天氣[自然現象]

天氣[自然現象]

天氣是指某一個地區距離地表較近的大氣層在短時間內的具體狀態。而天氣現象則是指發生在大氣中的各種自然現象,即某瞬時內大氣中各種氣象要素(如氣溫、氣壓、濕度、風、雲、霧、雨、閃、雪、霜、雷、雹、霾等)空間分布的綜合表現。 天氣過程就是一定地區的天氣現象隨時間的變化過程。各種天氣系統都具有一定的空間尺度和時間尺度,而且各種尺度系統間相互交織、相互作用。許多天氣系統的組合,構成大範圍的天氣形勢,構成半球甚至全球的大氣環流。天氣系統總是處在不斷新生、發展和消亡過程中,在不同發展階段有著其相對應的天氣現象分布。

基本信息

風的成因

風

形成風的直接原因:氣壓在水平方向分布的不均勻導致的。風受大氣環流、地形、水域等不同因素的綜合影響,表現形式多種多樣,如季風、地方性的海陸風、山谷風、焚風等。簡單地說,風是空氣分子的定向運動。要理解風的成因,先要弄清兩個關鍵的概念:空氣和氣壓。空氣的構成包括:氮分子(占空氣總體積的78%)、氧分子(約占21%)、水蒸氣和其他微量成分。所有空氣分子以很快的速度移動著,彼此之間迅速碰撞,並和地平線上任何物體發生碰撞。

氣壓

可以定義為:在一個給定區域內,空氣分子在該區域施加的壓力大小。一般而言,在某個區域空氣分子存在越多,這個區域的氣壓就越大。相應來說,風是氣壓梯度力作用的結果。而氣壓的變化,有些是風暴引起的,有些是地表受熱不均引起的,有些是在一定的水平區域上,大氣分子被迫從氣壓相對較高的地帶流向低氣壓地帶引起的。大部分顯示在氣象圖上的高壓帶和低壓帶,只是形成了伴隨我們的溫和的微風。而產生微風所需的氣壓差僅占大氣壓力本身的1%,許多區域範圍內都會發生這種氣壓變化。相對而言,強風暴的形成源於更大、更集中的氣壓區域的變化。

風的影響

風是農業生產的環境因子之一。風速適度對改善農田環境條件起著重要作用。近地層熱量交換、農田蒸散和空氣中的二氧化碳、氧氣等輸送過程隨著風速的增大而加快或加強。風可傳播植物花粉、種子,幫助植物授粉和繁殖。風能是分布廣泛、用之不竭的能源。中國盛行季風,對作物生長有利。在內蒙古高原、東北平原、東南沿海以及內陸高山,都具有豐富的風能資源可作為能源開發利用。

風對農業也會產生消極作用。它能傳播病原體,蔓延植物病害。高空風是粘蟲、稻飛虱、稻縱卷葉螟、飛蝗等害蟲長距離遷飛的氣象條件。大風使葉片機械擦傷、作物倒伏、樹木斷折、落花落果而影響產量。大風還造成土壤風蝕、沙丘移動,而毀壞農田。在乾旱地區盲目墾荒,風將導致土地沙漠化。牧區的大風和暴風雪可吹散畜群,加重凍害。地方性風的某些特殊性質,也常造成風害。由海上吹來含鹽分較多的海潮風,高溫低溫的焚風和乾熱風,都嚴重影響果樹的開花、座果和穀類作物的灌漿。防禦風害,多採用培育矮化、抗倒伏、耐摩擦的抗風品種。營造防風林,設定風障等更是有效的防風方法。

風的能量

天氣 天氣

空氣流動所形成的動能即為風能。風能是太陽能的一種轉化形式。

太陽的輻射造成地球表面受熱不均,引起大氣層中壓力分布不均空氣沿水平方向運動形風。風的形成乃是空氣流動的結果。風能利用形成主要是將大氣運動時所具有的動能轉化為其他形式的能。在赤道和低緯度地區,太陽高度角大,日照時間長,太陽輻射強度強,地面和大氣接受的熱量多、溫度較高;在高緯度地區太陽高度角小,日照時間短,地面和大氣接受的熱量小,溫度低。這種高緯度與低緯度之間的溫度差異,形成了南北之間的氣壓梯度,使空氣作水平運動,風應沿水平氣壓梯度方向吹,即垂直與等壓線從高壓向低壓吹。地球在自轉,使空氣水平運動發生偏向的力,稱為地轉偏向力,這種力使北半球氣流向右偏轉,南半球向右偏轉,所以地球大氣運動除受氣壓梯度力外,還要受地轉偏向里的影響。大氣真實運動是這兩力綜合影響的結果。

實際上,地面風不僅受這兩個力的支配,而且在很大程度上受海洋、地形的影響,山隘和海峽能改變氣流運動的方向,還能使風速增大,而丘陵、山地卻摩擦大使風速減少,孤立山峰卻因海拔高使風速增大。因此,風向和風速的時空分布較為複雜。

在有海陸差異對氣流運動的影響,在冬季,大陸比海洋冷,大陸氣壓比海洋高風從大陸吹向海洋。夏季相反,大陸比海洋熱,風從海洋吹向內陸。這種隨季節轉換的風,我們稱為季風。所謂的海陸風也是白晝時,大陸上的氣流受熱膨脹上升至高空流向海洋,到海洋上空冷卻下沉,在近地層海洋上的氣流吹向大陸,補償大陸的上升氣流,低層風從海洋吹向大陸稱為海風,夜間(冬季)時,情況相反,低層風從大陸吹向海洋,稱為陸風。在山區由於熱力原因引起的白天由谷地吹向平原或山坡,夜間由平原或山坡吹向,前者稱谷風,後者稱為山風。這是由於白天山坡受熱快,溫度溫度高于山谷上方同高度的空氣溫度,坡地上的暖空氣從山坡流向谷地上方,谷地的空氣則沿著山坡向上補充流失的空氣,這時由山谷吹向山坡的風,稱為谷風。夜間,山坡因輻射冷卻,其降溫速度比同高度的空氣交快,冷空氣沿坡地向下流入山谷,稱為山風。當太陽輻射能穿越地球大氣層時,大氣層約吸收2*10^16W的能量,其中一小部分轉變成空氣的動能。因為熱帶比極帶吸收較多的太陽輻射能,產生大氣壓力差導致空氣流動而產生“風”。至於局部地區,例如,在高山和深谷,在白天,高山頂上空氣受到陽光加熱而上升,深谷中冷空氣取而代之,因此,風由深谷吹向高山;夜晚,高山上空氣散熱較快,於是風由高山吹向深谷。另一例子,如在沿海地區,白天由於陸地與海洋的溫度差,而形成海風吹向陸地;反之,晚上陸風吹向海上。

