百科知識(shí): 以浪漫的情懷認(rèn)識(shí)氣象
來(lái)源:科普中國(guó)
發(fā)布時(shí)間:2019-12-30
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? ? ?如何理性地思索,如何將大自然這匹脫韁的野馬束縛歸順,為人類所用?對(duì)待科學(xué)的思考,您不妨先讀讀這篇文章,再結(jié)合自己感興趣的內(nèi)容使用探究式的思考方法,確立一個(gè)主題,運(yùn)用一條主線,發(fā)揮自己的探索和創(chuàng)造精神,追究問(wèn)題的各種方面,也許您會(huì)理解得更加徹底和真切。深追文里,意在文外,讓學(xué)習(xí)能有所得。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,大氣科學(xué)的相關(guān)學(xué)科不斷的分化與綜合出新的學(xué)科,形成了各學(xué)科間相互滲透、相互交叉的局面。例如氣象學(xué)、大氣探測(cè)、氣候?qū)W、天氣學(xué)、動(dòng)力氣象學(xué)、大氣物理學(xué)、大氣化學(xué)、人工影響天氣、應(yīng)用氣象學(xué)等。由于人們發(fā)現(xiàn),地球是唯一一顆適宜人類生存的家園,被古人稱為寰宇世界的地方。所以這些學(xué)科依然具有很高的科研價(jià)值,更有相關(guān)科學(xué)領(lǐng)域無(wú)限拓展人類生產(chǎn)和生存的空間,向外太空領(lǐng)域探索。
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  仰望蒼穹,有一種世界萬(wàn)物均聚集在水氣循環(huán)圈內(nèi)(水圈、大氣圈、土圈、生態(tài)圈)繁衍生息的感覺(jué),而在這個(gè)大氣層中,風(fēng)雨陰晴變幻,猶如人之思緒,有時(shí)候波瀾起伏久久難以平靜;有時(shí)候靜如止水,深邃而靜謐。風(fēng),若出現(xiàn)在雨后或者出現(xiàn)在秋高氣爽時(shí)節(jié)。似一種“大風(fēng)起兮云飛揚(yáng),威加海內(nèi)兮歸故鄉(xiāng)”的帝王的氣概。雨,小云滴的積少成多,出現(xiàn)在冷熱氣流交匯,形成鋒面降雨,猶如“水光瀲滟晴方好,山色空蒙雨亦奇”的詩(shī)情畫意,有時(shí)雨還會(huì)和太陽(yáng)玩耍,形成濕熱環(huán)境下的自然降雨——太陽(yáng)雨,多么精靈頑皮。云,如曲水流長(zhǎng),變幻莫測(cè)。像一種天氣的表情,也許,看見這種云彩,下一刻就會(huì)雷鳴電閃。雷霆乍起,四海翻騰,五洲震蕩,聲嘶力竭;霹靂電閃可是本杰明·富蘭克林最鐘愛(ài)的大規(guī)模放電現(xiàn)象,是現(xiàn)代建筑層巔之外的天然奇景。
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  我國(guó)古代的漢代游牧民族認(rèn)為,天為一個(gè)穹頂,地平坦而四方,北極是“蓋笠”狀的天穹的中央,日月星辰繞之旋轉(zhuǎn)不息。后又出現(xiàn)一種渾天說(shuō),這種說(shuō)法最有代表的人物是張衡,他著了一篇《張衡渾儀注》,稱天如雞蛋黃在雞蛋內(nèi)部一樣,并且浮在水上。還有一種學(xué)說(shuō)是宣夜說(shuō),稱日月星晨飄浮空中,動(dòng)與靜全靠“氣”。與此同時(shí),在遙遠(yuǎn)的古歐洲,歐多克斯提出提出地心說(shuō)的雛形,直至等同于我國(guó)大明王朝階段,哥白尼經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年的觀察和計(jì)算發(fā)現(xiàn)地球這個(gè)天體總是圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn),并以一種客觀的唯物主義精神觀察宇宙,最終完成了他的偉大著作《天球運(yùn)行論》。
