青少年自然地理博覽：環球氣象

內容簡介

2009年底哥本哈根“世界環境保護大會”，世界巨人們聚在一起共同討論“地球的臉色”；災難片《2012》驅動著人類的反思：近三個世紀來，人類不斷向地球母親索取，工業化使人類欠地球太多太多……
《環球氣象》(作者方國榮)是“青少年自然地理博覽”叢書之一，解答了“雷電發生時應注意什麼”、“風兒從哪裡來”等問題。

圖書目錄

大地被子
地球外衣——大氣層由來
地球外衣的變遷
大氣的成分
大氣的保溫作用和溫室效應
大氣為什麼逃不出地球
大氣的危機
二氧化碳的流失
氣候季節
分列有序的氣候帶
類型帶冷暖有變
地理差異引起的氣候類型
季節判別與地理現象
四季八節——二十四節氣
奇趣天象
縹緲的海市蜃樓
雷電——奇聞怪事
龍捲風“搬運威力”
奇雲異彩天然成
形形色色的怪雨
神奇的“氣象山”
因紐特人的冰雪屋
神秘奇異的佛光
煙火般的流星雨
氣象探秘
風兒從哪裡來？
神奇的水汽家族
興雲致雨的真相
美麗迷人的霧靄
彩虹為什麼是弧形的
脾氣暴躁的雷電
千姿百態的雪花
奇幻世界的霧凇
狂暴肆虐的颱風
落地成災的冰雹
迅捷剛猛的龍捲風
“聖嬰”厄爾尼諾現象
“聖女”拉尼娜現象
生活氣象
氣候與心情
醫療氣象——“季節病”和“氣象病”
氣象變化與人體健康
奇妙的“氣象療法”
氣象與體育運動
看雲識天氣
氣候與住宅
風水中的氣象
氣象與農業
氣象與交通
氣象與飛行
氣象與航天
氣象與節能
天氣預報
天氣預報的誕生
天氣預報如何製作？
天氣預報的水平和前景
簡便可行的天氣預測方法
中國民俗中的天氣諺語
民間經驗和說法
氣象指數
人工增雨
雷電發生時應注意什麼？
世界氣象組織和世界氣象日
環境與人
地球之癌——荒漠化
黑色幽靈——沙塵暴
沙塵暴竟有如此多“好處”
“空中死神”——酸雨
生態環境殺手——氣候變暖
氣候發飆為哪般？
人類還能不能有“後天”？
地球的自動加熱器——溫室效應
高懸頭頂撒手鐧——臭氧空洞
“熱島效應”——城市高溫化元兇
低碳生活——拿什麼拯救地球？