風的分類

風速是指空氣在單位時間內流動的水平距離。根據風對地上物體所引起的現象將風的大小分為13個等級,稱為風力等級,簡稱風級。以0~12等級數字記載。

風力等級表

風級和符號名稱風速(米)*陸地物象海面波浪浪高(米)風。

0無風0.0-0.2煙直上平靜0.0。

天氣 天氣

1軟風0.3-1.5煙示風向微波峰無飛沫0.1

2輕風1.6-3.3感覺有風小波峰未破碎0.2

3微風3.4-5.4旌旗展開小波峰頂破裂0.6

4和風5.5-7.9吹起塵土小浪白沫波峰1.0

5勁風8.0-10.7小樹搖擺中浪折沫峰群2.0

6強風10.8-13.8電線有聲大浪到個飛沫3.0

7疾風13.9-17.1步行困難破峰白沫成條4.0

8大風17.2-20.7折毀樹枝浪長高有浪花5.5

9烈風20.8-24.4小損房屋浪峰倒卷7.0

10狂風24.5-28.4拔起樹木海浪翻滾咆哮9.0

11暴風28.5-32.6損毀普遍波峰全呈飛沫11.5

12颱風32.7-摧毀巨大海浪滔天14.0

註:本表所列風速是指平地上離地10米處的風速值。

風向

風向是指風吹來的方向,例如北風就是指空氣自北向南流動。風向一般用8個方位表示。分別為:北、東北、東、東南、南、西南、西、西北。

常見風

陣風:當空氣的流動速度時大時小時,會使風變得忽而大,忽而小,吹在人的身上有一陣陣的感覺,這就是陣風。

鏇風:當空氣攜帶灰塵在空中飛舞形成漩渦時,這就是鏇風。

焚風:當空氣跨越山脊時,背風面上容易發生一種熱而乾燥的風,就叫焚風。

龍捲風 龍捲風

龍捲風:龍捲風是一個猛烈鏇轉的圓形空氣柱。遠遠看去,就像一個擺動不停的大象鼻子或吊在空中的巨蟒。

雲的成因

雲

人們對雲並不陌生,晴朗天空里那白白的,和陰雨天那烏黑的都稱作雲。它們讓天空變化莫測。人們常常看到天空有時碧空無雲,有時白雲朵朵,有時又是烏雲密布。為什麼天上有時有雲,有時又沒有雲呢?雲究竟是怎樣形成的呢?它又是由有什麼組成的?漂浮在天空中的雲彩是由許多細小的水滴或冰晶組成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起組成的。有時也包含一些較大的雨滴及冰、雪粒,雲的底部不接觸地面,並有一定厚度。

雲的形成主要是由水汽凝結造成的。

從地面向上十幾公里這層大氣中,越靠近地面,溫度越高,空氣也越稠密;越往高空,溫度越低,空氣也越稀薄。

另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和動、植物的水分,隨時蒸發到空中變成水汽。水汽進入大氣後,成雲致雨,或凝聚為霜露,然後又返回地面,滲入土壤或流入江河湖海。以後又再蒸發(汽化),再凝結(凝華)下降。周而復始,循環不已。

水汽從蒸發表面進入低層大氣後,這裡的溫度高,所容納的水汽較多,如果這些濕熱的空氣被抬升,溫度就會逐漸降低,到了一定高度,空氣中的水汽就會達到飽和。如果空氣繼續被抬升,就會有多餘的水汽析出。如果那裡的溫度高於0°C,則多餘的水汽就凝結成小水滴;如果溫度低於0°C,則多餘的水汽就凝化為小冰晶。在這些小水滴和小冰晶逐漸增多並達到人眼能辨認的程度時,就是雲了。雲的形成過程是空氣中的水汽經由各種原因達到飽和或過飽和狀態而發生凝結的過程。使空氣中水汽達到飽和是形成雲的一個必要條件,其主要方式有:

(1)水汽含量不變,空氣降溫冷卻。

(2)溫度不變,增加水汽含量。

(3)既增加水汽含量,又降低溫度。

但對雲的形成來說,降溫過程是最主要的過程。而降溫冷卻過程中又以上升運動而引起的降溫冷卻作用最為普遍。

雲的成因分類

雲形成於當潮濕空氣上升並遇冷時的區域。這可能發生在:

雲

鋒面雲 鋒面上暖氣團抬升成雲

地形雲 當空氣沿著正地形上升時

平流雲 當氣團經過一個較冷的下墊面時,例如一個冷的水體

對流雲 因為空氣對流運動而產生的雲

氣鏇雲 因為氣鏇中心氣流上升而產生的雲

雲的形態分類

簡單來說,雲主要有三種形態:一大團的積雲、一大片的層雲和纖維狀的捲雲。

而科學上雲的分類最早是由法國博物學家尚·拉馬克(Jean Lamarck)於1801年提出的。1929年,國際氣象組織以英國科學家路克·何華特(Luke Howard)於1803年制定的分類法為基礎,按雲的形狀、組成、形成原因等把雲分為十大雲屬。而這十大雲屬則可按其雲底高度把它們劃入三個雲族:高雲族、中雲族、低雲族。另一種分法則將積雲與積雨雲從低雲族中分出,稱為直展雲族。這裡使用的雲底高度僅適用於中緯度地區。(除英美等國外,世氣組織與各國一般採用國際單位制。)

高雲族:高雲形成於六千米以上高空,對流層較冷的部分。分三屬,都是捲雲類的。在這高度的水都會凝固結晶,所以這族的雲都是由冰晶體所組成的。高雲一般呈纖維狀,薄薄的並多數會透明。

捲雲 捲雲

捲雲(Ci,Cirrus):雲體具有纖維狀結構,色白無影且有光澤,日出前及日落後帶黃色或紅色,雲層較厚時為灰白色。捲雲又分成4類:

毛捲雲(Cs fil):雲絲分散,纖維結構明晰,狀如亂絲、羽毛、尾等。

密捲雲(Ci dens):雲絲密集、聚合成片。

鉤捲雲(Cirrus uncinus):雲絲平行排列,頂端有小鉤成小團,類似逗號。

偽捲雲:已脫離母體之積雨雲頂部冰晶部分,雲體大而濃密,經常呈鐵砧狀。

卷層雲(Cs,Cirrostratus):雲體均勾成層、透明或乳白色,透過雲層日、月輪廓清晰可見,地物有影,常有暈。卷層雲又可分成2類:

均卷層雲:雲幕薄而均勻,看不出明顯的結構。

毛卷層云:雲幕的厚度不均勻,絲狀纖維組織明顯。

捲積雲(Cc,Cirrocumulus):雲塊很小,呈白色細鱗、片狀,常成行或成群,排列整齊,似微風吹過水麵所引起的小波紋。捲積雲只有1類。

中層雲 中層雲

中雲族

中雲於二千五百米至六千米的高空形成。它們是由過度冷凍的小水點組成。

高層雲(As,Altostratus):雲體均勻成層,呈灰白色或灰色,布滿全天。高層雲又可分成2類:

透光高層雲:雲層較薄,厚度均勻,呈灰白色,日、月被掩輪廓模糊,似隔一層毛玻璃。

蔽光高層雲(As op):雲層較厚,足灰色,底部可見明暗相間的條紋結構,日、月被掩,不見其輪廓。

高積雲(Ac,Altocumulus):雲塊較小,輪廓分明。薄雲塊呈白色,能見日、月輪廓;厚雲塊呈灰暗色,日、月輪廓不辯。呈扁圓形、瓦塊狀、魚鱗或水波狀的密集雲條。成群、成行、成波狀沿一個或兩個方向整齊排列。高積雲又可分成6類:

透光高積雲(Altocumulus translucidus):雲塊較薄,個體分離、排列整齊,雲縫處可見藍天;即使無縫隙,雲層薄的部分,也比較明亮。

蔽光高積雲(Ac op):雲塊較厚,排列密集,雲塊間無縫隙,日、月位置不辨。

莢狀高積云:雲塊呈白色,中間厚,邊緣薄,輪廓分明,孤立分散,形如豆莢或呈檸檬狀。

堡狀高積雲(Ac cast):雲塊底部平坦,頂部突起成若干小雲塔,類似遠望的城堡。

絮狀高積雲(Altocumulus floccus):雲塊邊緣破碎,很像破碎的棉絮團。

積雲性高積雲(Ac cug):雲塊大小不一,呈灰白色,外形略有積雲特性,由衰退的濃積雲或積雨雲擴展而成。

低雲族

包括層積雲、層雲、雨層雲、積雲、積雨雲五屬(類),其中層積雲、層雲、雨層雲由水滴組成,雲底高度通常在2500米以下。大部分低雲都可能下雨,雨層雲還常有連續性雨、雪。而積雲、積雨雲由水滴、過冷水滴、冰晶混合組成,雲底高度一般也常在2500米以下,但云頂很高。積雨雲多下雷陣雨,有時伴有狂風、冰雹。