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  我國(guó)的陰歷自秦漢以來(lái),一直和24節(jié)氣并行,人們通過(guò)觀察星星在所在位置上空的固定位置總結(jié)出一些天文規(guī)律,人為設(shè)定了便于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的時(shí)間,形成歷法。而今年上半年,農(nóng)歷的編算和頒行納入國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)范疇,要求公開發(fā)行的日歷產(chǎn)品必須包含公歷和農(nóng)歷的日期對(duì)照以及二十四節(jié)氣,符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的編排規(guī)則、計(jì)算模型和精度及表示方法,以日、月、年這樣的當(dāng)代歷法,形成了。 “閏年應(yīng)是365.2422日,這樣四年之后就比實(shí)際的一年356天少了近一天。為了彌補(bǔ)差值,農(nóng)歷歷法中規(guī)定,4年設(shè)一閏,即能被4整除的年份為閏年;閏月指的是陰歷中的一種現(xiàn)象,陰歷是按照月亮的圓缺即朔望月安排大月和小月,一個(gè)朔望月的長(zhǎng)度是29.5306日,是月相盈虧的周期,陰歷規(guī)定,大月30天,小月29天,這樣一年12個(gè)月共354天。
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  究竟何為蒼穹?它實(shí)際是地球外部圈層,大氣層,另外與水圈、生物圈和土質(zhì)地殼組成了人類賴以生存的地理環(huán)境。大氣層就是天,主要油干潔空氣、水汽和懸浮在空氣中的固體雜質(zhì)所組成的。人之生命,在于呼吸之間,而吸進(jìn)氧氣,呼出二氧化碳。大氣的主要成分是氮?dú)夂脱鯕?,?duì)動(dòng)植物的生命活動(dòng)意義重大?!叭照障銧t生紫煙,遙看瀑布掛前川。飛流直下三千尺,疑是銀河落九天?!碧煊卸喔??科學(xué)的劃分為對(duì)流層、平流層和高層大氣。隨高度的變化,氣溫越來(lái)越低,空氣稀薄,“高處不勝寒”。 曬曬太陽(yáng),可以讓人們感到暖洋洋的。我國(guó)大多數(shù)地方春秋天的常溫溫度25度,室溫25度,工程常溫20度,熱的天氣溫度高,冷的天氣溫度低,天氣預(yù)報(bào)時(shí)主要參考的信息之一。太陽(yáng)的光芒將帶給地球紫外線、紅外線和可見光線。影響太陽(yáng)輻射的主要因素有大氣層云量的削弱作用,地面的反射作用以及太陽(yáng)高度,使地球的常溫保持在適宜的溫度。這些主要取決于云量、塵埃、二氧化碳濃度和云量等,例如同緯度的四川盆地和青藏高原之間的太陽(yáng)輻射的強(qiáng)弱就很不一樣。一天之內(nèi),太陽(yáng)高度不同,氣溫也會(huì)出現(xiàn)不同,那么一天之內(nèi),什么時(shí)間溫度最高,什么時(shí)候溫度最低呢?通?!袄杳髑暗暮诎怠笔且惶熘凶罾涞臅r(shí)刻,而在午后十四點(diǎn)左右溫度是最熱的。非常有規(guī)律。
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  漢高祖劉邦出征歸來(lái)時(shí),途徑故鄉(xiāng)沛縣,設(shè)宴招待家鄉(xiāng)的故交父老,酒酣時(shí)自己擊筑(古代樂(lè)器)而歌,《大風(fēng)歌》里面的一句歌詞道“大風(fēng)起兮云飛揚(yáng),威加海內(nèi)兮歸故鄉(xiāng),安得猛士兮守四方!”何等之豪情萬(wàn)丈。這里的沛縣,處于江蘇省境內(nèi),這里的大風(fēng),不如北方的西北風(fēng)那么強(qiáng)勁。這里的風(fēng)的產(chǎn)生原因很多,首先要提到的是大氣的水平運(yùn)動(dòng)。大氣為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)?在地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的影響下,會(huì)有水平氣壓梯度力和地轉(zhuǎn)偏向力的慣性力量影響不同氣壓的氣團(tuán),它們彼此之間是一個(gè)平衡的過(guò)程,先是按照水平氣壓梯度力的方向開始做水平運(yùn)動(dòng),然后按照地轉(zhuǎn)偏向力的發(fā)生方向的偏移。大氣整體性的形成眾多的氣旋或反氣旋,直至形成氣壓帶。這樣的格局形成了天氣和氣候的框架,也與世界大洋的洋流分布有直接關(guān)聯(lián)。而江蘇省沛縣又位于中國(guó)大陸東部沿海中心,地理上水脈縱橫,屬暖溫帶半濕潤(rùn)季風(fēng)氣候,四季分明,冬季寒冷干燥,夏季高溫多雨,秋季天高氣爽,春季天干多變,。那么沛公所經(jīng)歷的大風(fēng),不是吹來(lái)的雨前風(fēng),就是在講他當(dāng)時(shí)的心情??!
