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校本课程
( 宁静致远2009-03-12 22:31:07)

第一课  认识气象观测工具
百页箱
学校科技园中,最近多了个小朋友的新伙伴,它的名字叫做「百页箱」。白白的、方方正正的身体,尖尖的顶,由细细长长的四只脚架在绿油油的草地上,离地大约有120公分。大家一起来动动脑筋,认识这些新伙伴吧!
  
百页箱 百页箱内部仪器
小朋友有没有动过脑筋想过,为什么百页箱要涂成白色的呢?别的颜色不好吗?为百页箱漆上白色的油漆,的确是有它的道理的,因为,白色是最能把阳光所输送过来的光和热给反射回去的,减少对百页箱里的观测仪器的影响,目的就是希望做到最准确的观测。
另外,百页箱座南朝北〈也就是背对南方,门口朝北方的意思。〉也是一个值得注意的地方,因为我们位在北半球,太阳出现在天空中的位置,总是在我们头顶上方偏南的地方,我们不希望进行观测的时候,阳光偷偷的溜进去,特别把它的开口向北。
温度计
温度计该是小朋友们生活中相当熟悉的仪器了!但你可也熟悉它的操作方法,并且能正确的读出温度计上的温度?让我们来认识学校里常用的三种温度计。
 
 
 

温度计 酒精温度计 水银温度计
温度计中间有一道细细长长的玻璃管,连接底下一个像是小橄榄球的椭圆形「液囊」,里面装着红色的酒精〈或银白色的水银。〉,会随着接触的物体的温度而升降。固定温度计的板子上,通常有两种不同测量的刻度〈学校实验室里使用的温度计,并没有固定的板子,刻度便直接刻在玻璃上。〉分别是摄氏温度 ℃ 和华氏温度 ℉ 。
当我们使用温度计时,为了避免影响温度的测量,所以,手要握着温度计的顶端,不要握在液囊的部分,以免手的温度的干扰;也不要在液囊的地方呵气;另外,还要留意别让液囊的部分受阳光直接照射。
其次,测量气温的时候,要在草地上站着测量。我们从实验当中不难发现,在不同的地面上,蹲着测量气温和站着测有 2 到 4 度的差异,草地和水泥地也有 2 到 3 度的差异,而站着测的差异比较小,在草地上测量的差异也是这样,也就是说,在草地上站着测得的气温比较准确些。说明到这哩,相信小朋友们不难理解,我们把温度计放在百页箱里的用意了。
最后,当温度计上的液面不再变动时,我们要读取温度计上的温度时,要注意让眼睛的视线和液面垂直,这样就可以正确的读取温度计上的读数了。
干湿温度计
干湿温度计看起来就是并排的2支温度计。其中一支就是一般的温度计,我们称它为干球温度计;另一支温度计的液囊包上纱布,并连上一棉线到装了水的小容器里,小容器里的水会因为毛细现象,经由棉线上升到达纱布,浸湿液囊,这就成了湿球温度计。
 
 
 

干湿温度计 湿球温度计 相对湿度对照表
当空气比较潮湿的时候,小容器里的水分蒸发的速度慢,带走空气中比较少的热量,因此温度下降也少;相反的如果空气比较干燥的话,小容器里的水会快速蒸发,带走空气中比较多的热量,使温度下降。换句话说,当湿度愈低时,湿球温度也会降得愈低。因此干湿温度计的温度差,就可显示出空气中相对湿度的大小。量出干湿温度计的温度后,就可以直接查表找出相对湿度。
但是,千万要记住干湿计有一个量测的限制:若气温在0度以下,水结冰就不能用了。
风向风速计
一般来说,风向风速计都装置在高大建筑的顶端,以免受到建筑物的干扰而影响到测量。学校的风向风速计就是装在三角架的顶端上。
风向是指风吹过来的方向,从东方吹过来的风就叫东风,西方吹过来的叫西风,余此类推。量测风向的仪器就是风标,最主要的就是利用一个形状不对称的物体,重心摆在一条垂直轴上,当风吹过来的时候,对空气产生阻力最大的一端就一定会移动到下风处,因此另一端就可指出风向。
风力正确来说该叫做风速,也叫做风程,是指风每秒钟行进的速度。最常见的风速计就是旋转风速计,利用水平旋转的风杯或装置在风向计前端的旋转扇叶量测风速。风愈大,风杯或扇叶就转得愈快,连接旋转轴的仪表指针就可以指出风速〈风速又叫做风程〉。
量测风向风速时要注意风是瞬息万变的,因此应观测一段时间才能决定风向为何,世界气象组织还规定要以十分钟为单位量测平均风速。
雨量计
雨量器是测量降雨量的仪器,是最可怜的了,因为它要接受风吹日晒和雨淋。学校里雨量器是安置在百页箱外的适当位置,我们所看到百页箱旁边特别挖的洞,就是雨量器装置的位置了。
 
 

外筒、内筒、集雨斗、量筒 集雨斗
雨量器是一组精致的集水筒,它是由「集雨斗」、「外筒」、「内筒」,加上「量雨量筒」所组成的。外筒是一个直径20公分的直圆筒,学校里是将外筒埋入百页箱旁泥土中以防倾倒,小朋友们要一起来留意,别放进垃圾或石头等。内筒是一个直径 15 公分的直圆筒,就放在外筒里面,是收集雨水的部分。集雨斗平时是盖在外筒顶端,为的是防止筒内的所收集的雨水蒸发。
雨量的单位是厘米,就是雨量器内的水的高度。但由于外筒之中还有一个口径更小的内筒,因此内筒所量出的水深是经过放大的,这样可以增加量测的精确度。量内筒雨量时必需把雨水另倒入量雨量筒中量测。当雨量很大时,内筒的雨水会满出来流到外筒去,这时候要先将内筒的水倒到量雨量筒测出雨量,再将外筒的水倒进量雨量筒中量测,最后把两个测量的结果相加就可以知道真正的雨量了。
气压计
靠近地面气压只要有些许的变化,就会对天气情况有非常大的影响,因此,气压的测量无论是在气压值或是量测时间上,都要求得特别严格。
 
 

气压计 近观气压计
最常用的气压计就是空盒气压计。空盒气压计的感应部分为一扁圆形的真空金属盒,当气压升高时金属盒会被压缩;气压降低时金属盒则会膨胀。只要将金属盒连结指针,即可加以放大并指示刻度。空盒气压计轻便易携带,不过它也需要定期以水银气压计校准。
思考题:你认识了几种气象工具?知道它们的用途吗?
 