層積雲(Sc,Stratocumulus):雲塊一般較大,其薄厚或形狀有很大差異,常呈灰白色或灰色,結構較鬆散。薄雲塊可辨出日、月位置;厚雲塊則較陰暗。有時零星散布,大多成群、成行、成波狀沿一個或兩個方向整齊排列。層積雲又可分成5類:

透光層積雲:雲塊較薄,呈灰白色,排列整齊,縫隙處可以看見藍天,即使無縫隙,雲塊邊緣也較明亮。

蔽光層積云:雲塊較厚;顯暗灰色,雲塊間無縫隙,常密集成層,布滿全天,底部有明顯的波狀起伏。

積雲性層積云:雲塊大小不一,呈灰白或暗灰色條狀,頂部有積雲特徵,由衰退的積雲或積雨雲展平而成。

莢狀層積云:雲體扁平,常由傍晚地面四散的受熱空氣上升而直接形成。

堡狀層積云:雲塊頂部突起,雲底連在一條水平線上,類似遠處城堡。

層雲(St,Stratus):雲體均勾成層,呈灰色,似霧,但不與地接,常籠罩山腰。層雲又可分成2類:

層雲:雲體均勾成層,呈灰色,似霧,但不與地接,常籠罩山腰。

碎層雲(Fs):由層雲分裂或濃霧抬升而形成的支離破碎的層雲小片。

雨層雲(Ns,Nimbostratus):雲體均勻成層,布滿全天,完全遮蔽日、月,呈暗灰色,雲底常伴有碎雨雲,降連續性雨雪。雨層雲又可分成2類:

雨層雲:雲體均勻成層,布滿全天,完全遮蔽日、月,呈暗灰色,雲底常伴有碎雨雲,降連續性雨雪。

碎雨雲:雲體低而破碎,形狀多變,呈灰色或暗灰色,常出現在雨層雲、積雨雲及蔽光高層雲下,系降水物蒸發,空氣濕度增大凝結而形成。

直展雲族

直展雲有非常強的上升氣流,所以它們可以一直從底部長到更高處。帶有大量降雨和雷暴的積雨雲就可以從接近地面的高度開始,然後一直發展到七萬五千尺的高空。在積雨雲的底部,當下降中較冷的空氣與上升中較暖的空氣相遇就會形成像一個個小袋的乳狀雲。薄薄的幞狀雲則會在積雨雲膨脹時於其頂部形成。

積雲(Cu,Cumulus):個體明顯,底部較平,頂部凸起,雲塊之間多不相連,雲體受光部分潔白光亮,雲底較暗。積雲又可分成3類:

淡積雲(Cu hum):個體不大,輪廓清晰,底部平坦,頂部呈圓弧形凸起,狀如饅頭,其厚度小於水平寬度。

濃積雲:個體高大,輪廓清晰,底部平而暗,頂部圓弧狀重疊,似花椰菜,其厚度超過水平寬度。

碎積雲(Fc):個體小,輪廓不完整,形狀多變,多為白色碎塊,系破碎或初生積雲。

積雨雲(Cb,Cumulonimbus):雲濃而厚,雲體龐大如高聳的山嶽,頂部開始凍結,輪廓模糊,有纖維結構,底部十分陰暗,常有雨幡及碎雨雲。積雨雲又可分成2類:

禿積雨云:雲頂開始凍結,圓弧形重疊,輪廓模糊,但尚未向外展。

鬃積雨雲(Cb cap):雲頂有白色絲狀纖維結構,並擴展成為馬鬃狀或鐵砧狀,雲底陰暗混亂。

其他

凝結尾跡是指當噴射飛機在高空划過時所形成的細長而稀薄的雲。

夜光雲非常罕見,它形成於大氣層的中間層,只能在高緯度地區看到。

夜光雲 夜光雲

每一種雲都有它的特殊性,但不是一成不變的。在一定條件下,這一種雲可以轉變為那一種雲,那一種雲又可以轉變為另一種雲。例如淡積雲可以發展成濃積雲,再發展成積雨雲;積雨雲頂部脫離成為偽卷民間早就認識到可以通過觀運來預測天氣變化。1802年,英國博物學家盧克·霍華德提出了著名的雲的分類法,是觀雲測天氣更加準確。霍華德將雲分為三類:積雲、層雲和捲雲。這三類雲加上表示高度的詞和表示降雨的詞,產生了十種雲的基本類型。根據這些雲相,人們掌握了一些比較可靠的預測未來12個小時天氣變化的經驗。比如:絨毛狀的積雲如果分布非常分散,可表示為好天氣,但是如果雲塊擴大或有新的發展,則意味著會突降暴雨。

那最輕盈、站得最高的雲,叫捲雲。這種雲很薄,陽光可以透過雲層照到地面,房屋和樹木的光與影依然很清晰。捲雲絲絲縷縷地飄浮著,有時像一片白色的羽毛,有時像一塊潔白的綾紗。如果捲雲成群成行地排列在空中,好像微風吹過水麵引起的鱗波,這就成了捲積雲。捲雲和捲積雲都很高,那裡水分少,它們一般不會帶來雨雪。還有一種像棉花團似的白雲,叫積雲。它們常在兩千米左右的天空,一朵朵分散著,映著燦爛的陽光,雲塊四周散發出金黃的光輝。積雲都在上午出現,午後最多,傍晚漸漸消散。在晴天,我們還會偶見一種高積雲。高積雲是成群的扁球狀的雲塊,排列很勻稱,雲塊間露出碧藍的天幕,遠遠望去,就像草原上雪白的羊群。捲雲、捲積雲、積雲和高積雲,都是很美麗的。

當那連綿的雨雪將要來臨的時候,捲雲在聚集著,天空漸漸出現一層薄雲,仿佛蒙上了白色的綢幕。這種雲叫卷層雲。卷層雲慢慢地向前推進,天氣就將轉陰。接著,雲層越來越低,越來越厚,隔了雲看太陽或月亮,就像隔了一層毛玻璃,朦朧不清。這時卷層雲已經改名換姓,該叫它高層雲了。出現了高層雲,往往在幾個鐘頭內便要下雨或者下雪。最後,雲壓得更低,變得更厚,太陽和月亮都躲藏了起來,天空被暗灰色的雲塊密密層層地布滿了。這種雲叫雨層雲。雨層雲一形成,連綿不斷的雨雪也就降臨了。

夏天,雷雨到來之前,在天空先會看到積雲。積雲如果迅速地向上凸起,形成高大的雲山,群峰爭奇,聳入天頂,就變成了積雨雲。積雨雲越長越高,雲底慢慢變黑,雲峰漸漸模糊,不一會,整座雲山崩塌了,烏雲瀰漫了天空,頃刻間,雷聲隆隆,電光閃閃,馬上就會嘩啦嘩啦地下起暴雨,有時竟會帶來冰雹或者龍捲風。

我們還可以根據云上的光彩現象,推測天氣的情況。在太陽和月亮的周圍,有時會出現一種美麗的七彩光圈,裡層是紅色的,外層是紫色的。這種光圈叫做暈。日暈和月暈常常產生在卷層雲上,卷層雲後面的大片高層雲和雨層雲,是大風雨的徵兆。所以有“日暈三更雨,月暈午時風”的說法。說明出現卷層雲,並且伴有暈,天氣就會變壞。另有一種比暈小的彩色光環,叫做“華”。顏色的排列是里紫外紅,跟暈剛好相反。日華和月華大多產生在高積雲的邊緣部分。華環由小變大,天氣趨向晴好。華環由大變小,天氣可能轉為陰雨。夏天,雨過天晴,太陽對面的雲幕上,常會掛上一條彩色的圓弧,這就是虹。人們常說:“東虹轟隆西虹雨。”意思是說,虹在東方,就有雷無雨;虹在西方,將有大雨。還有一種雲彩常出現在清晨或傍晚。太陽照到天空,使雲層變成紅色,這種雲彩叫做霞。朝霞在西,表明陰雨天氣在向我們進襲;晚霞在東,表示最近幾天裡天氣晴朗。所以有“朝霞不出門,晚霞行千里”的諺語。