文摘

大氣層就好像是一條毛毯，均勻地包住了整個地球，使整個地球就好像處在一個溫室之中。白天灼熱的太陽發出強烈的短波輻射，大氣層能讓這些短波光順利地通過，從而到達地球表面，使地表增溫。晚上，沒有了太陽輻射，地球表面向外輻射熱量。因為地表的溫度不高，所以輻射是以長波輻射為主，而這些長波輻射又恰恰是大氣層不允許通過的，故地表熱量不會喪失太多，地表溫度也不會降得太低。這樣，大氣層就起到了調節地球表面溫度的作用。這種作用就是大氣的保溫作用。
中國科學院的科研人員近日利用自行設計的高精度冰芯氣泡甲烷提取分析系統，對青藏高原達索普冰芯進行了研究測試、實驗分析，獲得了近兩千年來高解析度中低緯度大氣甲烷紀錄，使大氣溫室氣體與全球氣候變化相互作用的研究取得了突破性進展。通過對青藏高原達索普冰芯中甲烷記錄的研究，科研人員發現，1850年以來大氣中甲烷含量急劇上升，在過去的150年裡上升了1．4倍。而在兩次世界大戰期間人類活動甲烷排放量呈負增長。專家稱，這一研究將為全球大氣的分布和變化特徵提供定量評估的依據。
研究表明，隨著溫室氣體的不斷排放，地球大氣的“溫室效應”會越來越強。溫室氣體主要由水蒸氣、二氧化碳、甲烷、氮氧化物、氟利昂等成分組成，其中甲烷的溫室效應是二氧化碳的20倍，且在大氣中的濃度呈現出快速增長的趨勢。此外，研究還預測出：隨著溫室氣體的大量排放，全球氣溫將普遍上升。同時，地球生態系統將面臨中緯度地區生態系統和農業帶向極區遷移和生物多樣性降低的威脅，突發性的氣候災難頻度增強，這些都將直接影響人類的生存與發展。
近年來，隨著全球人口的增長和人類活動的加劇，人類向大氣中排放的溫室氣體越來越多，使大氣中溫室氣體的含量成倍增加。專家指出，這些溫室氣體將通過氣候系統控制自然能量的流向，從而影響全球氣候的變化。事實上，人類排放到大氣中的氣體無一例外都要通過自然過程來消除，而消除過程本身則要通過破壞現有的氣候、環境及生態系統來完成。人類愈發認清：在環境污染的肇事者名單中，無人可以逃脫；而在環境惡化的受害人名單中，也沒誰可以倖免！我們每一個人不僅僅是環境污染的受害者，也是環境污染的製造者，更是環境污染的治理者。環境保護不僅僅是一個口號、一個話題，它更是一門系統的科學，更是一種意識、一種理念、一種生活方式。
地球上空的大氣在天空中自由運動，它們能夠擺脫地球引力束縛逃逸到星際空間去嗎？回答是肯定的，又是否定的。說是肯定的，因為確有極其微量的高層大氣分子能掙脫地球強大的引力而逃走；說是否定的，因為絕大多數的大氣分子是逃不出地球的。相反，從星際空間撞人地球並在大氣層中燒毀的流星體反而比逃走的大氣還要多些。我們把一個物體從地面向空中拋去，那么重力會使它向上運動的速度逐漸變慢直到在某一高度、某一瞬間，向上運動的速度等於零時，它就會回落到地面。但是，重力的大小不是固定不變的，它會隨著高度的增加而與距離的平方成反比地迅速變小。
通過計算知道，如果向上拋的速度達到每秒11．2公里時，雖然物體在上升過程中地球的引力會使這個物體的速度逐漸減小，但由於這種引力也同時在不斷變小，以致它永遠不可能使這個物體的上升速度變到零。那么這個物體將擺脫地球的吸引力而永遠告別地球而去。這個每秒11．2公里的速度就是地球上的“逃逸速度”。
地球上的氣體分子和原子永遠處於不停的運動之中。它們運動的速度各不相同，甚至相差很大。比如氧分子在高溫狀態下的平均運動速度是每秒0．5公里；氫分子的質量是氧分子的十六分之一，所以氫分子的平均運動速度是氧分子的4倍。但是這種速度只是分子的平均速度。實際上有半數分子的運動速度比這大，有的大一倍，有的大兩倍，有的運動速度就超過了每秒11．2公里，當然這隻占極小的一部分。在低層大氣中，由於分子密度極大，它們在運動中經常會相互發生碰撞，運動速度就會慢下來。所以，即使原是一些速度快的分子實際也是不可能逃出地球的。但在高層大氣中情況就不同了。強大的太陽輻射會把分子中的很大一部分激發到極高的能量態和很大的速度，同時，高層大氣極其稀薄，分子之間碰撞的機會也少得多。
所以，在高層大氣中的高速運動的氣體分子逃離地球的機會就很大。它們一旦向上飛去，就會進入密度越來越小的區域，碰撞機會也會越來越少，最終便告別地球。說到這裡，我們已經知道，地球大氣層是會漏氣的，但漏掉的主要是氫、氦等最輕的分子。怪不得今天地球大氣層中的氫、氦那么少。氧、氮是比較重的分子，它們分布在大氣低層，自從氧、氮在地球上形成以後直到現在，並沒有逃跑掉多少，所以地球大氣層中99%是由這兩種氣體組成的。
地球的大氣是無國界的，地球上的生物與地球大氣生息與共，地球上的人類有義務共同來保護地球的大氣。人類社會在前進，工業在發展。工業生產產生的大量化學物質源源不斷地排人大氣，其中含氯、氮、氟等的化合物，在大氣中常以穩定或難以溶解的分子形式存在，如氯氟烷烴、澳氟烷烴等。這些痕量氣體能長期滯留在對流層中，最終上升到平流層的臭氧層。這些痕量氣體在太陽紫外線的照射下，能同其他的化學物質反應產生含氟、氯、氮等的活性基，並劇烈地破壞臭氧層。
早在70年代初期人們就認識到，工業生產排放出來的化學物質正在不斷地破壞臭氧層，這些化學物質的破壞作用可能延續一個世紀。在大氣環境中已經存在的這些化學物質人們是無法消除的，但是，人們有能力去防止它們今後繼續排人大氣環境。如果現在不立刻採取行動來制止這類化學物質向大氣環境中排放，將來即會導致地球表面紫外線輻射量的增加及全球氣候的變化。
臭氧是地球大氣中的微量氣體，主要集中在10～50公里高空的平流層中，在30公里高空附近，臭氧濃度達最大值。臭氧層是太陽紫外線輻射的一種過濾器，它能防止具有極大危害作用的紫外線輻射到達地球表面，它能過濾掉70%～90%的有害紫外線輻射量。如果這些紫外線到達地球表面，即會引起人體曬斑、雪盲症、眼病及皮膚癌等多種病症，人類和其他生物都要遭受危害。P9-13

青少年自然地理博覽：環球氣象

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