气 象 符 号
 
 
 
 

晴 晴间多云  多云  
 
 
 
 

小(阵)雨 中雨  大雨  大到暴雨
 
 
 
 

雷阵雨 雨夹雪  小雪  中雪
 
 
 
 

大到暴雪 冰雹  霜冻  
 
 
 
 

西风 东风 北风 南风
第二课  认识气象符号

思考题:你在看天气预报的时候能知道这些符号的意义吗?


第三课   常见的气象谚语
一、 农业气象谚语
清明下种,谷雨下秧;晚稻一过秋,十有九不收;白露早,寒露迟,秋分种麦正当时;惊蛰不耙地,好像蒸馍锅上跑了气;冬天不犁田国,春天喊皇天;吃过端午肉,坝上紧紧筑。
二、非生物对天气变化的反应
石板出汗,大雨要见;池塘起泡天要变;盐钵出水,大水淒淒;远寺钟声清,何必问天公;若要晴,望山青;若要落,望山白。
三、植物对天气变化的反应
马鞭草返青,天要下雨;烂苔浮水面,不久风雨见;桐树叶子往下垂,两三天以内雨纷飞;竹子开花,连月不下;冬天果树乱开花,来年井干草枯焦。
四、有关物象
关节痛得很,下雨靠得稳;阴疮发痒雨绵绵;伤痕隐痛,天要转阴;蚂蚁搬家,必有雨下;蜻蜓赶场,大水当防;燕子高飞晴天吿,低飞雨天报;田螺出水面,不久暴雨见;久雨闻鸟声,不久转晴明;麻雀洗澡,有雨快到;鸡不入笼,阴雨将临;鲤鱼跳龙门,大雨定倾盆;大蛇橫路,泥鳅上翻;蚯蚓出土,明天有雨。
五、有关节气、季候
春天孩儿面,哭笑经常变;春无三日晴,夏无三日雨;来了倒春寒,必定一干旱年;清明断雪,谷雨断霜;立冬打了霜,夏季干长江;八月十五云掩月,正月十五雨纷纷。
六、有关雷电
东闪日头,西闪雨,南闪火门开,北闪雨就来;雷打天顶,有雨不狠;雷打天边,大雨涟涟;雷声闷沉沉,天气难得晴;雷公先唱歌,有雨也不多;久雨闻雷声,不久定天晴;早雷不过午,晚雷十日雨;闪电强又猛,有云不下雨;闪电弱又多,雨水马上多。
七、有关露、霜、雨、雹的降水
大雪兆丰年;雪落有晴天;一日冬雪十日干;霜前冷,雪后寒;露水起晴天;久旱禾苗露上尖,不久定有雨涟涟。
八、有关降水
早晨下雨当日晴,晚上下雨到天明;雨打五更,日晒水坑;久雨必有久晴,久晴必有久雨;东边日出西边雨,阵雨过后又天晴;先下牛毛没大雨,后下牛毛没晴天;落雨落得慢,近日雨不散。
九、有关温度
热生风,冷生雨;春冷雨,夏冷晴;日暖夜凉,井底也干;数九不冷,来年多虫;冬暖要防冬寒;春寒四十天。
十、有关云状
鱼鳞天,不雨也风颠(卷积云);天上鲤鱼斑,晒谷不用翻(透光高积云);天上钩钩云,地上雨淋淋(钩卷云);滿天乱飞云,雨雪下不停(恶劣天气下的碎雨云);馒头云,天气晴(淡积云);天上扫帚云,三五日内雨淋淋(密卷云);火烧乌云盖,大雨来得快(积雨云);炮台云,雨淋淋(堡状高积云);棉花云,雨快临(絮状高积云);天上灰布云,下雨定连绵(雨层云);天上花花云,地上晒死人(毛卷云);黑猪过河,大雨滂沱(大块碎雨云);有雨天边亮,无雨顶上光;云自东北起,必定有风雨;云从东南来,下雨不过响;晚看西北黑,半夜看风雨;早上红云照,不是大风便是雹;日落西山一点红,半夜起来搭雨蓬。
十一、有关风向
东北风,雨太公;四季东风四季晴,只怕东风起响声;南风头,北风尾;一日南风,三日关门;东风下雨,西风晴;久雨西风晴,久晴西风雨;南风暖,北风寒,东风潮湿西风干;久雨冷风扫,天晴定可靠;南风不过午,过午连夜吼;七月北风及时雨;春吹东风雨咚咚,冬吹东风雨无踪,秋吹东风毛毛雨,夏吹东风雨漰漰
思考题:1、你听说过这些谚语吗?
2、你知道这些谚语的含义吗?
 