雲吸收從地面散發的熱量,並將其反射回地面,這有助於使地球保溫。但是雲同時也將太陽光直接反射回太空,這樣便有降溫作用。哪種作用占上風取決於雲的形狀和位置。

霧的成因

霧形成的條件一是冷卻,二是加濕,三是有凝結核。增加水汽含量。這是由輻射冷卻形成的,多出現在晴朗、微風、近地面水汽比較充沛且比較穩定或有逆溫存在的夜間和清晨,氣象上叫輻射霧;另一種是暖而濕的空氣作水平運動,經過寒冷的地面或水面,逐漸冷卻而形成的霧,氣象上叫平流霧;有時兼有兩種原因形成的霧叫混合霧。可以看出,具備這些條件的就是深秋初冬,尤其是深秋初冬的早晨。

我們還可以看到一種蒸發霧。它是一種因為溫度變化產生的物理現象。多發生在水塘。

另外本世紀初人們發現人類的活動也是造成城市中霧產生的原因。

霧消散的原因,一是由於下墊面的增溫,霧滴蒸發;二是風速增大,將霧吹散或抬升成雲;再有就是湍流混合,水汽上傳,熱量下遞,近地層霧滴蒸發。

霧的持續時間長短,主要和當地氣候乾濕有關:一般來說,乾旱地區多短霧,多在1小時以內消散,潮濕地區則以長霧最多見,可持續6小時左右。

霧的種類

(1)輻射霧

(2)平流霧

暖而濕的空氣作水平運動,經過寒冷的地面或水面,逐漸冷卻而形成的霧,氣象上叫平流霧。

(3)蒸發霧

即冷空氣流經溫暖水面,如果氣溫與水溫相差很大,則因水面蒸發大量水汽,在水面附近的冷空氣便發生水汽凝結成霧。這時霧層上往往有逆溫層存在,否則對流會使霧消散。所以蒸發霧範圍小,強度弱,一般發生在下半年的水塘周圍。

(4)上坡霧

這是潮濕空氣沿著山坡上升,絕熱冷卻使空氣達到過飽和而產生的霧。這種潮濕空氣必須穩定,山坡坡度必須較小,否則形成對流,霧就難以形成。

(5)鋒面霧

經常發生在冷、暖空氣交界的鋒面附近。鋒前鋒後均有,但以暖鋒附近居多。鋒前霧是由於鋒面上面暖空氣雲層中的雨滴落入地面冷空氣內,經蒸發,使空氣達到過飽和而凝結形成;而鋒後霧,則由暖濕空氣移至原來被暖鋒前冷空氣占據過的地區,經冷卻達到過飽和而形成的。因為鋒面附近的霧常跟隨著鋒面一道移動,軍事上就常常利用這種鋒面霧來掩護部隊,向敵人進行突然襲擊。

(6)混合霧

有時兼以上有兩種原因形成的霧叫混合霧。

(7)煙霧

通常所說的煙霧是煙和霧同時構成的固、液混合態氣溶膠,如硫酸煙霧、光化學煙霧等。城市中的煙霧是另一種原因所造成的,那就是人類的活動。早晨和晚上正是供暖鍋爐的高峰期,大量排放的煙塵懸浮物和汽車尾氣等污染物在低氣壓、風小的條件下,不易擴散,與低層空氣中的水汽相結合,比較容易形成煙塵(霧),而這種煙塵(霧)持續時間往往較長。

在《環境監測》一書中按其形式把它分為分散型氣溶膠和凝聚型氣溶膠。常溫狀態下的液體,由於飛濺、噴射等原因被霧化而形成的微小霧滴分散在大氣中,構成分散型氣溶膠。液體因加熱變成蒸汽逸散到大氣中,遇冷後又凝集成微小液滴形成凝聚型氣溶膠。霧的粒徑一般在10μm以下。

霧與生產生活的關係

霧是千變萬化的,紛繁複雜的,但不外乎輻射霧、平流霧兩種。現象雖紛紜,本質都是一個:水氣遇冷凝結而成。有時霧出預報晴,有時霧出預報雨,似乎混亂不堪,但是只要掌握了輻射霧、平流霧的特徵,多方觀察,仔細分析,就能準確地抓住霧與天晴、落雨的規律,以便預測天氣了。這對於農業、交通、航天、航海都有用處。

霧與未來天氣的變化有著密切的關係。自古以來,我國勞動人民就認識這個道理了,並反映在許多民間諺語裡。如:“黃梅有霧,搖船不問路。”這是說春夏之交的霧是雨的先兆,故民間又有“夏霧雨”的說法。又如:“霧大不見人,大膽洗衣裳。”這是說冬霧兆晴,秋霧也如此。

準確的看霧知天,還必須看霧持續的時間。輻射霧是由於天氣受冷,水氣凝結而成,所以白天溫度一升高,就煙消雲散,天氣晴好;反之,“霧不散就是雨”。霧若到白天還不散,第二天就可能是陰雨天了,因此民諺說:“大霧不過晌,過晌聽雨響。”

為什麼同樣是霧,有的兆雨,有的兆晴呢?

這要從氣象學的知識里得到解釋。只要低層空氣的水氣含量較多時,趕上夜間溫度驟降,水氣就會凝結成霧。霧有輻射霧,即在較為晴好、穩定的情況下形成的霧。只要太陽出來,溫度升高,霧就自然消失。對此,民間的說法是:“清晨霧色濃,天氣必久晴。”“霧裡日頭,曬破石頭。”“早上地罩霧,儘管曬稻。”人們見輻射霧,往往“十霧九晴”。便得出這些說法。

秋冬季節,北方的冷空氣南下後,隨著天氣轉晴和太陽的照射,空氣中的水分的含量逐漸增多,容易形成輻射霧,因此秋冬的霧便往往能預報明天的好天氣。

春夏季節的霧便不同了,它大多來自海上的暖濕空氣流,碰到較冷的地面,下層空氣也變冷,水氣就凝結成霧了。這種霧叫平流霧。它是海上的暖濕空氣侵入大陸,突然遇冷而形成的。這些暖濕氣流與大陸的乾冷空氣相遇,自然就陰雨綿綿了。所以春夏霧預示著天氣陰雨。

霧與天氣的關係如此密切,故可以看霧知天氣的變化了。不過,上述的關於輻射霧、平流霧的解釋只是就大體情況而言的。霧與天氣的關係並不如此簡單,還有許多複雜的內容,因此不能生搬硬套,而要具體情況具體分析。也就是說,要準確地看霧知天,還要作多方面觀察、分析,進行綜合判斷。

雨的成因

天氣[自然現象] 天氣[自然現象]

雨是從雲中降落的水滴,陸地和海洋表面的水蒸發變成水蒸氣,水蒸氣上升到一定高度後遇冷變成小水滴,這些小水滴組成了雲,它們在雲里互相碰撞,合併成大水滴,當它大到空氣托不住的時候,就從雲中落了下來,形成了雨。雨的成因多種多樣,它的表現形態也各具特色,有毛毛細雨,有連綿不斷的陰雨,還有傾盆而下的陣雨。雨水是人類生活中最重要的淡水資源,植物也要靠雨露的滋潤而茁壯成長。但暴雨造成的洪水也會給人類帶來巨大的災難。

