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第七辑 地球科学（第6页）

雨后为什么常出彩虹

夏天雨后，乌云飞散，太阳重新露头，在太阳对面的天空中，常常会出现半圆形的彩虹。

我国早在北宋时候，对天空中的虹就有了科学的解释。沈括在他所著的《梦溪笔谈》中引用孙彦光的话说：“虹，日中雨影也。日照雨，则有之。”虹是由于阳光射到空气中的水滴里，发生反射与折射造成的。

原来，当太阳光通过三棱镜的时候，前进的方向就会发生偏折，而且把原来的白色光线分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七种颜色的光带。

在下雨时，或者在雨后，空气中充满着无数个小小的能偏折日光的棱镜——水滴。当阳光经过水滴时，不仅改变了太阳光的方向，同时被分解成红、橙、黄、绿、青、蓝、紫等七色光，如果角度适宜，就成了我们所看到的虹。

为什么天空中的彩虹有时宽，有时窄；有时色彩鲜艳，有时颜色暗淡呢?原来这种现象是由空气中水滴的大小来决定的。当空气中的水滴大，虹的色彩就鲜艳，彩带就窄；相反，当空气中的水滴小，虹的色彩就暗淡，彩带就宽。如果水滴像雾滴一样大时，则虹的色彩淡成为白虹。

天空中不光会出现1条虹，有时会出现2条、3条，以至5条虹，不过这种情况比较少见。多条彩虹生成原因同样是由于阳光在水滴里发生反射、折散造成的，不过光线的路线更加复杂罢了。

知识点：夏至、彩虹、阳光、水滴、反射、折射

为什么离地面越高，空气越稀薄

空气是一种看不见摸不着的东西，但它是一种物质，是由许多种气体分子所组成的，它也受到地心的吸力。由于空气是可以压缩的气体，上层的空气压在下层空气的上面，下层空气的密度就被压得变大了；离地面越高的地方，受到更上层的空气压缩的力量越小，所以密度也是越向上越小。而密度的大小，就是指空气浓密或稀薄的另一种叫法，所以说离地面越高，空气就越稀薄。

根据研究，如果地面上每立方厘米空气中有2550亿个分子的话，在离地面5千米高处，每立方厘米空气中就只有1530亿亿个分子了；在地面以上50千米高的地方，每立方厘米空气中只有2．4亿亿个分子；在离地面100千米的地方，每立方厘米空气中的分子少到18万亿个；在离地面1000千米的高空，每立方厘米空气中的分子只有10万个左右，其空气密度大约只及地面的260万亿分之一，所以说，离地越高，空气越稀薄。

知识点：缺氧、空气密度

地球上为什么分为热带、温带、寒带

在我们居住的地球上，由于太阳光线照射到地球表面的角度不同，因此，在不同的地区吸收到的太阳热量有明显的差别，这就产生了地区之间的气候差异。科学家们把一种气温、降水特征和自然景观相似的地带，归结为同一气候类型，而把另一种气温、降水特征和自然景观相似的地带，归结为另一气候类型，这就产生了不同的气候带。

通常，把地球划分为热带、温带和寒带三个气候带。由于温带和寒带在南北半球各有一个，所以地球上共有5个气候带。

热带气候又可分成三种不同类型的气候，即赤道气候、热带气候和副热带气候。

赤道气候，即赤道地区的气候，其特征是：全年气温高、湿度大、闷热多雨。非洲的刚果盆地、几内亚湾东侧海岸、南美的亚马孙河流域、亚洲的印度尼西亚均属于赤道气候。

热带气候：全年气温较高，四季不明显，但干湿季分明，全年可分干季和湿季两个季节，风暴甚多。印度、缅甸、越南和我国的海南岛都属于热带气候。

副热带气候：全年较长时期为副热带高压控制和活动的地区，由于受季风影响，夏季炎热多雨，冬季温和少雨。我国长江以南、南岭以北地区属于这种气候。

温带气候：由于地理位置不同，又分为温带海洋气候、温带大陆气候和温带季风气候三种类型。温带海洋气候，全年温和，四季雨量分配均匀，云量多，湿度大，欧洲的英国、荷兰等属于这种气候。温带大陆气候，夏季炎热，冬季寒冷，全年雨量稀少，且集中在夏季，我国新疆、甘肃等地属于这种气候。温带季风气候，夏季盛行海洋季风气候，高温多雨，冬季盛行大陆季风气候，寒冷干燥，我国长江流域以北东部地区属于这种气候。