第四课  雨量的等级是怎样划分的
当我们在收听或收看天气预报广播时,常常会听到“小雨”、“中雨”、“中到大雨”等名词,这就是雨量的等级。
    雨量是指降落在地面上的雨水未经蒸发、渗透和流失作用,而以积聚的深度来确定的。我国规定以毫米为深度的单位。雨量的等级根据二十四小时内降雨量的大小划分为小雨、中雨、大雨、暴雨、大暴雨、特大暴雨几个等级。小雨:降雨量在十毫米以内,雨滴清晰可辩,落到屋瓦和硬地上不四溅,雨声缓和淅沥;通常需两分钟后,始能完全润湿石板和屋瓦,水洼形成很慢。中雨:降雨量在十到二十五毫米之间,可听见沙沙的雨声,雨落如线,雨滴不易分辨,落到屋孔和硬地上略有四溅,水洼形成较快。大雨:降雨量在二十五至五十毫米之间,大雨时,雨落如倾盆模糊成片,雨滴落到屋瓦和硬地上四溅可达数寸,雨声如擂鼓,水潭形成极快。暴雨:降雨量在五十至一百毫米之间,马路积水。降雨量在一百毫米至二百毫米之间的叫大暴雨;降雨量在二百毫米以上的叫特大暴雨,地势低处受淹。阵雨:指阵性降水,雨点较大,时降时停,强度变化急剧,下雨时天空阴暗,有时忽然开朗,露出晴天,有时还伴有雷声。
思考题:说一说你最近一次降雨的雨量和等级?
                                                               

风城—我国新疆准噶尔盆地北部的乌尔禾地区,正对着进入准噶尔盆地的老风口,带着沙粒的劲风常年吹蚀着这里的石头,日久天长,竟把这儿的岩石“雕塑”成纪念塔、亭台楼阁、城墙等形状,蔚为壮观。故人们把乌尔禾地区称为“风城

第五课    认识风
风向标由风矢表示,由风向秆和风羽组成。
风向秆: 指出风的业向,有8个方位。
风羽: 由3、4个短划和三角表示大风风力,垂直在风向杆末端右侧(北半球)
风力等级表
风级 名称 风速(米) 陆地物象 海面波浪 浪高(米)
无风 0.0-0.2 烟直上 平静 0.0
软风 0.3-1.5 烟示风向 微波峰无飞沫 0.1
轻风 1.6-3.3 感觉有风 小波峰未破碎 0.2
微风 3.4-5.4 旌旗展开 小波峰顶破裂 0.6
和风 5.5-7.9 吹起尘土 小浪白沫波峰 1.0
劲风 8.0-10.7 小树摇摆 中浪折沫峰群 2.0
强风 10.8-13.8 电线有声 大浪到个飞沫 3.0
疾风 13.9-17.1 步行困难 破峰白沫成条 4.0
大风 17.2-20.7 折毁树枝 浪长高有浪花 5.5
烈风 20.8-24.4 小损房屋 浪峰倒卷 7.0
10 狂风 24.5-28.4 拔起树木 海浪翻滚咆哮 9.0
11 暴风 28.5-32.6 损毁普遍 波峰全呈飞沫 11.5
12 飓风 32.7- 摧毁巨大 海浪滔天 14.0
注:本表所列风速是指平地上离地10米处的风速值
思考题:你经历的最大的一次风有几级?你有什么感受?

第六课   了解水
根据测算,地球表面的71%的面积是被水覆盖,水的总量约为13.6亿立方公里,其中97.3%存在于海洋,这些水都是咸水,不能饮用。而可供人类利用的淡水只有4000万立方公里。
那么地球上的水是从哪里来的呢?以前科学家认为,水的来源是太空和地球内部。水从太空来到地球有两个途径:一是落在地球上的陨石,二是来自太阳的的质子形成的水分子。然而美国科学家最近提出一个令人瞩目的新理论:地球上水来自太空由冰组成的彗星。
科学家发现,地球表面的水会向太空流失。这是因为大气中水蒸气分子在太阳紫外线的作用下,会分解成氢原子和氧原子。当氢原子到达80—100公里气体稀薄的高热层中,氢原子的运动速度会超过宇宙速度,于是脱离大气层而进入太空消失掉。科学家推算,飞离地球表面的水量与进入地球表面的水量大致相等。但地质科学家发现,2万年来,世界海洋的水位涨高了大约100米。于是,地球表面水量不断增多就成难解之迷。直到最近,美国衣阿华大学研究小组的科学家,从人造卫星发回的数千张地球大气紫外辐射图像中,发现在圆盘形状的地球图像上总有一些小黑斑。每个小黑斑大约存在2—3分钟,面积约有2000平方公里。经过分析,这些斑点是由一些看不见的冰块组成的小彗星冲入地球大气层,破裂和融化成水蒸汽造成的。科学家估计,每分钟大约有20颗平均直径为10米的冰状小彗星进入地球大气层,每颗释放约100吨水。
地球形成至今大约已有38亿年的历史,由于这些小彗星不断供给水分,从而使地球得以形成今天这样庞大的水位。
水是万物赖以生存的基本要素。但随着社会经济的发展,人类对水资源的需求量不断增大。本世纪以来全世界淡水用量增长了8倍,其中农业用水增长了7倍,城市用水增长了12倍,工业用水增长了20倍,而且世界淡水用量以每年5%的速度递增。目前世界上大约有90个国家,40%的人口出现缺水危机。
据统计,我国水资源总量为2.8万亿立方米,居世界第六位。人均占有量2340立方米,仅为世界人均占有量的1/4,排在世界第109位,被列为世界13个贫水国家之一。我国640多个城市中,缺水城市300多个,严重缺水城市108个。
北京也是水资源严重短缺的城市。计算表明,北京水资源储量为 18.27亿立方米,外地入境水资源19.15亿立方米,合计北京水资源总量为年37.42亿立方米,人均拥有366.8立方米/年,仅占全国平均值的13.8%,在世界120个国家的首都中居百位之后。由于北京地下近似闭合流域,其地下出入境水量为零。北京地表水出境水量经多年观测约占年降水总量的14.28%,即为14.38亿立方,各种损耗为3.32亿立方米,因此北京水资源为实际可用水量仅为19.72亿立方米。
为缓解北京水资源短缺的矛盾,1990年在北京的部分气象专家参加了由北京市科协和北京气象学会主持召开的会议,讨论如何缓解水资源不足的问题。与会专家达成共识,认为探索利用空中云水资源进行人工增雨,不失为一种投资少、见效快的新途径。因为从美国1946年第一次成功地进行飞机人工降水实验后,有近100个国家或地区开展了人工影响天气的试验。以色列在西部沿海地区进行人工降水,经严格的物理统计检验,增加降水15%。我国人工降水自1958年首先在吉林省进行,30年来,吉林、内蒙等省区都取得明显的效果。福建古田水库库区坚持人工增雨试验12年,平均增雨23%;新疆克拉玛依的白杨河水库上游山区连续进行了4年冬季、3个夏季的工人增雨、雪,使白杨河水库的水库量年均增长22 .6%。
经专家向市政府倡议,市委市政府给予了高度重视,决定成立北京市人工影响天气领导小组,下设办公机构人工影响天气办公室,负责全市人工增雨、人工防雹的规划、管理、业务指导、作业实施和科学研究工作,同时确定要将人工增雨作为长期战略任务,持久地开展下去。
人工增雨是利用有降水天气的条件,也就是说有能下雨的云(低于0℃的云),通过人工干预,使云里面的水滴经催化剂(液氮)催化后,促使液态水滴出现冰晶,使低于0℃的云的局部迅速降温,引起象态变化。在水滴和冰晶共存的情况下,冰面的水汽压力要比液态水滴的水汽压力小,这样液态水滴表面的水汽分子向冰面运动,附着在冰粒上,使冰粒不断长大,然后变成小雪花存在焉,在沉降过程中越落温度越高,逐渐化成小水滴。在自然状态下,液态水滴很难变成冰晶,通过人工干预使它事成冰晶,在自然降水的情况下增加降水。
北京地处华北平原,东临渤海,西有太行山余脉,北有军都山脉,南与河北平原接壤,属暖温带半湿润半干旱气候。多年平均降水量为400-600毫米。全年80%的降水量集中在6-9月,尤以7-8月为甚,因此选择在这个时机作业,增加地表径流,起到为官厅、密云两大水库增水的作用。
思考题:1、知道地球上的水是那里来的吗?
2、水是宝贵的资源吗?
 
