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第68章 为什么雨水是一滴一滴的,而不是喷涌而下?

天气的奥秘

当提到“明天的天气怎么样”这个问题时,我们真正谈论的其实是环绕在地球周围那层薄雾般的气体,将发生什么样的变化。每颗行星或卫星都有大气层,也就是有自己的天气。(我们地球的卫星月亮因为没有大气层,所以没有天气。)

白天,太阳的热量使大气层的温度升高。而到了晚上,地球和周围的空气变凉,把热量散发到空中。热量使气体分子四处飞散,冷又让它们重新聚在一起。在高气压之下,较冷的空气会源源不断地流入热空气的区域。结果就产生了天气:这里的海洋微风,那里的龙卷风,迈阿密的阳光明媚,巴黎的蒙蒙细雨。

大气层遍布于整个地球的广阔领域,持续不断地在温暖的白天和寒冷的夜晚之间旋转。同时,地球还在倾着身子围绕太阳转动,慢慢地改变着各地的季节。我们知道天气是很难预测的,因为这个巨大而混乱的气体,会对地球的各个地区以及全球气候产生作用。即使是最先进的人造卫星拍下的漩涡云的快照,也不能让我们每次都预测出接下来的天气会是怎样的。所以,当天气预报员说明天会下雨时,如果第二天的天气果真如此的话,我们应该向她说声谢谢。

水蒸汽是无法用肉眼看到的,但它却一直作为空气的一分子,围绕在地球的四周。当云朵形成时,水蒸汽就从隐藏的地方跳出来。实际上,细微的水蒸汽聚集成了水滴状或者冰晶状,它们聚集在一起,就形成了可见的云。

当水蒸汽被吸附在空气中的微粒上时,它们会形成水滴。比如,在大海上面,水蒸汽会渗透到盐粒中,从而形成小滴。或者,当温度下降到华氏32度以下的时候,水会冻结到固体的尘埃和泥灰里面,被风带着吹向天空,而脱离了灰尘的那些则变成了冰晶。空中其他的废弃物,比如烟,同样也可以为水蒸汽聚集成云提供种子。

雨并不存在于云的内部,它是从云上散落下来的一部分。当云的原料——水滴或是冰晶,变得越来越重,落在地球上时,雨就形成了。

气象学家(也就是研究天气的科学家)告诉我们,水滴变成雨有好几种方式。雨滴的形成取决于它们来自的云的种类——暖云或者冷云。

暖云是由空气中微小的水滴组成的。水滴从云中坠落时,有时会在到达地面之间就蒸发掉了。但有的时候,它们有足够的量来倾盆而下,落在我们的身上。

在暖云中,雨滴有两种成长方式。第一种:当一滴微小的水珠落入云中,它会撞到其他水滴,并与它们融合在一起,成为一个更大的水滴。而它可能再接着聚集更多的水滴。过不了多久,就出现了一个巨大的、容易溅开的水滴。

雨滴在暖云里的第二种形成方法是,小的水滴吸附在落下的雨滴后面,让它变得更大。这是怎样的情形呢?一位气象学家建议我们想象一下,一台行驶在灰尘弥漫的道路上的旅行车。空气在车的周围呼呼作响,并把路上的灰尘卷起,投掷到车的后窗上。这样过不了多久,玻璃窗就被一层厚厚的灰尘给盖住了。

落入云中的水滴就好像一辆旅行车,而它周围的水滴则好比是灰尘。水滴上方和四周快速移动的空气把小水珠拉进雨滴的后部。这样,雨滴的后面就聚集了更多的水分,变得越来越重。有时,它会因为太重而从云中跌落下来,啪嗒一下落在地面上的水坑里。

在冷云中,雨滴是由冰晶体发展而来的。冷云在高空中形成,在温度经常低于冰点以下时,会不断延伸。这种云是水滴和冰晶的混合体。当液体水滴中的水分蒸发时,它会聚集成冰晶,也就是冰冻的固体。随着晶体不断增长和变重,它们最后成为雪花,从云中飘落下来。除非外面很冷,否则雪花很快就消失不见了。当它们落入相对温暖的空气中,雪花会开始融化,变成了雨滴。

蓝色雪人,红色暴雨下雨了,而你却忘了带伞。你穿了一件白色的衣服,即使跑得很快,但还是被浇湿了,感到很不舒服。低头看一下自己身上的衣服,你发现上面有一个巨大的红色污渍。抬头向上看,令人吃惊的事情发生了。你看到大颗大颗红色的雨滴从天而降。

这是一个真实的故事,发生在1970年4月9日,地点是希腊的萨洛尼基。撒哈拉沙漠中的强风,将一些红色的沙尘颗粒扬到高空中,接着又把这些尘土带到了希腊上空的云朵里。降雨将天空中的尘土冲刷下来,于是暂时下起了红雨。

带颜色的雨虽然很罕见,但是它的颜色却有很多种。1959年,美国马萨诸塞州的邓斯特布尔的一个春日,一场雷雨倾泻下黄绿色的雨滴。很显然,这场暴雨染上了春天的黄绿色花粉。

还有,1972年3月9日,一场蓝色的雪降落在法国阿尔卑斯山上。这些雪花的颜色,是来自于撒哈拉沙漠中一种带颜色的矿石。

冰雹随着暴风雨坠落,敲打在金属的屋檐沟上,会发出很大的噪音,并造成不小的破坏。冰雹能够在飞机的机翼上穿出一个个洞,使麦田里面的庄稼干茎受损从而减产,甚至可以杀死马、牛等动物。降落速度极快的过量冰雹可以像雪一样覆盖在地面上,并携同急速而下的雨水,一下子堆积6英尺深。

小的冰雹块通常是圆形的,像一个个微型的警车顶灯弹落在地面上。不过冰雹经常会有各种各样不规则的形状,有的像镶有钻石的旭日形首饰,有时甚至呈现出一个冰冻的“X”。这些不同的形态源于每个冰雹周围环绕的空气穿过时,将各种冻结的轮廓形成在高处的云中。

迄令为止最大的一颗冰雹,是1970年在美国堪萨斯州的科菲威尔发现的。它长达17英寸,重量大约1.75磅。

厚厚的冰片以惊人的角度从它的表面伸展而出。这块圆形的“石头”,上面的冰尖仿佛可怕的凶器一般。

雷电交加的暴风雨是冰雹的制造厂。狂风把灰尘、砂子和别的废弃物带到雷雨云之中。当这些颗粒的周围被冰冻上的时候,冰雹就形成了。(在有些冰雹里面,中间的“颗粒”甚至是一只死去的昆虫。)

随着云中的冰雹不断聚拢更多的冰,它会变得越来越大。砸开一个冰雹,我们会发现它曾经从云中穿过的证据。

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