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  “空曠的群山沐浴了一場(chǎng)新雨,夜晚降臨使人感到已是初秋。皎皎明月從松隙間灑下清光,清清泉水在山石上淙淙淌流?!庇绊懡涤甑乃Y(jié)最初只是個(gè)小云滴,但是空氣中存在著無(wú)數(shù)懸浮微粒,當(dāng)水汽接近飽和,就會(huì)凝結(jié)成雨滴。天空會(huì)形成三種降水——地形雨、鋒面雨和對(duì)流雨。1742年瑞士天文學(xué)者安德斯?攝西阿斯提出的,表示:在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的凝固點(diǎn)為0度,沸點(diǎn)為100度,把100度的沸點(diǎn)分成100份,1等份為1度。拿起探針,測(cè)試水的溫度。探針十分敏感,利用金屬皮將冷熱感傳給內(nèi)部包裹的鉑金屬溫度傳感器,再利用液晶顯示屏顯示溫度數(shù)字。相對(duì)濕度是指,(在特定溫度下空氣中的含水量與最大含水量的百分比,)空氣中的含有的水汽越少,空氣越干燥,反之越潮濕??諝庵械母蓾癯潭确Q為“濕度”。空氣的濕度太大,也會(huì)形成降雨,就像之前提到的太陽(yáng)雨。你想在閑暇之時(shí)討論謎題嗎?“姆潘巴問(wèn)題”就十分適合這種談話,稱假定兩杯水為一個(gè)熱系統(tǒng),水中的微生物為結(jié)晶核的中心,或發(fā)現(xiàn)引起熱水比冷水先結(jié)冰的原因主要是傳導(dǎo)、汽化、對(duì)流三者相互作用的綜合結(jié)果。這里為開放思考,目前科學(xué)尚無(wú)固定結(jié)論。若以此來(lái)比喻氣象的無(wú)常,就好似利用一只扇動(dòng)翅膀的蝴蝶,來(lái)比喻具有洛倫茨效應(yīng)的氣象不可預(yù)知性。如果不使用高科技設(shè)備常年盯住一個(gè)區(qū)域,真也是神仙難測(cè)啊!其實(shí)人生際遇莫不是如此“莫聽穿林打葉聲,何妨吟嘯且徐行。竹杖芒鞋輕勝馬。誰(shuí)怕!一蓑煙雨任平生。料峭春風(fēng)吹酒醒,微冷,山頭斜照卻相迎?;厥紫騺?lái)蕭瑟處。歸去,也無(wú)風(fēng)雨也無(wú)晴?!斑@首流傳了上百年定風(fēng)波寫出蘇軾黃州(今湖北省黃岡市)郊外途中遇大雨乃吟嘯徐行,抒發(fā)了其不畏境遇的情懷。黃州區(qū)位于長(zhǎng)江中游北岸,西南瀕長(zhǎng)江與鄂州市相望,東面臨巴河與浠水縣毗鄰,西北部與團(tuán)風(fēng)縣接壤,三面環(huán)水,北靠山區(qū),夏天潮濕多雨,也算是古人如實(shí)記載了黃州這個(gè)地區(qū),夏季常有降雨的佐證吧。
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  云,是大氣中水汽凝結(jié)或凝華而成的水滴、過(guò)冷水滴、冰晶或者它們混合組成的漂浮在空中的可見聚合物,云是地球上龐大的水循環(huán)的有形的結(jié)果。細(xì)細(xì)端詳漫天舒云,有說(shuō)像小貓的,有說(shuō)像汽車的,像棉花,亦或是像流動(dòng)的水。觀云識(shí)天,云是今年氣象日的主角,翻一卷《國(guó)際云圖集》。看一看它們的形成位置和大致形狀,如果你發(fā)現(xiàn)了更微妙的天氣現(xiàn)象伴隨著更奇特的云彩,不妨為自己的小成就點(diǎn)個(gè)贊。一片云彩,一方土地 ;幾番耕耘,幾番勞作。仰首看天,俯身種田,祖祖輩輩的農(nóng)民靠天吃飯,苑囿于天。“鋤禾日當(dāng)午,汗滴禾下土。誰(shuí)知盤中餐,粒粒皆辛苦?!庇曷蹲虧?rùn)下,莊家秧苗喝飽了水,充盈了泥土地。農(nóng)民臉上的皺紋舒展開了,唱著山野小調(diào),喝一口黃茶老酒,看一看朗朗天際,無(wú)比愜意。