第七课   你了解台风吗?
台风是发生在热带洋面上的一种猛烈的热带气旋。台风的来临,特别是强台风,往往带来狂风和暴雨天气,引起巨浪和风暴潮,给人民生命财产带来巨大损失。1970年孟加拉国遭受台风袭击,造成30万人死亡。1998年,米奇飓风袭击美国,吞噬近万人;1999年,世纪性飓风“佛洛伊德飓风”直逼美国佛罗里达州沿海地区,为避免重大损失,百万人大撤退。
我国东临太平洋,台风频繁发生。因此,我国是受台风影响严重的国家,深受其害。但是,台风有弊也有利,例如在久旱酷热的情况下,台风带来的丰沛雨水,可使旱情缓和或解除。在我国东南和华南沿海平均每年有7个台风登陆,多的年份可达1~2个。在西北太平洋上生成的台风数与在我国沿海登陆的台风数均有着明显季节变化,7-9月为盛期,其中8月为全年最多的月份。1994年在我国沿海登陆的台风多达11个,造成135万间房屋倒塌、 12294人受伤、1815人死亡。直接经济损失多达566.8亿元。其中,94 17号台风8月21日在浙江省瑞安市沿海登陆,近中心最大风速达40米/秒(风力超过12级)。受其影响,浙江大部及福建、上海、江苏等省市的部分地区出现8~10级大风,台风中心经过的地区风力达10~1 2级;上述地区普降大雨、暴雨,部分地区降大暴雨或特大暴雨,浙江省乐清砩头一日降雨量竟高达620毫米。台风登陆期间,恰逢农历7月15日大潮,浙江瑞安、温州最高潮位分别超过历史实测最高潮位21厘米和65厘米。由于大风、大雨、大潮三碰头,造成的灾难极其严重。仅浙江省就有10个市地、40多个县市遭灾,受灾人口1393万人,成灾人口836万人,有184个城镇进水,217万人一度被洪水围困,102万人被紧急转移;倒塌民房20万多间,损坏93万多间;因灾死亡1126人,重伤4500多人,失踪300多人。直接经济损失多达177.6亿元。1996年登陆我国沿海的台风有7个,接近常年。但该年登陆的台风强度大、影响范围广,因而造成的灾难比1994年还要严重。据统计,受其影响损坏、倒塌房屋达580多万间,因灾死亡1430人,受伤12万多人。直接经济损失多达961.6亿元。其中,8月1日在福建省福清市沿海登陆的9608号台风,共使4600多万人受灾,11万多人受伤,700 多人死亡,直接经济损失超过650亿元。
台风除直接造成人员伤亡外,还造成生命线工程的毁坏,使供水、供电、通讯、交通等中断,给人们生产、生活带来严重影响。因此,夏季尤其是8月份要特别注意防台避台,及时收听、收看天气预报,尽可能减少台风造成的生命和财产损失。
思考题:台风是一种坏天气,这种说法对吗?
                                                
