《綠野仙蹤》reference_book_ids\":[6895328650426584072,7026273295594949668,6959122744696900639,6987292411097517086]}]},\"author_speak\":\"code\":0,\"compress_status\":1,\"content\":\" 風是怎樣刮起的
空氣在水平方向上的運動就是風。風向是指風的來向,風速是單位時間內空氣在水平方向上移動的距離,通常用“米/秒”表示。
風是怎樣刮起來的呢?這與空氣受熱膨脹遇冷收縮的特性有關。地球表麵由於受熱不均,使各地獲得的熱量有多有少。受熱多的地區,空氣膨脹上升,空氣密度減小,因而氣壓降低。受熱少的地區,空氣收縮下沉,氣壓升高。這樣,兩地區就產生了氣壓差。兩地冷熱程度越懸殊,兩地的氣壓差就越大,空氣流動得就越快。兩地氣壓差小,風力就微弱。兩地氣壓若相同,就不會有風產生。
風是引起天氣變化的一個重要因素,它把大氣中的熱量、水汽從一個地方輸送到另一個地方。大陸內部的空氣含水汽少,刮西北風時,天氣多晴朗;刮東南風時,風帶來了海洋上空充沛的水汽,容易出現降雨天氣。因此,不同的風向預示著不同的天氣變化。由於風對人類的活動有著直接的影響,因此正確判斷風力的大小,在日常生活中是很有實際意義的。
風力的大小用風級表示。風級從0~12級共13級。級數越大,風力越大,空氣流動得就越快。在沒有測風儀器的情況下,可以根據眼前景物的變化確定風力的大小:
0級為無風,這時水麵無波,煙往上直衝,其風速在0~0.2米/秒;
1級為弱風,此時樹葉略動,煙隨風飄,其風速在0.3~1.5米/秒;
2級為輕風,此時樹葉微響,人麵部有感覺,其風速在1.6~3.3米/秒;
3級為微風,此時彩旗迎風招展,小船輕輕簸動,其風速在3.4~5.4米/秒;
4級為和風,此時塵土飛揚,樹枝搖動,其風速在5.5~7.9米/秒;
5級為清風,此時小樹搖擺,水波滾動,其風速在8.0~10.7米/秒;
6級為強風,此時撐傘困難,電線發聲,其風速在10.8~13.8米/秒;
7級為疾風,此時水起巨浪,頂風難行,其風速在13.9~17.1米/秒;
8級為大風,此時樹枝被折斷,江河掀起大浪,其風速在17.2~20.7米/秒;
9級為烈風,此時房瓦被掀掉,煙囪被吹垮,其風速在20.8~24.4米/秒;
10級為狂風,能吹倒大樹,具有很大的破壞力,其風速在24.5~28.4米/秒;
11級為暴風,暴風在陸地上極為罕見,能掀翻海上船隻,其風速在28.5~32.6米/秒;
12級為台風,此時海浪濤天,風浪能將海上的巨輪吞沒,其風速大於32.6米/秒。
雷電功大於過
電閃雷鳴是大自然中最為雄偉壯觀的景象之一。高溫、高濕的空氣和強烈的上升運動是形成雷電現象的基本條件。在由冰晶、水滴組成的積雨雲中,由於上升氣流強烈,雲中冰晶、水滴相互碰撞,從而使雲塊帶上不同性質的電荷。當電荷聚集較多時,其電場強度可達幾千伏/厘米至1萬伏/厘米。當帶有異性電荷的雲塊相互接近時,便會產生火花放電現象,放電時的電流強度平均可達幾萬安至20萬安,這就是閃電。在閃電的通道上,空氣瞬時溫度可達6000~30000℃,其亮度超過太陽。高溫使空氣體積迅速膨脹,空氣中的小水滴汽化;放電後,被加熱而膨脹的空氣,很快又冷卻和收縮。空氣被振蕩時發出的聲音,就是我們聽到的震耳欲聾的雷聲。由於光速為30萬千米/秒,而聲音在空氣中的傳播速度為340米/秒,所以我們總是先看到閃電後聽到雷聲。