地球上的水受到太陽光的照射後,就變成水蒸氣被蒸發到空氣中去了。水汽在高空遇到冷空氣便凝聚成小水滴。這些小水滴都很小,直徑只有0.01~0.02毫米,最大也只有0.2毫米。它們又小又輕,被空氣中的上升氣流托在空中。就是這些小水滴在空中聚成了雲。這些小水滴要變成雨滴降到地面,它的體積大約要增大100多萬倍。這些小水滴是怎樣使自己的體積增長到100多萬倍的呢?它主要依靠兩個手段,其一是凝結和凝華增大,其二是依靠雲滴的碰並增大。在雨滴形成的初期,雲滴主要依靠不斷吸收雲體四周的水氣來使自己凝結和凝華。如果雲體內的水氣能源源不斷得到供應和補充,使雲滴表面經常處於過飽和狀態,那么,這種凝結過程將會繼續下去,使雲滴不斷增大,成為雨滴。但有時雲內的水氣含量有限,在同一塊雲里,水氣往往供不應求,這樣就不可能使每個雲滴都增大為較大的雨滴,有些較小的雲滴只好歸併到較大的雲滴中去。如果雲內出現水滴和冰晶共存的情況,那么,這種凝結和凝華增大過程將大大加快。當雲中的雲滴增大到一定程度時,由於大雲滴的體積和重量不斷增加,它們在下降過程中不僅能趕上那些速度較慢的小雲滴,而且還會“吞併”更多的小雲滴而使自己壯大起來。當大雲滴越長越大,最後大到空氣再也托不住它時,便從雲中直落到地面,成為我們常見的雨水。

雨的分類

雨的種類很多,除了酸雨,有顏色的雨外,還有許多有趣的雨,比如蛙雨、鐵雨、金雨,甚至錢雨。它們都是龍捲風的傑作。雨的分類首先要看以什麼為標準進行劃分的:

1.按照降水的成因分:有對流雨、鋒面雨、地形雨、颱風雨(氣鏇雨)

2.按照降水量的大小:小雨、中雨、大雨、暴雨

3.按照降水的形式:降雪、降雨、冰雹...

雨量等級劃分標準是:日降水量在0-10毫米之間為小雨;在10-25毫米之間為中雨;在25-50毫米之間為大雨;在50-100毫米之間為暴雨;100-200毫米之間為大暴雨、大於200毫米的為特大暴雨。

雪的成因

雪

在天空中運動的水汽怎樣才能形成降雪呢?是不是溫度低於零度就可以了?不是的,水汽想要結晶,形成降雪必須具備兩個條件:

一個條件是水汽飽和。空氣在某一個溫度下所能包含的最大水汽量,叫做飽和水汽量。空氣達到飽和時的溫度,叫做露點。飽和的空氣冷卻到露點以下的溫度時,空氣里就有多餘的水汽變成水滴或冰晶。因為冰面飽和水汽含量比水面要低,所以冰晶生長所要求的水汽飽和程度比水滴要低。也就是說,水滴必須在相對濕度(相對濕度是指空氣中的實際水汽壓與同溫度下空氣的飽和水汽壓的比值)不小於100%時才能增長;而冰晶呢,往往相對濕度不足100%時也能增長。例如,空氣溫度為-20℃時,相對濕度只有80%,冰晶就能增長了。氣溫越低,冰晶增長所需要的濕度越小。因此,在高空低溫環境裡,冰晶比水滴更容易產生。

另一個條件是空氣里必須有凝結核。有人做過試驗,如果沒有凝結核,空氣里的水汽,過飽和到相對濕度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但這樣大的過飽和現象在自然大氣里是不會存在的。所以沒有凝結核的話,我們地球上就很難能見到雨雪。凝結核是一些懸浮在空中的很微小的固體微粒。最理想的凝結核是那些吸收水分最強的物質微粒。比如說海鹽、硫酸、氮和其它一些化學物質的微粒。所以我們有時才會見到天空中有雲,卻不見降雪,在這種情況下人們往往採用人工降雪。

不在天空里凝結的雪花:雪都是從天空中降落下來的,怎么會有不是在天空里凝結的雪花呢?

1779年冬天,俄國彼得堡的一家報紙,報導了一件十分有趣的新聞。這則新聞說,在一個舞會上,由於人多,又有成千上百支蠟燭的燃燒,使得舞廳里又熱又悶,那些身體欠佳的夫人、小姐們幾乎要在歡樂之神面前昏倒了。這時,有一個年輕男子跳上窗台,一拳打破了玻璃。於是,舞廳里意想不到地出現了奇蹟,一朵朵美麗的雪花隨著窗外寒冷的氣流在大廳里翩翩起舞,飄落在悶熱得發昏的人們的頭髮上和手上。有人好奇地衝出舞廳,想看看外面是不是下雪了。令人驚奇的是天空星光燦爛,新月銀光如水。

那么,大廳里的雪花是從哪兒飛來的呢?這真是一個使人百思不解的問題。莫非有人在耍什麼魔術?可是再高明的魔術師,也不可能在大廳里耍出雪花來。

後來,科學家才解開了這個迷。原來,舞廳里由於許多人的呼吸飽含了大量水汽,蠟燭的燃燒,又散布了很多凝結核。當窗外的冷空氣破窗而入的時候,迫使大廳里的飽和水汽立即凝華結晶,變成雪花了。因此,只要具備下雪的條件,屋子裡也會下雪的。

雪花形狀

下雪時的景致美不勝收,但科學家和工藝美術師讚嘆的還是小巧玲瓏的雪花圖案。遠在一百多年前,冰川學家們已經開始詳細描述雪花的形態了。

西方冰川學的鼻祖丁鐸耳在他的古典冰川學著作里,這樣描述他在羅扎峰上看到的雪花:“這些雪花……全是由小冰花組成的,每一朵小冰花都有六片段預告瓣,有些花瓣像山蘇花一樣放出美麗的小側舌,有些是圓形的,有些又是箭形的,或是鋸齒形的,有些是完整的,有些又呈格狀,但都沒有超出六瓣型的範圍。”

在中國,早在公元前一百多年的西漢文帝時代,有位名叫韓嬰的詩人,他寫了一本《韓詩外傳》,在書中明確指出,“凡草木花多五出,雪花獨六出。”

雪花的基本形狀是六角形,但是大自然中卻幾乎找不出兩朵完全相同的雪花,就像地球上找不出兩個完全相同的人一樣。許多學者用顯微鏡觀測過成千上萬朵雪花,這些研究最後表明,形狀、大小完全一樣和各部分完全對稱的雪花,在自然界中是無法形成的。

在已經被人們觀測過的這些雪花中,再規則勻稱的雪花,也有畸形的地方。為什麼雪花會有畸形呢?因為雪花周圍大氣里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一樣的,只要稍有差異,水汽含量多的一面總是要增長得快一些。

世界上有不少雪花圖案蒐集者,他們像集郵愛好者一樣收集了各種各樣的雪花照片。有個名叫賓特萊的美國人,花了畢生精力拍攝了近六千張照片。蘇聯的攝影愛好者西格尚,也是一位雪花照片的攝影家,他的令人銷魂的作品經常被工藝美術師用來作為結構圖案的模型。日本人中谷宇吉郎和他的同事們,在日本北海道大學實驗室的冷房間裡,在日本北方雪原上的帳篷里,含辛茹苦二十年,拍攝和研究了成千上萬朵的雪花。

但是,儘管雪花的形狀千姿百態,卻萬變不離其宗,所以科學家們才有可能把它們歸納為前面講過的七種形狀。在這七種形狀中,六角形雪片和六稜柱狀雪晶是雪花的最基本形態,其它五種不過是這兩種基本形態的發展、變態或組合。

健康作用

冬季,大雪紛飛,蒼茫無際。人們在觀賞玉樹瓊花之時,往往忽視了雪的作用。雪對人體健康有很多好處。《本草綱目》早有記載,雪水能解毒,治瘟疫。民間有用雪水治療火燙傷、凍傷的單方。