雨城—印度梅加拉亚邦有一个叫乞拉朋济的小山城,全年的降雨量平均达11418毫米以上,1860年8月至下一年的7月,竟下了26461毫米,创下了世界降雨量的最高纪录,因此得了“雨城”的雅号。
  旱城—智利的伊基克市每年的降雨量往往等于零。这个城市曾经连续14年没有下过一次雨,有时即使下雨,雨滴也在落地之前就蒸腾消散了,真是名符其实的“旱城”。
水城—意大利名城威尼斯,由117条河、1300条水巷组成,真可谓“水城”。
雪城—美国的华盛顿,年降雪量多达1870毫米。
雷城—印度尼西亚的茂物,一年中有320多天可闻惊雷。


第八课   20世纪世界十大自然灾害
1、 北美黑风暴
1934年5月11日凌晨,美国西部草原地区发生了一场空前未有的黑色风暴。大风整整刮了3天3夜,形成一个东西长2400公里,南北宽1440公里,高3400米的迅速移动的巨大黑色风暴带。风暴所经之处,溪水断流,水井干涸,田地龟裂,庄稼枯萎,牲畜渴死,成千上万的人流离失所。
    2、秘鲁大雪崩
1970年5月31日20时30分,在秘鲁安第斯山脉的瓦斯卡兰山区。当时,周边地区不少人都已进入了梦乡。突然,远处传来了雷鸣般的响声。随即大地像波涛中的航船,顿时失控,在疯狂、猛烈地颤抖着……这是迄今为止,世界上最大最悲惨的雪崩灾祸。
    3、孟加拉国特大水灾
1987年7月,孟加拉国经历了有史以来最大的一次水灾。在短短两个月间,孟加拉国64个县中有47个县受到洪水和暴雨的袭击。联合国就此展开了两项粮食供给计划,仅一项计划的实施每年就要耗资2000万美元。
    4、印度鼠疫大流行
1994年9-10月间,印度遭受了一场致命的瘟疫,30万苏拉特市民逃往印度的四面八方,同时也将鼠疫带到了全国各地。恐惧的心理甚至蔓延到了世界各地……销声匿迹多年的鼠疫为何再度在印度流行呢?专家们一致认为鼠疫的爆发是极为肮脏的环境所致。据说,苏拉特市是印度最脏的城市,垃圾成堆,臭味熏天。鼠疫流行期间,该市每天清理出的垃圾多达1400吨。
    5、喀麦隆湖底毒气
1986年8月21日晚,一声巨响划破了长空。次日清晨,喀麦隆高原美丽的山坡上,水晶蓝色的尼奥斯河突然变得一片血红,尼奥斯湖畔的村落里,房舍、教堂、牲口棚完好无损,街上却没有一个人走动,而屋里全部都是死人!后来专家终于查出了“杀人凶手”——喀麦隆湖底突然爆发的毒气。
    6、伦敦大烟雾
1952年12月4日,英国伦敦连续的浓雾将近一周不散,工厂和住户排出的烟尘和气体大量在低空聚积,整个城市为浓雾所笼罩,陷入一片灰暗之中。期间,有4700多人因呼吸道疾病而死亡;雾散以后又有8000多人死于非命,“雾都劫难”震惊世界。
    7、百慕大地区
神秘灾难据说自从1945年以来,在百慕大这片地区已有数以百计的飞机和船只神秘失踪,失踪仿佛是在一瞬间完成,就像天空破了个洞,飞机一下掉进洞里而无声无息了,或者大海突然张开大口,把船只吞噬……百慕大这个黑洞,至今还没有看见底。
8、通古斯大爆炸
1908年6月30日凌晨,一场罕见的惨祸降临到西伯利亚偏僻林区。有幸逃脱这场灾难的谢苗诺夫回忆说:“当时天空出现一道强烈的火光,刹那间一个巨大的火球几乎遮住了半边天空。一声爆炸巨响之后,狂风袭来……”爆炸产生的冲击波,其破坏力相当于500枚原子弹和几枚氢弹的威力。一直传到中欧,德国的波茨坦和英国剑桥的地震观测站,甚至华盛顿和爪哇岛也得到了同样的记录。
    9、智利大海啸
据说,智利是上帝创造世界后的“最后一块泥巴”。或许正是这个缘故,这里的地壳总是不那么宁静。1960年5月,厄运又笼罩了这个多灾多难的国家,陆地像一个巨人翻身一样;海洋在激烈地翻滚;峡谷在惨烈地呼啸;海岸岩石在崩裂,碎石堆满了海滩……这次地震,是世界上震级最高、最强烈的地震。震级高达8.9级,烈度为11度,影响范围在800公里长的椭圆区域内。地震过后,引发了大海啸。海啸波以每小时几百公里的速度横扫了太平洋沿岸,把智利的康塞普西翁、塔尔卡瓦诺、奇廉等城市摧毁殆尽,造成200多万人无家可归。
    10、唐山大地震
1976年7月28日3时42分,能量比日本广岛爆炸的原子弹强烈400倍的大地震发生了。河北省唐山市在一瞬间顿成废墟,一片死寂,20多万人倒在了废墟之下……北纬40度线,被人们称为“不祥的恐怖线”。这里,发生了诸如美国旧金山、葡萄牙里斯本、日本十胜近海等无数次大地震。
思考题:你认为这些自然灾害能预防吗?
                                                          
舞厅雪花
据传,一个寒冬之夜,俄国圣彼得堡的一个舞厅内,正举行盛大的舞会,人们正在那巨型蜡烛的光芒照耀下翩翩起舞。舞厅的门窗紧闭着,人多热气高,厅内的空气愈来愈闷热、混浊、使人头昏脑胀,甚至有人晕倒了。
    因为窗户封死了,只能把窗玻璃打粉碎。外面的寒风从窗户中灌了进来。人们开始感到空气清新,可是没等几分钟,舞厅内突然飘起无数白色的小东西。人们仔细一看,这无数白色的小东西,竟然是晶莹的雪花。外面并没有下雪,这雪是从何而来呢?
    原来人们呼吸时排出了大量的水汽,蜡烛又使舞厅内充满了烟灰。当外面的寒风灌进舞厅后,室内的温度急剧下降,水汽遇冷后就以烟灰粒子为凝结核,而冻结成冰晶,于是舞厅内就飘起了雪花。