據統計,地球上平均每天約發生46000次雷電現象。赤道熱帶地區雷雨頻繁。印度尼西亞爪哇島上的茂物市,平均每年有322天出現雷電,有“世界雷都”之稱。隨著緯度增加,雷雨出現次數越來越少,到北緯82度以北,南緯55度以南,雷雨就銷聲匿跡了。我國長江以南年平均雷雨日數為40-80天,長江以北為25~40天。廣東、海南島、雷州半島等地雷電活動最為頻繁,年平均雷電出現日數可達120天。
雷電所造成的雷擊現象,給人類帶來無數災難,它能焚毀森林,毀壞房屋,傷害人畜。千百年來,人類一直視雷暴為自然界的一大災害。然而,假如沒有閃電,人類就會失去一座巨大的“化肥廠”。一次大的雷雨過程發生時,可以製造出4萬~5萬噸氮肥,供植物直接吸收利用。假如沒有閃電,人類將失去一位勤勞的“清潔工”。閃電發生時,在閃電通道上,由於高溫高壓的作用,空氣中的氧氣變成臭氧。臭氧能夠殺滅細菌,使空氣變得清新宜人。此外,雷電還是一種潛在的清潔能源。
當今,空氣汙染、地球變暖和臭氧層被破壞,直接威脅著人類和生物界的生存繁衍。據有幸上天的宇航員介紹,從空間觀看地球,濃密的汙染雲霧正在使地球變成“一顆灰色的行星”。保護大氣環境已是刻不容緩。過去,人類提出“征服大自然”的口號,完全是出於人類自身利益的需要和無知。實踐證明,每一項大規模的改造自然的工程,都不可避免地存在著破壞生態平衡的弊端。而戰爭對自然環境的破壞,更是達到無以複加的地步。大自然是十分完美、和諧的。就像生物界中不存在益鳥和害鳥、益蟲和害蟲之分一樣,自然界中出現的各種天氣現象也不存在好與壞之分。人類僅僅是地球村中的一個成員而不是統治者。人類不能隻根據自身的眼前利益來評判大自然。人類要想更好地生存下去,就應該認識到自然界中的一切都是必不可少的。這是因為地球經曆了幾十億年的演變和進化,已經形成一個良性循環。對這個循環過程的任何破壞都是在毀滅地球。隻有解決好人類與大自然、人類與人類之間的矛盾,使人類與大自然融為一體,成為大自然的一個組成部分,才能實現真正意義上的“回歸大自然”。隻有到那時,地球才能得到真正的、完善的保護,成為宇宙中一顆最美麗的明星。
美麗的雨後彩虹
在夏秋季節裏,傾盆大雨過後,天邊便會出現一條絢麗多姿的長虹,它像一座燦爛的半拱形彩橋,飛架在天邊的地平線上方,形成天空中一道亮麗的風景線,令人陶醉。
古代由於人們對自然科學認識的有限,將虹的出現歸結為神仙的作用。
1624年,意大利學者多明尼斯主教,第二個用自然科學的原理解釋了虹的形成原因。但由於當時社會的落後和愚昧,竟把多明尼斯主教逐出教會,判處死刑,並把他的著作和罪犯屍體一起焚燒掉。後來法國科學家笛卡兒在水池旁邊,看到了水池上麵含有大量水滴的空中人造虹,他便用裝有水的玻璃球進行了實驗,並在1637年發表了介紹虹的形成原因的文章,他在文章中闡述:“虹是由於太陽射入空中的水滴反射和折射的結果。”但他還不清楚虹的顏色是如何形成的。直到17世紀60年代,牛頓發現太陽光通過三棱鏡的色散現象後,虹的秘密才被揭開了。
