书城农业林业运用气象知识防范生活风险
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第10章 气象知识知道多少(10)

当今,空气污染、地球变暖和臭氧层被破坏,直接威胁着人类和生物界的生存繁衍。据有幸上天的宇航员介绍,从空间观看地球,浓密的污染云雾正在使地球变成“一颗灰色的行星”。保护大气环境已是刻不容缓。过去,人类提出“征服大自然”的口号,完全是出于人类自身利益的需要和无知。实践证明,每一项大规模的改造自然的工程,都不可避免地存在着破坏生态平衡的弊端。而战争对自然环境的破坏,更是达到无以复加的地步。大自然是十分完美、和谐的。就像生物界中不存在益鸟和害鸟、益虫和害虫之分一样,自然界中出现的各种天气现象也不存在好与坏之分。人类仅仅是地球村中的一个成员而不是统治者。人类不能只根据自身的眼前利益来评判大自然。人类要想更好地生存下去,就应该认识到自然界中的一切都是必不可少的。这是因为地球经历了几十亿年的演变和进化,已经形成一个良性循环。对这个循环过程的任何破坏都是在毁灭地球。只有解决好人类与大自然、人类与人类之间的矛盾,使人类与大自然融为一体,成为大自然的一个组成部分,才能实现真正意义上的“回归大自然”。只有到那时,地球才能得到真正的、完善的保护,成为宇宙中一颗最美丽的明星。

雾之种类知几何?

英国著名球星马休斯在回忆他的足球生涯时,曾讲述了这样一段有趣的故事:1945年,他被借到英格兰阿森纳队,参加迎战来访的莫斯科迪那摩队的一场比赛。比赛时,天空晴朗,维多利亚体育场座无虚席。场上,双方拼抢积极,攻防转换极快。由于双方势均力敌,上半场均无建树,以0∶0结束。下半场,阿森纳队换上“中场发动机”麦肯罗后,场上局势发生明显变化,阿队连入两球。这时,太阳悄悄躲进了云层,绿茵场很快被突如其来的浓雾所笼罩。不仅看台上的球迷看不到场上队员,就连球员也搞不清球门在哪里。距离比赛结束时间只有10分钟了,场上比分仍然是2∶0。然而,顽强的迪纳摩队毫不气馁,在大雾掩护下不断组织进攻,终于将比分追成2∶2平。

比赛中,阿森纳队右内锋德鲁利因攻击守门员被红牌罚下场。几分钟后,马休斯忽然听到德鲁利对他喊道:“马休斯,回到你的边线上去,我回来了!”直到比赛结束,德鲁利才悄悄溜出场外,消失在浓雾中。裁判和对方球员始终都被蒙在鼓里。

最富戏剧性的场面发生在最后一分钟。同样,已被红牌罚下场的迪纳摩队球员瓦西里也利用大雾做掩护,重新上场。不幸的是他在浓雾中迷失了方向,竟稀里糊涂地将球踢进了自家大门。这粒“乌龙球”帮助阿森纳队获得胜利,而迪纳摩队却落得个哑巴吃黄连—有苦说不出。

1988年1月9日下午5时,欧洲冠军杯进行第三轮比赛,由南斯拉夫红星队主场迎战意大利AC米兰队。下半时,红星队首开记录。此时,AC米兰队已有两人被罚下场,场上只剩下9个人。红星队在人数上明显占有优势,几乎是稳操胜券。没想到,就在这时场上突然漫起伸手不见五指的浓雾,裁判决定暂停15分钟。谁知15分钟后雾变得更浓了,比赛只好改在翌日下午再战。按规则,当天的57分钟比赛成绩无效。结果第二天AC米兰以点球获胜,红星队竟惨遭淘汰,痛失决赛权。这场比赛是大雾帮助了AC米兰。看来,老天也有不公正的时候。

雾的种类很多,常见的雾一般有两种:一种叫辐射雾,另一种叫平流雾。辐射雾是在天气晴朗有微风的夜晚,由于地面强烈散热,使近地面气温下降而形成的。一般持续时间不会太长。太阳出来后,地面温度迅速回升,空气又重新回到不饱和状态,雾就会慢慢消散。平流雾是在江河、湖泊、湿地上空生成的雾。在有微风的日子里,雾会随风移动。进入多雾季节时,可以在球场上空和地面安装特制的喷雾设备,一旦出现大雾,就向雾气弥漫的地方喷洒充电的人工雾。在电荷作用下,带电人工雾滴会与天然雾滴相结合而形成小水滴降落到地面,这样就可以起到人工消雾的效果。另一种简单又行之有效的办法是:在开赛前,用4台鼓风机,从球场的4个角不断向场内吹干燥的热空气,使场内空气湿度迅速下降。由于场地四周有看台,球场范围有限,用这些办法都能使雾很快散去。但是,目前还没有找到一种能在大范围内消除浓雾的有效办法。

火球是球状闪电吗?