經常用雪水洗澡,不僅能增強皮膚與身體的抵抗力,減少疾病,而且能促進血液循環,增強體質。如果長期飲用潔淨的雪水,可益壽延年。這是那些深山老林中長壽老人長壽的“秘訣”之一。

雪為什麼有如此奇特的功能呢?因為雪水中所含的重水比普通水中重水的數量要少1/4。重水能嚴重地抑制生物的生命過程。有人作過試驗,魚類在含重水30%—50%的水中很快就會死亡。雨雪形成最基本的條件是大氣中要有“凝結核”存在,而大氣中的塵埃、煤粒、礦物質等固體雜質則是最理想的凝結核。如果空氣中水汽、溫度等氣象要素達到一定條件時,水汽就會在這些凝結核周圍凝結成雪花。所以,雪花能大量清洗空氣中的污染物質。故每當一次大雪過後空氣就顯得格外清新。

據測定,一般新雪的密度每立方厘米為0.05-0.10克。所以,地面積雪對音波的反射率極低,能吸收大量音波,能為減少噪音作出貢獻。

雪的作用

雪花是一種美麗的結晶體,它在飄落過程中成團攀聯在一起,就形成雪片。單個雪花的大小通常在0.05—4.6毫米之間。雪花很輕,單個重量只有0.2—0.5克。無論雪花怎樣輕小,怎樣奇妙萬千,它的結晶體都是有規律的六角形,所以古人有“草木之花多五出,度雪花六出”的說法。雪花多么美麗而輕盈呀!我越來越喜歡雪花了,如果能夠再次目睹大地白雪皚皚,綠樹披銀裝,真是一件賞心悅目的趣事。

“瑞雪兆豐年”是我國廣為流傳的農諺。在北方,一層厚厚而疏鬆的積雪,像給小麥蓋了一床禦寒的棉被。雪中所寒的氮素,易被農作物吸收利用。雪水溫度低,能凍死地表層越冬的害蟲,也給農業生產帶來好處。所以又有一句農諺“冬天麥蓋三層被,來年枕著饅頭睡。”

雪的作用很廣,但雪對人類有很大的好處。首先是有利於農作物的生長發育。因雪的導熱本領很差,土壤表面蓋上一層雪被,可以減少土壤熱量的外傳,阻擋雪面上寒氣的侵入,所以,受雪保護的莊稼可安全越冬。積雪還能為農作物儲蓄水分。此外,雪還能增強土壤肥力。據測定,每1升雪水裡,約含氮化物7.5克。雪水滲入土壤,就等於施了一次氮肥。用雪水餵養家畜家禽、灌溉莊稼都可收到明顯的效益。

雪對人有利也有害處,在三四月份的仲春季節,如突然因寒潮侵襲而下了大雪。就會造成凍寒。所以農諺說:“臘雪是寶,春雪不好。”

雪的保溫作用

積雪,好像一條奇妙的地毯,鋪蓋在大地上,使地面溫度不致因冬季的嚴寒而降得太低。積雪的這種保溫作用,是和它本身的特性分不開的。

我們都知道,冬天穿棉襖很暖和,穿棉襖為什麼暖和呢?這是因為棉花的孔隙度很高,棉花孔隙里充填著許多空氣,空氣的導熱性能很差,這層空氣阻止了人體的熱量向外擴散。覆蓋在地球胸膛上的積雪很像棉花,雪花之間的孔隙度很高,就是鑽進積雪孔隙里的這層空氣,保護了地面溫度不會降得很低。當然,積雪的保溫功能是隨著它的密度而隨時在變化著的。這很像穿著新棉襖特別暖和,舊棉襖就不太暖和的情況一樣。新雪的密度低,貯藏在裡面的空氣就多,保溫作用就顯得特彆強。老雪呢,像舊棉襖似的,密度高,貯藏在裡面的空氣少,保溫作用就弱了。

為什麼物體裡貯藏的空氣越多,保溫效果越強呢?

這是因為空氣是不良導體的緣故。我們知道,任何一個物體,它本身都能通過熱量,這種能夠通過熱量的性能,稱做物體的導熱性。在自然界常見的幾種物質中,空氣的導熱性最差。所以物體裡容納的空氣越多,它的導熱性就越差。由於積雪裡所能容納的空氣量變化幅度較大,因此,積雪的導熱係數變化幅度也較大。一般剛下的新雪孔隙大,保溫效應最好,到春天融雪後期,積雪為水所浸漬,這時它的導熱係數就更接近於水了,積雪的保溫作用便趨於消失。

雪崩的危害

人類短跑的世界冠軍,不過每秒鐘跑11米;動物界的短跑冠軍獵豹在追捕獵物時出現的閃電般的速度,不過每秒鐘跑30.5米;十二級的強大颱風,不過每秒鐘跑32.5米。但是雪崩卻能夠達到每秒鐘97米的驚人程度。如,1970年秘魯的大雪崩,雪崩在不到三分鐘時間裡飛跑了14.5公里路程。也就是說,每秒鐘平均達到近90米的速度。

雪崩的破壞力十分強大,這主要和它的速度有關。高速運動的物體會產生強大的衝擊力。一顆子彈,當你用手拿著它碰到人體時,一點也看不出它有什麼危險。但是當它從槍筒里高速飛射出來時,能夠把人置於死地。飛機最怕在空中與小鳥相撞,那是因為高速飛行的飛機常常會被小鳥撞破前艙的玻璃。

雪崩的衝擊力量是非常驚人的。運動速度大的雪崩,能使每平方米的被打物體表面,承受40~50噸的力量。世界上根本就沒有哪些物體,能夠經受得住這樣巨大的衝擊力。即使是鬱鬱蔥蔥的森林,遇到高速運動的大雪崩,也會像理髮推子推過我們的頭頂一樣,一掃而光。

雪崩造成災害的另一個原因是雪崩引起的氣浪。雪崩體在高速運動過程中,能夠引起空氣劇烈的振盪,在雪崩龍頭前方造成強大的氣浪。這種氣浪有些類似於核子彈爆炸時的衝擊波,力量是很大的。秘魯1970年的大雪崩所引起的氣浪,把地面上的岩石碎屑卷揚起來,竟使附近地方下了一場稀奇的“石雨”。

在陡岩或者河谷急轉彎的地方,雪崩體很可能被阻停留下來。而雪崩氣浪卻很難停止,它會繼續沿著雪崩運動的方向爬山越嶺。因此,雪崩氣浪的作用範圍要比雪崩體大得多。雪崩氣浪也能摧毀森林、房屋和其他工程設施。它越過交通線路時,甚至能傾覆車輛。人遇到它,即使刮不走,也會被它窒息而死。

雪崩同戰爭一樣,帶給人們的都是無窮的災難,它們之間好似有不解之緣。

形成

在寒冷季節的清晨,草葉上、土塊上常常會覆蓋著一層霜的結晶。它們在初升起的陽光照耀下閃閃發光,待太陽升高后就融化了。人們常常把這種現象叫“下霜”。翻翻日曆,每年10月下旬,總有“霜降”這個節氣。我們看到過降雪,也看到過降雨,可是誰也沒有看到過降霜。其實,霜不是從天空降下來的,而是在近地面層的空氣里形成的。

霜是一種白色的冰晶,多形成於夜間。少數情況下,在日落以前太陽斜照的時候也能開始形成。通常,日出後不久霜就融化了。但是在天氣嚴寒的時候或者在背陰的地方,霜也能終日不消。

霜本身對植物既沒有害處,也沒有益處。通常人們所說的“霜害”,實際上是在形成霜的同時產生的“凍害”。

霜的形成不僅和當時的天氣條件有關,而且與所附著的物體的屬性也有關。當物體表面的溫度很低,而物體表面附近的空氣溫度卻比較高,那么在空氣和物體表面之間有一個溫度差,如果物體表面與空氣之間的溫度差主要是由物體表面輻射冷卻造成的,則在較暖的空氣和較冷的物體表面相接觸時空氣就會冷卻,達到水汽過飽和的時候多餘的水汽就會析出。如果溫度在0°C以下,則多餘的水汽就在物體表面上凝華為冰晶,這就是霜。因此霜總是在有利於物體表面輻射冷卻的天氣條件下形成。