第九课   气象与战争
从中国三国时的赤壁之战到二战中的诺曼底登陆,战争与天气从来密不可分。
天气对军事活动来说是一柄“双刃剑”,不同天气条件对军事活动的影响往往不同,即使是同一种天气条件,也常常因指挥员和部队利用是否得当而产生不同的结果。
从气象、水文和空间天气三个方面来解读天气与战争的关系。
气象对战争的影响
风:大风和强烈的垂直气流是危及飞机飞行、导弹发射安全,影响火炮射击精度的重要因素;
云:低云影响侦察、射击、投弹,积雨云对导弹、火箭发射和飞机飞行安全威胁很大,云层对再入大气层的导弹弹头可以造成侵蚀从而增强或减弱核爆光辐射效应;
雾:大雾给飞机起降、舰艇编队航行、军种兵种协同作战等带来困难,雾层能使化学毒剂蒸气产生凝结、沉降和水解从而降低杀伤效能等,雾也可以作为“天然烟幕”,掩护部队的作战行动;
降水:暴雨、大雨和连续性降雨可引起山洪暴发、土壤流失和泥石流等灾害,从而冲毁军事设施。毛毛雨、雪会降低能见度,冻雨可使飞机、导弹外壳和雷达天线等积冰而影响性能;
沙暴:能引起电磁波衰减,干扰无线电通信,危害兵器和设备,强烈的沙暴卷起沙石可形成沙壁向前推进,使能见度接近于零。
典型战例——三国时,周瑜命诸葛亮造10万狼牙箭,限期3天。诸葛亮胸有成竹,准备战船20只,束草千担,在漫天大雾中把船驶进曹营。曹操误以为是周瑜偷营,吩咐乱箭齐发,于是使诸葛亮“借”得10万狼牙箭。
第二次世界大战中,美国第三舰队遇强台风袭击,约800人死亡,飞机被毁146架,若干舰只沉没。
2003年的伊拉克战争中,一场强沙尘暴使美军飞机被迫降落或停止起飞,通讯网络装备被毁,2架直升机坠毁,士兵全部被“驱赶”进入就近的散兵坑、军车和帐篷。
水文对战争的影响
海浪:能改变舰船的航向、航速,甚至产生船身共振使船体断裂,破坏海港码头、水下工程和海岸防护工程,影响雷达的使用、水上飞机和舰载机的起降、水雷布放、扫雷、海上补给、舰载武器使用和海上救生打捞等。小浪利于潜艇隐蔽接近敌方,大浪影响鱼雷发射和舰艇安全航行,不利于登陆作战;
潮汐:掌握潮汐发生的时间和高低潮时的水深是保障舰船航行安全,进出港口、通过狭窄水道及在浅水区活动的重要条件,也是建设军港码头、水上机场,进行海道测量、布雷扫雷、救生打捞,构筑海岸防御工事,组织登陆、抗登陆作战和水下工程建设等必须考虑的重要因素;
潮流:登陆作战中,乘涨潮顺流而入,利于部队登陆;逆流而行,会降低舰船速度,延长时间,增加登陆困难。潮流大的海区不宜布雷、施放水下障碍物和舰艇锚泊待机。
典型战例——二战初期,德军潜艇利用英国沿海潮流变化,潜入英国海军基地佛罗港,击沉近3万吨级的英国旗舰“皇家橡树”号后安全返航。
1982年马岛战争中,狂涛伴大雨,英军乘机夺回马岛。但同时由于风浪大、能见度差,英军一架直升机坠毁,21人丧生。
空间天气对战争的影响
对航天器的影响:高层大气阻力可使航天器动能减小,运行轨道高度降低,轨道收缩;宇宙间高能带电粒子不断轰击航天器表面,可造成航天器辐射损伤,更高能的粒子可穿过电子器件,在电子信号串中改变数据位,导致仪器发出混乱指令或提供错误数据;
对军用电磁通信、预警、导航定位的影响:当空间灾害性天气发生时,无线电通信和雷达信号传输会受到影响,卫星微波通信也会因电离层扰动而降低通信质量。电离层闪烁可导致GPS卫星导航、定位误差高达几十米至几百米,甚至信号中断;
对战略武器使用的影响:当太阳爆发导致高层大气密度发生剧烈扰动的时候,导弹飞行的实际轨道将严重偏离预测轨道;
对人的影响:据估计,如果飞船在深空飞行或在磁层外进行舱外活动时,大约有十分之一的宇航员会受到致命剂量的高能带电粒子辐射。
典型事件——1982年12月26日,美国地球同步轨道业务4号卫星的可见光和红外扫描辐射计,在太阳耀斑发出的高能质子到达45分钟以后失效,在一系列强磁暴袭击加利福尼亚海岸时最终完全损坏。
1989年3月空间大磁暴期间,低纬地区的无线电通信几乎完全失效,美国海军的4颗导航卫星被迫提前一年停止有效服务,飞机、舰船的导航系统失灵。
2001年4月3日凌晨,25年来最大的太阳X射线爆发事件,使我国的短波通信和侦测等用户系统受阻、中断约3小时。
思考题:你肯定知道草船借箭的故事,说说与天气的关系?
 


