏威夷群岛中的考爱岛威阿勒山的东北坡。此处被称为世界的“湿极”,1920-1972年的平均年降水量达11458毫米,比拥有最高年降雨量纪录印度的乞拉朋齐的年均降雨量还要高。这里一年中就有350天在下雨,不过真要湿成那样,住在那里恐怕也不是什么舒服的事儿。

第二十九节积雨云

积雨云属于低云族。当形成浓积云之后,若空气对流运动继续增强,云顶垂直向上发展得更加旺盛,达到冻结高度以上,原来浓积云的花椰菜状的云顶就会开始冰晶化,它的明显而清晰的边缘轮廓开始在某些地方变得模糊,此时就进入积雨云阶段。

积雨云臃肿庞大,云顶有丝缕状冰晶结构,顶部常扩展成砧状或马鬃状。云底阴暗混乱,起伏明显,有时有悬球状结构,偶有龙卷产生。积雨云由水滴和冰晶构成,为混合云。云底高度一般为400~l000米,在潮湿地区出现的高度通常比干燥地区低近一半;冬季寒冷地区约4500米,夏季温暖地区约18千米;积雨云云顶很高,可达对流层顶(距地面达8~12千米)。

全球除了南北两极以外的地区,均可产生积雨云。积雨云大多出现在温暖潮湿的地面上空、山区上空以及在热带海洋部分上空。

积雨云几乎都会形成降水,包括雷电、阵雨、阵性大风及冰雹等天气现象,甚至发生龙卷风,在特殊地区,还会产生强烈的外旋气流——下击暴流。这是一种可以使飞机遭遇坠毁灾难的气流。