另外,雲對地面物體夜間的輻射冷卻是有妨礙的,天空有雲不利於霜的形成,因此,霜大都出現在晴朗的夜晚,也就是地面輻射冷卻強烈的時候。

此外,風對於霜的形成也有影響。有微風的時候,空氣緩慢地流過冷物體表面,不斷地供應著水汽,有利於霜的形成。但是,風大的時候,由於空氣流動得很快,接觸冷物體表面的時間太短,同時風大的時候,上下層的空氣容易互相混合,不利於溫度降低,從而也會妨礙霜的形成。大致說來,當風速達到3級或3級以上時,霜就不容易形成了。

因此,霜一般形成在寒冷季節里晴朗、微風或無風的夜晚。

霜的形成,不僅和上述天氣條件有關,而且和地面物體的屬性有關。霜是在輻射冷卻的物體表面上形成的,所以物體表面越容易輻射散熱並迅速冷卻,在它上面就越容易形成霜。同類物體,在同樣條件下,假如質量相同,其內部含有的熱量也就相同。如果夜間它們同時輻射散熱,那么,在同一時間內表面積較大的物體散熱較多,冷卻得較快,在它上面就更容易有霜形成。這就是說,一種物體,如果與其質量相比,表面積相對大的,那么在它上面就容易形成霜。草葉很輕,表面積卻較大,所以草葉上就容易形成霜。另外,物體表面粗糙的,要比表面光滑的更有利於輻射散熱,所以在表面粗糙的物體上更容易形成霜,如土塊。

冰雹

冰雹,人們常稱為雹。冰雹是在對流雲中形成,當水汽隨氣流上升遇冷會凝結成小水滴,若隨著高度增加溫度繼續降低,達到攝氏零度以下時,水滴就凝結成冰粒,在它上升運動過程中,並會吸附其周圍小冰粒或水滴而長大,直到其重量無法為上升氣流所承載時即往下降,當其降落至較高溫度區時,其表面會融解成水,同時亦會吸附周圍之小水滴,此時若又遇強大之上升氣流再被抬升,其表面則又凝結成冰,如此反覆進行如滾雪球般其體積越來越大,直到它的重量大於空氣之浮力,即往下降落,若達地面時未融解成水仍呈固態冰粒者稱為冰雹,如融解成水就是我們平常所見的雨。冰雹和雨、雪一樣都是從雲里掉下來的。不過下冰雹的雲是一種發展十分強盛的積雨雲,而且只有發展特別旺盛的積雨雲才可能降冰雹。

天氣符號

晴:指天空無雲或雖有零星的雲,但云量占天空不到1/10稱為晴,有時天空中出現很高很薄的雲,但對透過陽光很少有影響的也稱為晴。

多云:當空中的中、低雲的雲量占天空面積的4/10~7/10或高空雲量占天空面積的6/10或以上時稱為能夠為多雲。

陰天:凡中、低雲的雲量占天空面積的8/10及以上是稱為陰。陰天是天色陰暗,陽光很少或不能透過雲層。

霧:指近地層空氣中懸浮的大量水滴或冰晶微粒的集合體。當這種集合體使水平能見距離降到1000米以下時稱為霧;當能見距離降到1000~10000米之間時稱為輕霧。

小雨:4小時降雨量小於10.0毫米或1小時降雨量小於2.5毫米的稱為小雨。

中雨:24小時內的降雨量為10.0~24.9毫米或1小時的降雨量在2.5~8.0毫米之間時成為中雨。

大雨:24小時降雨量小於25.0~49.9毫米或1小時降雨量達到8.1~15.9毫米時稱為大雨。

暴雨:24小時內的降雨量達到或超過50.0毫米和1小時內的降雨量達到或超過16.0毫米時稱為暴雨。降雨量達到100.0~199.9毫米的稱為大暴雨;降雨量達到200.0毫米的稱為特大暴雨;

雷陣雨:指伴有雷電現象的陣性降雨,起特點是降雨時間短促,開始和終止都很突然,降水的強度變化大。忽下忽停並伴有電閃雷鳴的陣性降水。

冰雹:是一種固體降水物。指雲層中將下的直徑大雨5.0毫米的圓球形或圓錐形冰塊,起形狀也有不規則的,單體稱為雹塊,由透明和不透明層相間組成,大的雹塊直徑可達十九厘米。

凍雨:雨滴凍結在低於0℃的物體表面的地面上,又稱雨淞(由霧滴凍結的,稱霧凇),常墜斷電線,使路面結冰,影響通信、供電、交通等。

雨夾雪:指雨滴和濕雪同時降落到地面的降水現象。發生時,近地面的氣溫略高於0℃,當雪降落到這層空氣中,部分雪融化成水滴。

小雪:指下雪時水平能見度超過1000米的或24小時內的降雪量小於2.5毫米的降雪。

中雪:指下雪時水平能見度超過500~1000米的或24小時內的降雪量小於2.5~5.0毫米的降雪。

大-暴雪:指下雪時水平能見度小於500米的或24小時內的降雪量大於5.0毫米的降雪。

霜凍:在春秋轉換季節,白天氣溫高於0℃,夜晚氣溫短時間降至0℃以下的低溫危害現象。出現時,百葉箱內的氣溫可不低於0℃;地面或物體表面常出現白霜。

低壓槽和高壓脊:呈波動狀的高空西風氣流上,波谷對應著低壓槽,槽前暖空氣活躍,多雨雪天氣,槽後冷空氣控制,多大風降溫天氣;波峰與高壓脊對應,天空晴朗。

冷鋒和暖鋒:冷鋒即冷空氣的前鋒,在冷、暖氣團交界處、冷空氣向暖空氣推進。冷鋒上多風雨激烈的天氣,鋒後多大風降溫天氣;反之為暖鋒,鋒上多陰雨天氣、鋒後轉多雲和晴天,氣溫回升。

大風:用風矢表示,有風向桿和風羽組成。風向桿指風的來向,有8個方位。風羽由3,4個短劃和三角表示大風的風力,垂直在風向桿末端的右側(北半球)。

六級風:指距地面10米高度處的風速為10.8~13.8米/秒的風。

七級風:指距地面10米高度處的風速為13.9~17.1米/秒的風。

八~十二級風:指距地面10米高度處的風速分別達到17.2~20.7米/秒、20.8~24.4米/秒、24.5~28.4米/秒、28.5~32.6米/秒、32.7~35.9米/秒時,分別稱為八級風、九級風、十級風、十一級風和十二級風。

颱風:指發生在熱帶海洋上強烈的暖心氣鏇性渦鏇。當中心附近的平均再大風力達到十二級及以上時稱為颱風。

氣象術語

1.時間的劃分:天氣預報中所說的白天,指當地標準時間8點至20點,其中17點至20點叫做傍晚;20點以後到第二天的8點叫做夜間。

2.天氣狀況(陰晴的劃分):晴是指全天內天空中雲量低於3成(即30%);多雲是天空中有4-7成的中、低雲或6-10成的高雲時的天空狀況;少雲是天空中有1-3成的中、低雲或4-5成的高雲時的天空狀況;陰是天空陰暗,密布雲層,或天空雖有雲隙而仍感到陰暗(總雲量8成以上),偶爾從雲縫中可見到微弱陽光的天氣現象。

霧:懸浮在貼近地面的大氣中的大量微細水滴(或冰晶)的可見集合體。霧和雲的區別僅僅在於是否接觸地面。霧使地面的水平能見度顯著降低。按國際氣象組織規定,使能見度降低到1公里以下的稱為霧。