1963年10月3日,英国伦敦,雷雨交加。突然,一个球状闪电落入一户居民家中,进入房间时烧焦了窗框,最后掉进一个装有18升水的桶中,水被加热沸腾了几分钟。

1973年夏季的一个午后,在河南省林县南部的一个村庄上空,浓云密布,狂风骤起,突然一个球状闪电自天而降。在村东头,一棵合抱粗的钻天杨被拦腰击断;继而它又破墙钻进牲口房,随着一声沉闷的爆炸声,一头驴子当场被炸死。

1995年夏,俄罗斯物理学家德米特里耶夫正在乡间度假。一天晚上,忽然雷雨大作,在一次强烈的枝状闪电放电后,出现一个淡红色的气体球。它慢悠悠地向站在门旁的德米特里耶夫飘来,一边嗡嗡作响,一边发出黄色、绿色和紫色的火花。当火球临近德米特里耶夫时,它便开始上升,在一处停留了几秒钟,随即向树林飘去。茂密的树枝挡住了它的去路,只见它发出强大的的火花和木材发出劈裂般的响声之后,便消失在潮湿的空气中了。火球消失后,还留有一股带刺激性的、咖啡色的烟雾。科学家认定,这就是能从缝隙中钻入室内而令人生畏的球状闪电。

德米特里耶夫出于职业好奇心,立即用烧瓶在球状闪电消失的地方取了样。他在实验室里对气样进行了详细分析,发现气样中臭氧和二氧化氮特别多。这个化验结果证明:刺鼻气味是臭氧,咖啡色烟雾是氧化氮。

对球状闪电是怎样形成的,目前有多种解释。有人认为,枝状闪电在空中经过或打击地物时产生高频电磁振荡,这种高频电磁振荡能激发出带正电荷的球状空气团,这便是球状闪电。也有人认为,在枝状闪电放电时,闪电通道温度在1万℃以上。在其通道中的臭氧贮存了大量能量。臭氧是不稳定的物质,分解时释放出从枝状闪电中聚积的能量,使气团中心温度达到1500℃~2000℃。

多少年来,为了弄清球状闪电的性质和形成过程,不少科学家做了很多试验和假设,但至今仍没有一种完满的理论得到世界公认。

1990年,中国科学院球状闪电信息中心正式成立;成员来自大气物理学、气象学、等离子体物理学、地球物理学等专业;并与美国、俄罗斯、英国、日本等十多个国家的球状闪电专家建立了密切联系。该中心广泛收集球状闪电的照片、录像资料。目前,这种罕见的自然现象—球状闪电,仍旧是科学家热衷探索的自然之谜。

大冰雹,还是大冰块?

1975年7月25日晚6时至7时,内蒙古林西县上空乌云翻滚,狂风大作,闪电接连不断,鸡蛋大的冰雹从天而降。26日晨,当地农牧民纷纷打电话向防雹试验点报告:“昨天夜晚在检查灾情时,发现一个特大冰雹,请你们赶快来看看。”试验点的研究人员立即带上测量仪器和照相机,前往现场查看。

在一条干河沟里,人们看到一个大冰块。经测量:最长的边为59.4厘米,高39.6厘米,厚14.9厘米,重约30千克。剖开以后,看到冰块内部分层结构为三层,层与层界限分明。一层是透明的,内含有较多气泡;冰块的另一面和中间的一层不透明;三个冰层内均发现有沙粒。与一般冰雹不同的是它没有雹核,而且它的形状近似直角梯形。

经过计算,这样重的冰雹,需要有78米/秒的上升气流支持才能停留在空中,实际上冰雹云中很少有这样强大的上升气流。不过,在冰雹云出现时,气象站曾观测到龙卷风出现在林西县上空,持续时间为10分钟,并用照相机连续拍摄下来。通过调查,排除了冰块出自冷冻库或从飞机上掉下来的可能性。那么,冰块是从天上掉下来的,还是被龙卷风从别的地方卷来的,或者是在地面上形成的?

有人认为,“林西冰块”有可能是在龙卷风中形成的。在冰雹云中形成的大冰雹,在下降过程中还没来得及落到地面,又被龙卷风带到高空。龙卷风的上升气流有时可以达到100米/秒以上。强龙卷风可以把几吨或几十吨重的载货汽车、轮船抛出几十米到上百米以外的地方。龙卷风中携带有大量沙尘,所以大冰雹中各层都有沙粒。不过,从冰块形状看,也不能排除是龙卷风从远处把地面上的冰块抛过来的可能性。

也有人认为,冰雹都是由很小的冰粒在雹云中经过多次上下翻腾、碰撞、合并逐渐长大的,但要形成如此巨大的冰雹,就需要有一个较长的时间过程。“林西龙卷风”出现的时间只有10分钟。在如此短的时间内,云中不可能形成这样大的冰块。另外,冰雹都有雹核,而这个冰块中没有核。冰雹的雹胚是不透明的,外面包有透明冰层和不透明冰层,两者相间排列,一般有4~5层。冰雹越大,层次越多,最多可达20多层。“林西冰块”只有3层,也说明它不是在云中形成的。

多数人认为冰块是在地面上形成的。可能在一开始地面温度较高,冰雹落地后融化,使地面温度很快降低。当较大的冰雹降到地面上后,还没来得及融化完就遇上了过冷却雨滴。过冷却雨滴连续不断地在冰雹上冻结,使冰雹体积不断增大。这个过程和冰雹在云中增长的过程类似,只是在碰撞过程中,冰雹不是上下翻腾去碰撞过冷却水滴和小冰粒,而是静止不动地等着过冷却水滴和小冰雹来碰它,与它合并,但结果都是使雹块的体积不断增大。不过,这样形成的雹块已不是真正意义上的冰雹了,只能认为是一个天然的大冰块。

1970年9月3日,在美国堪萨斯州观测到一个直径为11~12厘米、重776克的雹块。经电子锯切片照相,证明它确实是一个单一雹块,存在着相间分布的透明层和不透明层。这是到目前为止发现的最大雹块,是公认的“雹块世界冠军”。