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第17章 气象科学知识(4)

地球上不同的区域吸收太阳的热量不同。赤道地区,阳光常年直射,温度很高。两极地区,阳光半年斜射,另外半年得不到照射,因此温度很低。

影响气候的因素

除了太阳辐射造成气候冷热差异之外,地形因素也会影响气候。海拔高度每增加300米,气候发生的变化相当于向极地方向前进约5000米所发生的变化。山坡的朝向同样影响了高地地区所呈现的气候种类。例如,迎风的山坡,一定要比背风的山坡冷得多。

春夏秋冬

一年有春夏秋冬四个季节,春季温暖,万物复苏,百花盛开;夏季炎热,万物繁盛;秋季凉爽,是收获的季节;冬季寒冷,树木凋零。四个季节交替轮回,一年又一年。

四季的轮回

地球公转时,太阳的直射点就沿着地球南北回归线之间来回移动。随着地球绕太阳公转一圈,地球上的大部分地区就出现了春、夏、秋、冬四季的交替,赤道和极地地区由于所处纬度比较特殊,所以只有冬、夏两季。

地轴与四季

由于地球绕太阳公转时,地轴在宇宙空间的倾斜方向是不变的,所以一年间一些地方被太阳光直射,而另外一些地方被太阳光斜射。这意味着当地球公转时,得到的光和热的总量在同一地点会时多时少。这就是季节交替的原因。

四季的划分

北半球的西方国家以月份划分四季。一般是把3月到5月划为春季,6月到8月划为夏季。9月到11月划为秋季,12月到第二年的2月划为冬季。在同一时间段里,南半球的季节与北半球的正好相反。

二十四个节气

我国农历为了适应季节的变化制定了24个节气。它们是:立春、雨水、惊蛰、春分、清明、谷雨、立夏、小满、芒种、夏至、小署、大暑、立秋、处署、白露、秋分、寒露、霜降,立冬、小雪、大雪、冬至、小寒、大寒。其中,春分、夏至、秋分、冬至为四大节气,代表着四季的开始。

多样的季节

季节是一年中气候和环境相差比较大的几个时间段。并且每年都会重复同一过程。不同的地区。其季节的划分也是不同的。对温带,特别是中国的气候而言,一年分为四季,即春季、夏季、秋季、冬季;热带草原上只有旱季和雨季;在寒带,则只有冬季。

白天过后是黑夜

每一个白天过后都是黑夜,日夜交替,一天又一天。但是白天和黑夜在一个昼夜中所占的时间并不是对等的。越靠近两极,白天和黑夜相差的时间越长,到了极点,就会出现一整天都是白天或者黑夜的现象,这就是极昼和极夜。

白天与黑夜的更替

地球自转时,总是半面对着太阳。对着太阳的半面接受阳光照射,成为白天(昼);背着太阳的半面见不到太阳,成为黑夜(夜)。于是,白天、黑夜交替出现,就形成了昼夜更替。

变化着的一天时间

一天的时间是23小时56分4秒,也就是地球自转一周的时间。但是,这个时间一直在延长。若把2000年以来每一天增加的时间加起来,则多了2个多小时。

昼夜能长短在变化

当北半球夏季来临时,太阳直射北回归线与赤道之间,赤道以北所有的白天都比夜晚时间长,而且越往北昼夜长短的差别越明显。相反,当北半球冬季来临时,赤道以南所有地方的白天都比夜晚时间长,而北半球则相反。

极昼和极夜

在北极圈和南极圈内,一年只有两个季节交替变化,即半年是夏季,半年是冬季。夏季,太阳整日不落,叫做极昼;冬季,终日见不到太阳,叫做极夜。

昼弧与夜弧

天文学上,把地球昼夜更替的分界线叫作“晨昏圈”。晨昏圈把地球分为两部分。位于昼半球(即被太阳光照射的部分)的叫“昼弧”,位于夜半球(即见不到太阳光的部分)的叫“夜弧”。

航空气象研究

航空气象研究是研究气象条件同飞行活动和航空技术之间的关系、航空气象服务的方式和方法以及航天飞行器在地球大气层中飞行时的气象等问题的学科。

重要的气象条件

气象条件对飞机的起飞、航行、降落以及其他各种飞行活动有不同的影响,飞机的设计制造和气象条件也有密切的关系。在实际工作中,航空气象的主要任务是保障飞行安全,提高航行效率,在不同的气象条件下,有效地运用航空技术。

