為什麼天空是蔚藍色的
一場大雨過後,天空頓時異常湛藍,令人心曠神怡。為什麼晴朗的天空總是蔚藍色的呢?而且越是晴朗,藍得越澄澈。
為了解答這個問題,我們不妨做一個小實驗:用一隻長方形玻璃缸,裏麵盛大約2/3的水,水裏撒少許泥沙粉末,使溶液渾濁。然後把它放在窗前,選擇一個晴朗的上午,大約七八點鍾,陽光基本上平行地射向長方形玻璃缸的一端,光線通過渾濁的水,在另一端折射出來。這時你會發現一個很有趣的現象:長玻璃缸中的水呈現出淡藍色,而從另一端射出來的光線卻呈淺紅色和橙黃色。
玻璃缸中出現淡藍色和蔚藍色天空的道理是一樣的。
我們知道,地球表麵包圍著一層大氣。大氣中含有許多微小的塵埃、冰晶、水滴等。當太陽光(由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫等有色光線組成)通過空氣時(就仿佛在小實驗中太陽光線穿過浮有泥沙的玻璃水缸一樣),波長較長的紅色光透射力最大(其次是橙、黃色光),它能透過大氣中的微粒射向地麵;而波長較短的藍、紫、靛等色光,很容易被懸浮在空氣中的微粒向四麵八方散射開來,使天空呈現出蔚藍色。
知識點:天空、散射、微粒
為什麼天空中的雲有各種不同的顏色
天上會出現各種不同顏色的雲,晴空裏的雲潔白如絮;雷雨前的雲烏黑一團;陰天的雲是灰蒙蒙一片;火燒雲會呈現紅色和紫色的光彩。這不同顏色的雲都出自大自然之手。
各種雲體的厚薄相差很大,厚的可達七八千米,薄的隻有幾十米,有滿布全天的層狀雲,孤立散處的積狀雲,還有波狀雲等許多種。很厚的層狀雲,或者雷雨時擁塞天空的積雨雲,太陽的光線很難透射過來,雲體看來就很黑;稍微薄一點的層狀雲和波狀雲,看來就是灰色的,特別是波狀雲,雲塊邊緣部分,色彩更為灰白;而很薄的雲,光線容易透過,特別是由冰晶組成的薄雲,雲絲在陽光下顯得特別明亮,帶有絲狀光澤,即使天上有這種層狀雲,地麵的物體在太陽光下仍然會映出影子。
孤立散處的積狀雲,由於雲體比較厚實,它向陽的一麵,光線幾乎全部反射出來,因而看來是白色的;而背光的一麵以及它的底部,光線就不容易透射過來,看起來比較灰黑。
當日出和日落的時候,由於太陽光線是斜射過來的,穿過很厚的大氣層,空氣的分子、水汽和雜質,使得光線的短波部分大量散射,而紅、橙色的長波部分,卻散射得不多,因而照射到大氣下層時,長波光(其中特別是紅光)占絕對的多數,這時不僅日出、日落方向的天空是紅色的,就連被它照亮的雲層底部和邊緣也變成紅色的了。
由於雲體的組成有的是水滴,有的是冰晶,有的是兩者混雜在一起,因而當光線通過時,還會形成各種美麗的光環或虹彩。
知識點:層狀雲、積狀雲、波狀雲、透射、光線
為什麼我國北方的春天和秋天特別短
季節是根據氣候冷暖和晝夜長短的變化而來的。大家都知道,春秋季氣候溫和,夏季炎熱而冬季寒冷。如果把一年中每3個月定為1季,那麼各季的日數大致相近,隻不過相差一兩天,這就沒有季節長短的問題了。
在我國,比較通行的是用每候(5天為1候)平均氣溫10℃為冷與暖的分界溫度,這樣就把10℃以下定為冬季,10—22℃之間定為春秋季,22℃以上定為夏季。根據這樣的標準來劃分季節,各地的四季長短就不相同了。
我國北方的春季是比較短的,一般不到兩個月。例如北京春季是從4月1—5日到5月21—25日,沈陽從4月21—25日到6月10—14日,哈爾濱從4月26—30日到6月20—24日等,可見這一帶,當拆了冬季需要的火爐之後,不久就要搭起夏季需要的涼棚了。
既然季節是按照氣候來確定的,那麼溫度升降的快慢就可以決定季節的長短了。在我國北方,冬季太陽輻射很弱,照射時間又短,並且經常有北方更冷的空氣流來,溫度很低。到了3月以後,由於太陽輻射進一步地加強和冷空氣進一步地減弱,使得地麵溫度能夠迅速升高。
在春季期間,這一帶降水仍然是不多的,除有些日子起風外,多半是晴天,空氣既幹燥,太陽輻射又在繼續加強,地麵吸收的熱量自然迅速增多,空氣溫度也跟著扶搖直上,經過不到兩個月的春季就開始進入夏季了。例如北京5月平均溫度已達到20.2℃,到了6月就升高到24.2℃了。所以北方春季一般都比較短。
同樣道理,自7月最熱時期過去以後,太陽輻射逐漸減弱,冷空氣勢力又在不斷增強,於是溫度逐步下降,以10月到11月下降的幅度最大。例如北京10月份平均溫度為12.5℃,到11月就下降到4.0℃,已是寒冬季節了。