寒带气候，即终年寒冷的极地气候。有两种类型，一种是“苔原气候”，另一种是“冻原气候”或“永冻气候”。

知识点：热带、温带、寒带、气温

为什么“冷在三九”、“热在三伏”

“冷在三九”、“热在三伏”，这两句谚语，是我国人民在长期的生活实践中积累起来的经验。“三九”是指冬至后（九九八十一天，称为“九九”）的第三个九天，约在1月的中下旬。“三伏”是指初伏（夏至后第三个庚日）、中伏（夏至后第四个庚日）和末伏（立秋后第一个庚日），约在7月中旬到8月中旬的“三伏”最热呢？

这要从当时地面吸收和散发热量的多少年来，冬至这时候虽然白昼短，地面吸收的太阳辐射热量最少，但由于这时地面散发的热量还多于吸收的热量，地面的空气温度还继续降低下去，地面吸收到的太阳热量几乎等于地面散发的热量，天气才达到最冷的时修。到“三九”以后，地面吸收的热量又将多于地面散失的热量，近地面的空气温度也随着逐渐回升。因此，一年中最冷的时候，一般出现在冬至后的“三九”前后。

夏至是白昼最长、黑夜最短的一天，但是一年中最热的时候却不是夏至，而是在夏至后的“三伏”时期。跟上面的道理一样，夏至以后，虽然白天渐短，黑夜渐长，但是一天当中，白天还是比黑夜长，每天地面吸收的热量仍比散发的热量多，近地面的空气温度也就一天比一天高。到“三伏”期间，地面吸收的热量几乎等于散发的热量，天气也就最热了。再往后，地面吸收的热量开始少于地面散发的热量，温度也就慢慢下降了。所以一年中最热的时候一般出现在夏至后的“三伏”。

了解了这些，我们就可以在“三伏”之前，做好防暑降温工作，在“三九”之前，做好防寒防冻工作。

知识点：三九、三伏、地面、吸热、散热

为什么下雪不冷化雪冷

在冬季，我国各地经常受到寒潮的侵袭。寒潮本身就是从北方向南流动的一股强烈的又冷又干的空气，当它的前缘和与暖湿空气一发生接触，因为冷空气比暖空气重，就会把暖湿空气抬升到高空去，使暖空气里的水汽迅速凝华成为冰晶，又逐渐增大成为雪花降落下来。

在寒潮来临前，一般是南方暖湿气流很活跃，因此，天气会有些转暖。而水汽凝华为雪花，也要放出一定热量，这就使下雪前及下雪时的天气并不很冷。

在寒潮中心过境后，云消雪止，天气马上变得晴朗起来，由于天空失去了云层的屏障，地面上就向外放散大量的热量，这时温度降得很低。加以积雪在阳光照射下，发生融化，融化时要吸收大量的热量。根据实验，1克0℃的冰，融解成0℃的水，要吸收334．4焦耳（80卡）的热量，所以大片积雪融化时被吸收掉的热量是相当可观的。因此人们就觉得天气冷一些了。

知识点：凝结放热、融化吸热、地面散热

为什么风吹起来一阵大一阵小

风吹起来总是一阵强一阵弱，很少用同一个速度前进的。气象广播中报告风力大小常用5-6级、阵风7级这样的字眼，就是说明了风的阵性。我国气象台规定，在观测风速时统一用2分钟的平均风速。有时也根据不同需要来计算1分钟或10分钟的平均风速。而阵风则用一瞬间的最大风速，称作瞬时风速。

为什么风吹起来一阵大一阵小呢?这先得从空气的乱流运动谈起。

你一定注意过，烟囱里冒出来的烟是滚滚向前，大雾中的雾滴总是在飘移乱舞，墙角边的落叶则往往随风回旋打圈圈。这些都说明空气的流动并不是按照直线方向，而是带有大大小小涡旋的不规则运动。这种不规则运动，就是空气的乱流运动。

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