第十课   大气污染与人类生存条件
所谓“大气污染”是指有害物质进入大气,对人类和生物造成危害的现象。如果对它不加以控制和防治,将严重的破坏生态系统和人类生存条件。
大气污染有的是由于森林火灾、火山爆发等自然因素造成的;有的则是由汽车尾气、工业废气、烟尘、爆炸等人为因素造成的,其中人为因素对大气的污染是主要的,尤其是现代交通运输和工业生产对城市大气造成的污染更为严重。因此人们对大气污染问题越来越关切。
造成大气污染的物质有:一氧化炭CO、二氧化硫SO2、一氧化氮NO、臭氧O3以及烟尘、盐粒、花粉、细菌、苞子等。
距地面几十米的近地面层大气,是人类和生物的生存空间。这一层空气质量的好坏直接影响着人类的生产和生活。近年来,由于交通运输业的发展,排放出的大量汽车尾气与空气中的一些物质成分发生化学反应,生成对人体十分有害的一氧化氮、臭氧、乙醛等新物质。
悬浮在大气中的各种气溶胶粒子,按其大小可分为降尘和飘尘。其中降尘的粒子较大,直径大于10微米,它的自然沉降率较快。它与人类支气管炎的死亡率和农业减产有很大关系;飘尘粒子较小,直径一般在0?1—1?0微米。其自然沉降率很小,故悬浮在大气中的生命史较长。随着粒子的减小有毒元素的浓度将增加。通常小于0?3微米的飘尘能直接吸入肺泡,如长期积累,会损害呼吸机能,引起哮喘、肺气肿、矽肺和肺癌等不治之症。由于飘尘的污染期长和毒性强,因此它的危害性大。当大气中气溶胶粒子增加到一定程度以后,就会出现烟雾弥漫,能见度降低,太阳辐射减弱等现象。
近地面层大气污染程度与气象条件密切相关,存在着明显的季节变化和日变化。一般冬季的早晨和傍晚在无风的天气条件下空气污染最为严重。夏季由于空气层结不稳定,污染物易向高空扩散,因此一般污染不会太严重。
思考题:我们这里有大气污染的现象吗?

                                            
蘑菇云
    蘑菇云是核爆炸时,伴随巨大能量释放所产生的一种蘑菇状的云团。核爆炸初期云为球状,它冉冉升起,卷入大量尘埃和水汽,最后形成“蘑菇云”。这种云能维持很长时间,它带着充满危险的放射性物质随风向下游飘去。在飘移的过程中,云团逐渐扩散、消失,但污染物将随着大气环流绕地球飘移,造成放射性污染


 


第十一课    雨 季 话 雷电
我国古代多次发生建筑物被雷火焚毁的事,当时人们不懂科学,只好杀猪宰羊,大摆祭场,求“雷公”“电母“保佑。十八世纪时,欧美人也还把雷电看作“上帝的火”。
    雷电到底是怎么一回事呢?美国大科学富兰克林第一个揭开了这个奥秘。他认为雷电是大自然的放电现象。一七五二年七月的一天,他冒着生命危险,利用风筝做了一次震动世界的试验。他将一根金属丝缚在大风筝上,并让金属丝与风筝的麻绳相连,随后把风筝放至天空。富兰克林用手紧握着麻绳,在大雨中狂跑。不久,麻绳被雨水淋湿,他的手突然有麻木之感,他用手指靠近麻绳下端系着的铜钥匙,顿时钥匙上射出一串串火花。这样,他就证明了他的论断的正确性。打破了人类对雷电的迷信观念。后来,人们又进一步发现:空中云里的水滴因受到剧烈上升的热气流的冲击,会产生两种不同性质的正负电荷,当带有异性电荷的云块互相接近时,产生火花放电现象和强大的响声,这就是雷电。
    地球上平均每秒有一次闪电,一年就有三十一亿次闪电。雷电蕴藏着巨大的能量,如能有效的利用起来,就可以为人类造福。
雷电,是伴随有闪电和雷鸣的一种可怖而雄伟壮观的自然现象。雷电是在积雨云强烈发展阶段,当云层之间、云地之间、云与空气之间的电位差达到一定程度时的放电现象。
雷电危害
雷电具有1亿伏的高电压和2万℃至3万℃的温度及冲击波,破坏力极大,造成的损失相当严重。雷电可造成建筑物和森林火灾,雷电造成航空航天事故,对电业、铁路、通讯等多种行业造成破坏。使人中枢神经功能障碍,造成心跳和呼吸停止,窒息死亡。
    雷电危害可分成直击雷、感应雷和雷电波侵入三种。
    直击雷造成的灾害已明显减少,感应雷和雷电波侵入造成的危害却大大增加。避雷针只能预防直击雷,而强大的电磁场产生的感应雷和脉冲电压却能潜入室内危及电视、电话及联网微机等弱电设备。   
雷电天气如何自我保护?
在建筑物附近和室内时,应注意:一,不能停留在楼(屋)顶。二,要注意关闭门窗。三,在雷击时不宜接近建筑物的裸露金属物。四,不宜使用未加防雷设施的电器设备。在建筑物的外面时:一、不宜进入棚屋、岗亭等低矮建筑物。二、不宜躲在大树底下。三、不宜在旷野中打雨伞等金属物体。四、不宣在水面或水陆交界处作业。五、不宣快速开摩托车、骑自行车。六、不宜进行户外球类运动。
思考题:请你设想如何使雷电变害为利?
                                                      
亚洲-太阳升起的地方。亚洲全称亚细亚洲。亚细亚一词来源于古代的闪米特族语言,在这种语言中,亚细亚是“太阳升起”、“东方日出”的意思。大约在四千年前,活动在东地中海沿岸的闪米特族腓尼基人,擅长航海,给所到不少地方起了名字。他们以自己活动的地区为中心,把地中海以东的地方称亚细亚,后来逐渐流传成为亚洲的名称