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  氣候與物候,氣候的形成是對(duì)大氣狀況長(zhǎng)期作用的因素所決定的,而物候是生物長(zhǎng)期適應(yīng)溫度條件的周期性變化。農(nóng)民的耕作有了一年四季的物候時(shí)間,二十四個(gè)節(jié)氣輪換。古人知冷暖,以知己之心,識(shí)宇宙萬(wàn)物之輪轉(zhuǎn)變化,氣候與物候在某種情況下,難分彼此。今我們可知,地球圍繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn),繞完一圈是一年,一年分成十二個(gè)月,二十四個(gè)節(jié)氣。按照公歷推算,每月兩個(gè)節(jié)氣,上半個(gè)月稱為“節(jié)“,下半個(gè)月稱為”氣“,節(jié)氣在現(xiàn)行的公歷中日期基本固定,上半年在6日、21日,下半年在8日、23日,前后不差1~2天?!贝河牦@春雨驚春清谷天,夏滿芒夏暑相連。秋處露秋寒霜降,冬雪雪冬小大寒。每月兩節(jié)不變更,最多相差一兩天。上半年逢六廿一,下半年逢八廿三?!包S河流域的農(nóng)民總結(jié)得好啊,利用觀測(cè)天體在天空的位置,詳細(xì)記載了太陽(yáng)和地球的公轉(zhuǎn)特點(diǎn),并應(yīng)用于農(nóng)耕。夏有涼風(fēng),冬有雪,春有百花,秋有月。四時(shí)之境不同,溫度也不同,天氣熱了需要穿短袖汗衫,天氣冷了則要穿棉衣棉鞋。溫度數(shù)據(jù)很重要:我國(guó)的冬季最低氣溫是東北漠河,歷史上最低-52.3度;海洋海底溫度4度;絕對(duì)零度-273.15度;太陽(yáng)表面約6000度;冰柜里的凍肉-10至-15度;地球表面最低氣溫-88.3度,大海深處的溫度是4度……
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  今天是2017年7月26日星期三,……氣象局于晚20:00發(fā)布了相關(guān)氣象數(shù)據(jù),以下是未來(lái)兩天的天氣預(yù)報(bào):今天夜間至白天,華北北部,內(nèi)蒙古中部,新疆北部多云;華南中部,黃淮等地;四川盆地,江西大部份地區(qū);浙江、福建沿岸地區(qū)……相關(guān)數(shù)據(jù)是氣象局發(fā)布的,下面請(qǐng)聽各省市天氣預(yù)報(bào)。我國(guó)利用了風(fēng)云系列人造氣象衛(wèi)星,觀測(cè)氣象和地質(zhì)水文?!皩櫲璨惑@,看庭前花開花落;去留無(wú)意,望天空云卷云舒?!比籼炜诊L(fēng)起云涌之時(shí),可及時(shí)收看天氣預(yù)報(bào),攜一把花傘,穿一雙涼鞋,挽上青絲秀發(fā),瀟瀟灑灑地奔向目的地而去。
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  20世紀(jì)以來(lái),由于科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,發(fā)明了有關(guān)于氣象方面的技術(shù)和設(shè)備,最引人矚目的技術(shù)是天氣預(yù)報(bào)及其相關(guān)領(lǐng)域的氣象衛(wèi)星。我國(guó)的風(fēng)云號(hào)氣象衛(wèi)星,是于1977年開始研制氣象衛(wèi)星。大家都知道的是,另外一種小有名氣的衛(wèi)星叫北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這些衛(wèi)星是有區(qū)別的,衛(wèi)星大致分為三類:科學(xué)科學(xué)衛(wèi)星、技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星和應(yīng)用衛(wèi)星。