虹是一種自然的天氣現象。在盛夏和初秋季節裏,下雨前後,當空氣裏還飄浮著許多小水滴時,太陽光照射到這些小水滴上,由於發生折射作用,就使得太陽光線擴散開來,使之重新成為七種顏色;再經過地麵的反射作用,就形成了由外向內、排列順序為赤、橙、黃、綠、青、藍、紫的瑰麗多彩的光弧,這便是虹。虹的顏色和寬度取決於水滴大小,空中的水滴越大,虹的顏色越絢麗,虹帶越寬;反之亦然。虹的出現,和當地的未來天氣變化有著密切關係,我國勞動人民在生活實踐中總結的“東虹日頭西虹雨”的天氣諺語,是有科學依據的。我們居住在溫帶地區,高空的氣流是有規律地自西向東移動的,因此,未來的陰晴風雨的天氣變化,是和西方氣流的性質有著密切關係的。所謂的“東虹日頭”,是指傍晚東方出現虹時,表明第二天是晴天,因為東虹表明東方空氣中的水滴很多,濕度很大,但雨區將繼續向東發展,不會經過本地區,所以當地不會下雨。而與此相應的西方,空氣幹燥,將向本地移來,因此當地的第二天將是晴天。“西虹雨”的意思,是指早晨在西方出現了虹,預示不久將出現陰雨天氣。因為西方空中含有大量的水滴,這些水滴將向東發展,移向本區。再加上本地隨著太陽的升高,低空的水汽繼續蒸發不斷上升到高空,與高空的水滴相遇,使高空中的水滴不斷擴大增多,自然就會形成陰雨天氣。
危害及大的龍卷風
龍卷風也叫旋風,在海上或海邊最為多見,其速度非常快,風速為每秒鍾100米,甚至可以達到每秒鍾175米以上。比12級台風還要高五六倍。發生在海上的龍卷風,常常能卷起一個個參天的水柱。旋風過處,那巨大的水柱此倒彼立,水柱倒塌聲和著風聲加上那林立的銀色水柱,場麵煞是壯觀。
龍卷風的範圍小,是它有這麼大的威力的主要原因。它風柱的直徑一般隻有25-100米,在極少數的情況下直徑才達到1000米以上。從發生到消失,時間也並不長,有的隻有幾分鍾,最多的也隻有幾個小時。
龍卷風四處為虐
2000年5月,我國某海濱小城被一股強大的龍卷風襲擊,使得該地區的房屋坍塌,莊稼毀壞。災後估算,這場一襲而過的龍卷風,比1998年此地長達2個月的水災造成的損失還要大。其實,龍卷風不僅來勢凶猛,而且還十分神奇。
在美國的俄克拉何馬州發生過這樣一件怪事。兩匹馬拖著一輛大車走在海濱大道上,車夫坐在車上,由於天晴氣爽,他打起瞌睡來。突然,一聲巨響把他從昏睡中驚醒。他用雙手揉揉眼睛清醒過來,一下子被嚇呆了:兩匹馬無影無蹤。再摸摸自己,腦袋還在肩上,四肢還都有,車子也少了一根車轅。
在這座城市還發生另一件怪事。在一個晴朗的夏日,一對夫婦躺在床上休息,一聲刺耳的巨響驚醒了他們。起來一看,以為這聲音是夢中聽到的,於是又躺了下去。但是,他們忽然發現他們的床已被弄到荒無人煙的曠野,周圍沒有房子、沒有任何建築物,也沒有牲畜。隻有一隻椅子還留在他們的旁邊,折疊好的衣服仍好端端地擺在上麵。
龍卷風“鍾情”美國
龍卷風是造成這些稀奇古怪的事情的罪魁禍首。著名童話《綠野仙蹤》的故事也是從龍卷風開始的:一位在自家門前幫奶奶喂雞的小女孩,突然被一陣龍卷風帶到一個完全陌生的森林地帶。
龍卷風是常見的自然現象,而且它的破壞力甚至超過地震。1925年3自18日,一次有名的“三州旋風”遍及密西裏、伊利諾斯和印第安納3個州,損失達4000萬美元,死亡695人,重傷2027人。美國境內另一次龍卷風竟然摧毀了一座鐵路橋,可見威力之大。
1879年,堪薩斯州北方上空的兩塊又黑又濃的雲會合後,在雲層下端產生旋渦。旋渦迅速增長,變成一根頂天立地的巨大風柱,在3個小時內,像一條孽龍似地在整個州內胡作非為,肆虐橫掃,所到之處,無一幸免。但是,最奇怪的事是發生在剛開始的時候。龍卷風旋渦橫過一條小河,遇上了一座峭壁,顯然是無法越過這個障礙物,旋渦便折向西進,那邊恰巧有一座新造的75米長的鐵路橋。龍卷風旋渦竟將它從石橋墩上掀起來,把它扭了幾扭,然後拋到水中。事後專家們認為,這次旋風的毀橋顯示了它的最大威力,此時旋渦壁氣流的速度已高於音速。
