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第七辑 地球科学（第7页）

乱流开始时，先形成于和地物接触的边界。由于地表粗糙不平，接触地表的小团空气的流速不但因地表摩擦作用而减速，而且还会发生差异而产生大大小小的空气涡旋。墙角边落叶回旋就是因为空气在流动中遇到墙角的阻碍，不得不挤向墙角外侧，然而一旦过了墙角，又绕向墙角的后侧，形成涡旋。同样，风遇到高楼、山丘等障碍物时，也会形成大大小小的空气涡旋。空气涡旋还常常形成于地面受热不均、产生局部对流的地方，或者是两股流速不同或方向相反的气流之间。不管哪种原因产生的涡旋，都是随着气流总的方向一边旋转一边前进，前进中又相互干扰、变形、合并或扩散。这时候，就空气整体来说，虽然仍向同一个方向流动，但对每一小团空气来说，则是有快有慢呈不规则的曲线运动。对一定地点来说，随着许多大小不一、形状各异的涡旋过往和涡旋位置的不断变换，风便会一会儿大一会儿小，显现出它的阵性来。

在地表粗糙、摩擦力大的地方，乱流运动强，风的阵性也大。因此，风的阵性在陆上比海上强，山区又比平原强。此外，它还和风速本身的大小有关，平均风速愈大，风的阵性就愈强，瞬时风速与平均风速相差也愈大。

知识点：风、风速、空气涡旋、乱流运动、气流、曲线运动

为什么气象台站能预报天气

每天早晨、中午和傍晚，你打开收音机，就能听到气象台站在发布天气预报。你可能会问，气象台站为什么能预报天气呢?

天气的变化虽然很复杂，但是它有一定的规律性。因为天气的变化，主要就是由于大规模空气流动所造成的。

要做好天气预报工作，首先要注意观测天气的变化。观测天气的方法有两种：一种是直接用眼睛来看，看天上的云量有多少，这些云的形状是怎样的；再看有没有下雨、下雪，下了多少雨、雪等等。还有一种方法是用仪器来测量，像测定空气的温度、压力、湿度、雨、雪量等。

除了知道一些地面上的情形以外，还要知道高空中的天气变化。现代高空探测的方法是把一只大气球升到天上去，气球下面挂着一只小巧玲珑的自动发报机，它能自动地测定高空中温度、压力、湿度的变化，并用信号向地面发报。有的时候，也可用飞机携带气象仪器，飞到高空去观测。在夏天或秋天，如果大洋上发生了台风，要想知道台风中心在什么地方，就可以用雷达、气象卫星或飞机跟踪探测。

空气是到处流动的，不外乎冷空气或暖空气的流动。它们的流动就带来各地天气的变化。不但别处流来的空气会影响本地的天气变化，同样，本地的空气流到别处时，也会引起那里的天气变化。各地方的气象台站，利用各种通信设备，每天定时互相通知天气变化的情况。气象台在收到了全国以及国外各地方的气象资料以后，就用各种规定的符号，很快地填到一张空白地图上去。这样，就把各地方零零碎碎的气象记录，变成一幅各地天气变化情况的天气图了；根据各地天气变化情况，进行周密的研究和分析，就能作出天气预报来。这就是天气图预报方法。

如果把流体力学、热力学等方程组成闭合方程组，按一定条件加以简化，并运用电子计算机进行数值计算，解出有关方程式得出未来一定时期内大范围的天气形势演变，这就叫做数值预报方法。此外还可应用数理统计原理和方法，主要分析大量历史气象资料，找出天气变化的统计规律，这就是数理统计预报方法。

以上这三种天气预报方法是相互结合、相互补充的。

在预报当地的天气时，气象台站还要根据当地的天气谚语、群众经验、地形特点等作充分的考虑，以满足当地工业、农业、交通运输等部门对气象预报的需要。

知识点：天气、规律、流动、天气图预报法、数值预报法

为什么卫星云图可用来预报天气

每天晚上，电视节目里总要播出中央气象台发布的天气预报，同时播出一幅全国性的云图。这云图是由气象卫星发送下来的一幅卫星云图。

卫星云图已广泛使用于天气预报上，而且是十分理想的预报工具。

不同的天气与不同的天气系统有关。例如，低气压常带来云雨，高气压地区天气常常晴朗。不同的天气系统具有不同的云系特征，云的形态、结构、亮度均不相同。例如，冷空气南下的时候产生的云系一般呈带状分布，台风云系一般呈螺旋状，高气压区上空一般没有浓厚的云系。所以，一幅卫星云图好像是某种天气系统的画像，根据卫星云图上各种云系的分布，就可以知道天气系统的分布了。知道了天气系统的分布，也就空易推测未来各地的天气情况了。