又根據(jù)其運(yùn)行軌道劃分,可以分為五類:近地軌道衛(wèi)星,或地球低軌道衛(wèi)星;地球同步軌道衛(wèi)星,指衛(wèi)星運(yùn)行周期等于地球自轉(zhuǎn)一周的順行軌道;地球靜止軌道衛(wèi)星,指衛(wèi)星軌道傾角等于零度的圓形地球同步軌道,位于赤道平面上空,僅有一條,以35786km/h(3600km)的速度運(yùn)行,平均一分鐘3.0746km/s。這種衛(wèi)星一顆的掃描覆蓋率40%,三顆覆蓋全球,用于通信、跟蹤、數(shù)據(jù)中繼、氣象、導(dǎo)航等用途;太陽(yáng)同步軌道衛(wèi)星,衛(wèi)星軌道平面繞地球自轉(zhuǎn)軸進(jìn)動(dòng)的方向與地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向相同,且進(jìn)動(dòng)角速度等于地球公轉(zhuǎn)平均角速度的軌道。(從南到北經(jīng)過(guò)同一緯度的當(dāng)?shù)貢r(shí)間相同,從北向南經(jīng)過(guò)同一緯度的當(dāng)?shù)貢r(shí)間相同)與地面的光照條件大致相同傾角大于90%,運(yùn)行在一條圓形逆行道上,追光而行;極地軌道,指軌道傾角在90%附近的軌道,在這種軌道上運(yùn)行的人造衛(wèi)星每圈都經(jīng)過(guò)地球南北兩極,可以達(dá)到覆蓋全球的目的。例如:氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星等一些遙感衛(wèi)星常用。以上這些氣象衛(wèi)星搭載了相關(guān)的測(cè)繪儀器,俯瞰地球執(zhí)行通訊任務(wù)被稱為“電子眼”,我們的天氣預(yù)報(bào),越來(lái)越準(zhǔn)確了。風(fēng)云四號(hào)A星于2016年12月11日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射,搭載了多通道掃描成像輻射計(jì)、干涉式大氣垂直探測(cè)儀、閃電成像儀和空間天氣監(jiān)測(cè)儀等4臺(tái)遙感儀器,其中干涉式大氣垂直探測(cè)儀填補(bǔ)了世界在該領(lǐng)域觀測(cè)的空白、閃電成像儀填補(bǔ)了我國(guó)在該領(lǐng)域觀測(cè)的空白。
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  先民昂首問(wèn)蒼天,旦夕禍福靠實(shí)踐。遙控衛(wèi)星縛白云,扶搖直上九重天。科學(xué)的原意是知識(shí)、學(xué)問(wèn)。隨著科學(xué)的不斷發(fā)展,人們對(duì)科學(xué)的理解和認(rèn)識(shí)在不斷深化,科學(xué)的含義也不斷擴(kuò)大,實(shí)踐是檢驗(yàn)真理的唯一標(biāo)準(zhǔn),借助一篇文章只能引起大家對(duì)一個(gè)問(wèn)題的關(guān)注和興趣。不過(guò)在實(shí)踐活動(dòng)中,人們總是要不斷積累感性認(rèn)識(shí),去粗取精、去偽存真、由此及彼、由表及里的進(jìn)行篩選,才能上升為理性認(rèn)識(shí)的。
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聽說(shuō),打賞我的人最后都找到了真愛(ài)。
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