雲量和雲高:雲量是指雲遮蔽天空視野的成數;雲高是指雲底距離測站地面的垂直距離。

3.氣溫:天氣預報中所說的氣溫,指在野外空氣流通、不受太陽直射下測得的空氣溫度(一般在百葉箱內測定)。最高氣溫是一日內氣溫的最高值,一般出現在14-15時,最低氣溫一般出現在早晨5-6時。

4.降水:降水分降雨、降雪、雨夾雪、冰雹。

降雨情況:氣象部門一般指的是24小時內降雨的多少。對雨量的多少,一般分為零星小雨、小雨、陣雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨8個級別。根據24小時降水量(毫米)的降雨等級為:小雨0.1~9.9,中雨10.0~24.9,大雨25.0~49.9,暴雨50.0~99.9。

冰雹:堅硬的球狀、錐狀或形狀不規則的固態降水。

降雪按照降雪量分為小雪、中雪、大雪、暴雪、暴風雪等。其中暴雪是降雪強度較大的雪(下雪時水平能見度距離小於500m或24小時內降雪量大於15mm);暴風雪,又稱雪暴,是大量的雪被強風卷著隨風運行,並且不能判定當時是否有降雪,水平能見度小於1km的天氣現象。

5.風:風是指空氣的水平流動現象。用風向和風速表示:風向分十六個方位,是指風吹來的方向;風速用風級或多少米/秒表示,分用2分鐘的平均情況表示的平均風速和瞬間情況代表的瞬時風速。

風的強度用風速表示,一般採用蒲風級或多少米/秒來衡量,分十三級:

靜風:即0級風。

和風:即4級風。風速在5.5-7.9m/s之間的風。

微風:即3級風。

大風:即8級風。平均風速為17.2-20.7m/s的風。

狂風:即10級風。

暴風:即11級風。風速在28.5-32.6m/s之間的風。

颶風:即12級以上風。

中央氣象台

發布2015年春節全國天氣預報。預計春節假日期間,全國無大範圍寒潮和低溫雨雪冰凍天氣過程,氣象條件對煤電油運和節日出行總體有利。其中,北方地區有兩次雨雪天氣過程,氣溫較常年偏高1~3℃;南方陰雨天氣較多,氣溫接近常年或略偏高;華北中南部、黃淮等地部分時段有中到重度霾或大霧。

雷雨

雷雨是空氣在極端不穩定狀況下,所產生的劇烈天氣現象,它常挾帶強風、暴雨、閃電、雷擊,甚至伴隨有冰雹或龍捲風出現,因此往往可造成災害。

單獨一塊雷雨雲(即積雨雲)的生命殊為短暫,通常僅不過一兩小時,其間可劃分為發展期、成熟期及消散期三個階段。在第一階段先是形成一股上升氣流,把溫暖潮濕的空氣送到半空中。上升的空氣遇冷,其中水汽即開始凝結而變成雲。當氣流繼續上升,雲也就越積越高,直上更冷的高空。雲中的水珠變得更大更重。有的凍結成雪或雹,有的雨滴越結越大,直到無法再被上升氣流所支持時即開始落下。隨雨而來或先雨而至的下降氣流,會造成涼爽的陣風,此即意味著一場雷雨快要來臨。

歷史

公元前650年左右巴比倫人使用雲的樣子來預測天氣。公元前340年左右亞里士多德在他的《天象論》中描寫了不同的天氣狀態。中國人至少在公元前300年左右有進行天氣預報的紀錄。古代天氣預報主要是依靠一定的天氣現象,比如人們觀察到晚霞之後往往有好天氣。這樣的觀察積累多了形成了天氣諺語。不過許多這些諺語後來被證明是不正確的。

從17世紀開始科學家開始使用科學儀器(比如氣壓表)來測量天氣狀態,並使用這些數據來做天氣預報。但很長時間裡人們只能使用當地的氣象數據來做天氣預報,因為當時人們無法快速地將數據傳遞到遠處。1837年電報被發明後人們才能夠使用大面積的氣象數據來做天氣預報。

20世紀氣象學發展迅速。人類對大氣過程的了解也越來越明確。1970年代數字天氣預測隨電腦硬體發展出現並且發展迅速,今天成為天氣預報最主要的方式。

1853~1856年,為爭奪巴爾幹半島,沙皇俄國同英法兩國爆發了克里木戰爭,結果沙俄戰敗,正是這次戰爭,導致了天氣預報的出現。

這是一場規模巨大的海戰,1854年11月14日,當雙方在歐洲的黑海展開激戰時,風暴突然降臨,且最大風速超過每秒30米,海上掀起了萬丈狂瀾,使英法艦隊險些全軍覆沒。事後,英法聯軍仍然心有餘悸,法軍作戰部要求法國巴黎天文台台長勒佛里埃仔細研究這次風暴的來龍去脈。

那時還沒有電話,勒佛里埃只有寫信給各國的天文、氣象工作者,向他們收集1854年11月12~16日5天內當地的天氣情報。他一共收到250封回信。勒佛里埃根據這些資料,經過認真分析、推理和判斷,查明黑海風暴來自茫茫的大西洋,自西向東橫掃歐洲,出事前兩天,即1854年11月12日和1854年13日,歐洲西部的西班牙和法國已先後受到它的影響。勒佛里埃望著天空飄忽不定的雲層,陷入了沉思:“這次風暴從表面上看來得突然,實際上它有一個發展移動的過程。電報已經發明了,如果當時歐洲大西洋沿岸一帶設有氣象站,及時把風暴的情況電告英法艦隊,不就可避免慘重的損失嗎?”

於是,1855年3月16日,勒佛里埃在法國科學院作報告說,假如組織氣象站網,用電報迅速把觀測資料集中到一個地方,分析繪製成天氣圖,就有可能推斷出未來風暴的運行路徑。勒佛里埃的獨特構想,在法國乃至世界各地引起了強烈反響。人們深刻認識到,準確預測天氣,不僅有利於行軍作戰,而且對工農業生產和日常生活都有極大的好處。由於社會上各方面的需要,在勒佛里埃的積極推動下,1856年,法國成立了世界上第一個正規的天氣預報服務系統。

天氣預報的誕生歷史說明,氣象條件可以影響局部戰爭或戰役的勝敗,而由於戰爭的需要,又推動和發展了氣象事業。

天氣預報

天氣預報,是套用大氣變化的規律,根據當前及近期的天氣形勢,對某一地未來一定時期內的天氣狀況進行預測。它是根據對衛星雲圖和天氣圖的分析,結合有關氣象資料、地形和季節特點、民眾經驗等綜合研究後作出的。如我國中央氣象台的衛星雲圖,就是我國製造的“風雲一號”氣象衛星攝取的。利用衛星雲圖照片進行分析,能提高天氣預報的準確率。天氣預報就時效的長短通常分為三種:短期天氣預報(2~3天)、中期天氣預報(4~9天),長期天氣預報(10~15天以上),中央電視台每天播放的主要是短期天氣預報。[1]

天氣預報的主要內容是一個地區或城市未來一段時期內的陰晴雨雪、最高最低氣溫、風向和風力及特殊的災害性天氣。就中國而言,氣象台準確預報寒潮、颱風、暴雨等自然災害出現的位置和強度,就可以直接為工農業生產和民眾生活服務。

天氣預報是根據氣象觀測資料,套用天氣學、動力氣象學、統計學的原理和方法,對某區域或某地點未來一定時段的天氣狀況作出定性或定量的預測。它是大氣科學研究的一個重要目標。對人們生活有重要意義。

如今人們外出,只須收聽或觀看天氣預報,就可以決定是否帶雨具,而在過去,則要顧慮天氣情況。那么,氣象台每天最重要的工作——天氣預報是怎樣誕生的呢。

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