发展历程

早期的航空气象研究主要着眼于地面风和对流层下部的气流对飞行的影响。20世纪20年代末。出现了无线电探空仪,人们开始能够获取空中的温度和气压的资料。第二次世界大战后,开始用雷达探测强对流天气。航空气象服务始于20世纪20年代。随着飞机性能的提高、空中交通量的增大以及微电子技术的发展,航空气象服务的内容、方式和方法由早期的人工操作进入了当前的自动化服务阶段。

航空气象研究的内容

现代的航空气象学包括航空气象学原理、航空气象探测、航空天气预报、航空气候和航空气象服务自动化等。其中对航空影响较大的气象问题有云、雾、降水、烟、霾、风沙和浮尘等现象。

我国的航空气象研究

1949年新中国成立之后,我国开始建立了比较完善的航空气象组织,逐渐构成了装备有气象雷达、卫星云图接收装置、激光测云仪和移频通信、气象传真机等先进设备的航空气象台站网,在航空天气预报和航空气象服务方面开始有了较大的发展。

人工降雨

人工降雨是开发利用空中水资源的一种有效手段。它的核心就是通过飞机、大炮、火箭等传输手段对局部大气云层施加催化作用,促使云中更多的水分变成雨滴降落下来。

第一次人工降雨

1946年的11月13号,美国通用电气公司的谢弗和兰米尔在64500米的高空投下6千克的干冰,干冰在下降过程中变成了雨,实现了人类第一次人工降雨。经过这次实践,许多国家纷纷实验人工降雨。后来,美国通用电气公司的本加特又进行了改良,用碘化银微粒取代干冰,使人工降雨更加简便易行。

分类

人工降雨有空中、地面作业两种方法。空中作业是利用飞机在云中播撒催化剂。地面作业是利用高炮、火箭从地面上发射。飞机作业一般选择稳定性天气,才能确保安全。一般高炮、火箭作业较为广泛。

神奇的催化剂

目前人工降雨作业中使用的催化剂通常有三类:第一类是可以吸附云中水分变成较大水滴的盐粒等吸湿剂;第二类是温度很低的干冰,其汽化时可使周围空气层冷却到零下40摄氏度左右,从而引起水汽的凝结;第三类催化剂是被称为“成核剂“的碘化银,它具有云中自然冰核的性质。

优点

人工降雨能缓解干旱造成的危害,是解决干旱地区水资源短缺的重要途径。它是森林火灾的天敌,能有效地扑灭林火;它能使沙漠地带的植被得以滋润,从而缓解了由于森林、植被的减少而造成的干旱和沙漠化进程。

人工止雨

所谓人工止雨,主要是在影响本地的降水云系的上风方进行一定规模的连续催化作业,设法改变自然云的降水状态或过程,抑制云和降水的发展,延缓、减弱降水过程,在局部区域改变降水的再分布。

止雨方法的分类

目前,气象部门人工止雨采用的方法主要有提前降水或抑制降水。提前降水是在目标区的上风方进行人工增雨作业,让雨提前下完;抑制降水是在目标区上风方,往云层里超量播撒冰核,使冰核含量达到降水标准的3~5倍,冰核数量多了,每个冰核吸收的水分就少,无法形成足够大的雨滴。

止雨作业的过程

人工止雨首先要对天气状况及其变化趋势进行细致的观测和预测,确定是否存在降雨的可能。如果发现有降雨的可能,则需要进一步了解本次天气系统对本地的可能影响趋势,何时、何地可能产生降雨。之后就要针对拟保护地区制订人工止雨方案。一旦有作业条件,则立即启动飞机或地面火箭和高炮等设备进行作业。

人工止雨的设备

飞机人工止雨主要是针对比较稳定的层状云,其中,层状云还分冷云和暖云。对于冷云,可通过飞机携带碘化银在云中进行催化作业;如果是暖云,则使用吸湿性的暖云催化剂。针对容易产生雷电的对流云,则采用火箭人工止雨方式。

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