魔術師般的超音速龍卷風的表演令人吃驚。美國聖路易市在1896年發生過一次旋風,使一根鬆樹枝竟輕易穿透了一塊1厘米左右厚的鋼板。1919年,發生在美國明尼斯達州的一次旋風,使一根細草莖刺容一塊厚木板,而一片三葉草的葉子竟像釘子一樣,被深深鑿入了泥牆中。
龍卷風對俄羅斯也很有興趣
龍卷風不僅常常光顧美國,而切對另一個大國俄羅斯也很有興趣。1953年8月23日的一場龍卷風,吹開了俄羅斯一戶人家的門窗。放在五鬥櫥上的一隻鬧鍾被吹過了3道門,飛過廚房和走廊,最後吹進了閣樓。還有一次,在俄羅斯一城鎮的龍卷風範圍較大,在它大約吹過了100米的距離後,亂飛到一戶農家的園子裏,龍卷風將大主人謝萊茹涅娃的大兒子和嬰兒吹到一條溝裏,而她的次子彼佳被刮走不見影蹤,直到第二天,有在索加爾尼基市找到。當時他嚇得魂不附體,但絲毫未受損傷。令人奇怪的是,不是順著風向吹,而是逆著風被吹到索加爾尼基市的。雖然所受損失不大,但十分令人不解。
龍卷風中最不同思議的是空中飛物。1917年3月23日,新奧爾巴尼市曾有過一次空中墜物的奇雨,在離遭龍卷風襲擊的村莊40千米遠的地方,從雲端落下來衣物碎片、殘缺不全的家具等,還有一罐子醃黃瓜等。顯然,這是龍卷風的傑作。
龍卷風在中國
龍卷風在我國的沿海地區,也創造了不少的傳奇故事。1956年9月24日,上海曾發生過一次龍卷風,它輕而易舉地把一個11萬千克的大儲油桶“舉”到15米高的空中,再甩到120米以外的地方。1997年在渤海邊一個鄉村,龍卷風將一個70多歲的老太太帶到空中,在太空遨遊了好半天之後,竟然又安然無恙地送了回來。這位姓劉的老太說,她在空中什麼知覺也沒有,不知到了多遠什麼地方,完全是混沌狀態,更不知是怎麼又回來的。在浙江一個農村,龍卷風將農場上的十幾台脫粒機擰在空中,在旋風的中心,狂風憑借巨大的力量,將機器相互撞擊,直聽得吼叫的風聲中夾著刺耳的金屬撞擊。農民們眼看著自己的家什被自然在破壞著而束手無策,無能為力。在離心力作用下,不時摔出散落的機器零部件。風終於停了,在旋風的一個上百米的範圍內,機器彎形的鋼板、被支解的鋼架。扭彎了的螺絲灑落一地,十幾部機器全部報廢。
龍卷風之謎
龍卷風雖然常常發生,但對它卻不甚了解。例如。為什麼龍卷風有時會席卷一切,而有時在其中心範圍內的東西卻絲毫無損。為什麼它能把一匹馬吹走1000米,但從未有人見到過樹會被龍卷風吹走,它充其量是將樹折斷吹倒在一旁。在北美。當龍卷風過後常可見到雞的羽毛被拔得精光。但有時隻拔去一側的雞毛,而另一側卻完好無損,這些該作何解釋呢?至今尚無答案。
“怪風”招來“怪雨”
1985年8月13日14時,山西省榆次市沛林鄉大峪口村的村民,在村東北方向的山梁上,發現一個直徑約50米的橘黃色圓柱體,飛速地旋轉著直插雲端。這個龐然大物攜帶著沙石、塵土、樹枝、莊稼、衣服、塑料製品……在空中盤旋、呼嘯,慢慢從東北方向朝村子移來。先是村口一棵兩個人都抱不住的百年古槐樹被連根拔起,接著幾十間房屋變成了廢墟。青年農民張三牛拉著4歲的兒子還沒來得及躲避,就被狂風卷進發出隆隆轟鳴聲的巨大黑洞中。張三牛緊緊抱著兒子不放,在騰空飛了30多米後竟平安地降落到地麵。這場“怪風”搞得人心惶惶,不少人燒香磕頭,祈求神靈保佑。