用卫星云图来寻找台风是很理想的。由于海上气象站少，因而往往不能及时发现台风，或者不知道台风的确切位置，难以预报台风动向。现在有了气象卫星，可以从高空鸟瞰大海，不断拍摄照片。由于台风云系具有螺旋带向中心旋转的特征，因此，一旦发现卫星云图上有这种云系出现，就可以知道那里有台风。根据不同时刻连续拍摄得到的卫星云图，可以推断出台风移动的方向和速度，以及台风在运动中的发展的变化情况。

气象卫星云图在监视强对流风暴方面也有高超的本领。强雷暴、强冰雹这些天气系统，由于它们的范围小，生命期短，从发生到消亡只有几个小时，多数情况下无法用一般的探测手段发现它们。因此，对这些天气系统的观测都很困难。现在，有了气象卫星云图，小范围的强对流风暴的预报工作就更可靠了。

气象卫星可为航空部门提供气象保障。飞机飞行时，常要经过气象观测站极少的地区。对于这些地区，卫星可以及时提供气象情报。指挥员根据卫星云图照片，可以为航线上的天气预报提供依据，还可以根据卫星云图照片作出是否能够起飞和在什么时候关闭机场的决定。海军可以利用卫星云图避开强风暴区，选择天气比较平静的海域作为给养和人员的集结点，或者寻找云区进行隐蔽。

气象卫星照片提供了大量的信息，使人们获得了许多新认识。这些理论的发展，可以进一步提高天气预报的时效和质量。

知识点：天气预报、天气系统、台风、强对流风暴

为什么大气中二氧化碳增多会使地球变暖

用玻璃或透明塑料薄膜搭建的温室，既能透光，又有保温作用，你即使在滴水成冰的隆冬季节走进温室，也好像到了温暖如春的南方，鲜艳的花朵和翠绿的幼苗沐浴在阳光之中，绿色的枝蔓上挂满了番茄、黄瓜……

其实，我们居住的地球也是一个“大温室”，起透光和隔热作用的是大气中的二氧化碳。太阳光是由各种不同波长的光波组成的。当太阳辐射到地球时，同温层中的臭氧能大量吸收太阳辐射中的紫外光，大气中的水蒸气和二氧化碳则吸收太阳光中的红外光，只有可见光才能到达地面。

可见光到达地球表面后，约13被反射到空间，其余23被岩石和水等吸收。当地表面冷却时，被吸收的可见光又以长波的热辐射（红外辐射）形式辐射到空间。这种热辐射再被大气中的二氧化碳和水蒸气所吸收。

二氧化碳有个特性：它几乎可以让可见光完全透过，但对长波的红外光，特别是那些波长从12微米到18微米范围的红外光，却能够强烈吸收。这样，靠近地表大气层中的二氧化碳如同温室中的玻璃和塑料薄膜，阳光可以射到“温室”里，但热量却难以散射出去。这种作用使地表的气温升高，称为“温室效应”。

如果地球像月球一样，没有大气，也没有水，那么白天太阳射到地球表面，气温就会升高到127℃，而晚上却会降到-183℃。显然，人类和其他生物是无法生活的。

通常，大气中的水蒸气和二氧化碳的含量是恒定的。一般二氧化碳含量为百万分之三。但是，随着生产的发展，大量燃烧煤、石油、天然气等含碳燃料，使大气中的二氧化碳逐年增加。据美国世界观察研究所公布的一份报告统计，100年前全世界每年进入大气的二氧化碳仅9600万吨，而目前已猛增到50亿吨，预计到21世纪将递增到80亿吨。大气中二氧化碳含量增加，“温室效应”就会增强，地球气温也就升高。科学家们预测，到20世纪末，地球气温将升高0．5℃；今后50年，如果大气中的二氧化碳含量增加一倍，那么地球气温将升高3℃，也就是说，地球气候将明显转暖。这就是大气中二氧化碳增多会使地球变暖的道理。

知识点：二氧化碳、温室效应、辐射、吸收、散射

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