1940年夏天,在一個晴朗而炎熱的下午,前蘇聯高爾基省巴甫洛夫區米西裏村上空,突然烏雲密布、狂風大作、電閃雷鳴,傾盆大雨夾雜著圓片狀冰雹接踵而至。冰雹落地時不斷發出清脆的金屬聲。雹雨剛停,全村男女老少一窩蜂地從房子裏跑出來,從地上撿起來一看,竟是16世紀俄國伊凡王朝的古銀幣。原來,沙皇時代的貴族們曾在米西裏村附近的地下埋藏了許多銀幣。當暴風雨猛烈地衝刷大地時,覆蓋在銀幣上的土層被衝刷掉了。接著巨大的“象鼻子”就把這些古錢幣卷到天空。當上升氣流減弱時,這些銀幣便紛紛落下來,成為一場舉世罕見的“銀幣雨”。
1960年,法國還出現過“青蛙雨”。青蛙自天而降,有的被摔得頭破血流,有的卻安然無恙地在地上跳來跳去。驚人的場麵令許多人感到不安,認為是不祥之兆。
其實,這些怪風怪雨都是由龍卷風製造的。
龍卷風是大氣中最強烈的渦旋,呈漏鬥狀,它的直徑在低層隻有幾米到1000米。龍卷風壽命很短,一般隻有幾分鍾到幾十分鍾,超過1小時的極少;移動速度一般是15米/秒,最快可達70米/秒,常走直線;龍卷風風速可達100~200米/秒,破壞力極大,人類至今還不能對它進行有效的防禦。
在我國,龍卷風是一種不多見的自然奇觀。發現龍卷風以後,首先要判斷龍卷風的移動方向。如果龍卷風是離自己向遠方移去,可以利用這個機會好好觀察一下它的變化過程,用錄像機或照相機對龍卷風進行連續拍攝;要是有輛汽車,可以乘車進行追蹤拍攝。最理想、最完整的觀測資料應該包括:從龍卷風產生、發展到消亡的整個過程,以及地麵受龍卷風影響而產生的災情和各種奇異現象。如果確認龍卷風是朝自己這個方向移動過來時,要立即切斷電源,妥善處理好火源,然後朝著與龍卷風來向呈90°的方向盡快逃離現場。如果已經無法逃離,要盡量遠離建築物、大樹、電杆,趴在一個地勢較低的地方,用棉被或衣物把自己的頭和身體盡可能地包裹起來,避免被龍卷風卷走和受到傷害。
地球大氣有多重
“托裏拆利真空”和“馬德堡半球試驗”,使人們不再懷疑地球大氣有重量。在此之後,有人又提出這樣一個問題:包圍在地球周圍的大氣究竟有多重?
地球的表麵積為5.1億千平方米,大氣層的上界在3000千米左右。對於這個看不見、摸不著的寵然大物,怎樣稱它的質量呢?這真是個有趣的想象。麵對這個難題使人們想起了三國時期“曹衝稱象”的故事。
7歲的曹衝,讓大象站在船上,看船身下降多少。然後,沿著水麵在船舷上做一個記號,再把大象拉到岸上。接著往船上裝石頭,等船下沉到有記號的地方,再把石頭一塊塊搬到岸上,稱一下船上石頭的質量,就知道大象有多重了。
在當時沒有能夠稱大象的秤的情況下,曹衝巧妙地通過分割求重,再求出總和的辦法,對我們怎樣求出地球大氣層總質量很有啟發。首先,假設大氣是靜止的,然後把大氣分割成無數個垂直於地麵的空氣柱,每個空氣柱的底麵積為1平方厘米。這個空氣柱是一條又細又長,從地麵一直延伸至大氣上界的立方體。在海拔高度為零米,也就是海平麵高度上,安放一支水銀氣壓表。這時,氣壓表中的水銀柱高度為76厘米,這個水銀柱質量就等於1平方厘米上所承受的大氣柱的質量,叫做一個大氣壓,約為1.033千克/平方厘米。地球表麵積為5.1億平方千米,把它換算成平方厘米,再乘上1.033千克/平方厘米,得出大氣層的總質量約為5300萬億噸,這就是整個大氣層的總重量。無邊無際、看不見、摸不著的大氣層就被這樣簡便地算了出來。如果要用同樣重量的鐵來代替大氣,那麼,地球表麵就要披上一層1.3米厚的鐵鎧甲了。誰能想到,無形無味、無色透明,近於虛無縹緲的大氣,它的總重量竟大得如此驚人!