第十二课  趣谈雾
雾的知识
雾是悬浮在近地面空气中的大量微小的水滴或冰晶。由于组成雾的水滴或冰晶(合称为雾粒)对可见光的散射作用,使雾中能见度显著减小。雾中水平能见度小于1公里的称为雾;大于1公里而小于10公里的称为轻雾。
雾可按其中所含的雾粒的物态来划分,一般可分为水(滴)雾和冰雾二类。水滴雾是由水滴或过冷却水滴所组成,冰雾则完全由冰晶所组成。冰雾温度一般都很低。
话说雾的利弊
雾的出现有利又有弊。不利的主要影响表现为:
(一)对飞机、轮船、公路运输来说,雾天给交通带来了许多麻烦。由于雾天能见度低,造成驾驭员的视线不明,交通事故增加。我国每年有10%的航班不能在正点起飞,其中有60%的原因是由于雾天引起的。
    (二)雾悬浮于空中,吸收、反射了太阳辐射达到地面的热量,绿色植失去所需要的光照、光合作用减少后影响发育生长。有时候,雾天日数太多,日照不足,容易诱发各种病害。
    (三)雾天,大气层结十分稳定,空气中的各种废气和有害物质难于散开而集结于近地面,这些有害物质长时间停留在空中,人体吸入后对健康有危害。
    再有,沿海地区的海雾对当地更是利少弊多。海雾不仅对航海造成影响,同时对海洋养殖及农业生产带来诸多不利。如长时间海雾减少日照,降低海水透明度,易使海带等养殖品减产以至腐烂。小麦扬花、成熟期时如遇长时间海雾会造成锈病。由于海雾中凝结核多是盐粒,可使各种庄稼遭受咸害。所以许多国家沿海都种植防护林以过滤海雾,保护紧邻海洋的农田庄稼。
    但是,内陆的雾对减轻作物干旱还是有一定好处的,秋冬季夜间有雾可以减缓地面温度下降,减免霜冻发生。另外,“高山出名茶”主要是因高山云雾多,气温变化和缓,使茶叶生长变慢,人们能够及时采摘,故叶嫩且色清味醇。当然,多云雾的湿润遮荫气候同时也有利于生长许多名贵的中草药材;许多自然云雾奇观还成为了独特的旅游资源。
当大雾出现时,人们应趋利避害,减少因雾带来不必要的损失。
雾天尽量少运动
大雾天气景色以往看上去有些不同,但雾气本身并不是“纯洁”的。雾是空气中的水汽凝结核的尘埃、细菌或其它微粒 ,很多是“脏物”。更为恶劣的是,由于近地层空气污染较严重,雾滴在飘移的过程中,不断与污染物相碰,并吸附在它们,会使空气质量遭到严重破坏。
    据测定,雾滴中含有各种酸、碱、盐、胺、酚、尘埃、病原微生物等有害物质的比例,竟比通常的大气水滴高出几十倍。雾对人体健康的危害有很在的隐蔽性。比如,大雾弥漫常常造成一种朦胧的风景,这就诱发人们在雾中进行锻炼、游玩。殊不知,随着活动增加,人的呼吸势必必加深、加速,自然就会更多地吸收了雾中的有害物质,从而极易诱发或加重气管炎、咽喉炎、眼结膜炎等诸多病症。所以,在有大雾的天气里,可以适当停止一些户外活动,尤其是一剧烈的运动。
雾的利用
雾在军事上是天然的屏障,军队处在雾中,便于隐蔽和转移,也便于佯攻和突围等《三国演义》描写了诸葛亮利用漫天大雾,巧妙地向曹操“借”了十万支箭的故事。第一次世界大战中,德军曾用烟幕弹制造人工雾,迷惑英国坦克部队,使他们误入康勃雷地区,遭到德军全歼。
    雾在农业上也大有用处,浓雾贴地面,能阻挡冷空气接近农作物,防止地面热量散失,防冻防霜,对农作物有保护作用。不少国家用人工烟雾来给农作物防冻。
    雾在科学研究上,更建立了卓著的功勋。英国物理学家威尔逊发现:云雾形成有两面个条件,一是潮湿的空气处于饱和状态;二是空气越脏越好。威尔逊由此发明了一种“云雾室”,即在云雾内装满过饱和空气,当带电微粒从中闯过时,就会在周围形成一连串雾点,显示出带电微粒的运动轨迹。把云雾室用于原子能实验,可以解决过去肉眼无法看到的原子核和基本粒子过程问题。云雾室的发明,使威尔逊在一九二七年获得了诺贝尔物理学奖金。
    雾的利用,引起了人们对人工造雾的探索,现在已经有了许多种人工造雾的方法。农业一般用燃烧四氯化钛来形成大雾,保护庄稼。
有趣的雾
巴格达是伊拉克首都,那里每年三月初都能看到一种奇异的彩色雾。早晨九点以前,百步之内几乎看不见东西,被一种桔红色的雾挡住了,浓重的雾中还夹杂着沙子。无独有偶,在美国大峡谷以东广阔的荒漠中,山岩经过强烈的风化作用,呈现紫红色、粉红色、黄色、蓝色、白色等。在阳光下,这些色泽又凝聚成色彩缤纷的雾气,熠熠发光,真是五光十色,令人惊叹不已。
思考题:你真正认识雾了吗?
 
第十三课  关于酸雨的知识
“酸雨”一词最先是由一位英国化学家于1872年提出的。他在《空气和降雨:化学气候学的开端》一书中首次提出了“酸雨”这一术语,并指出酸雨对植物和材料是有害的,但一直未受到重视。直到本世纪6O年代,瑞典土壤学家在欧洲发现了大范围的酸雨现象时,才得以受到世人的关注。目前酸雨已成为国际社会共同关注的全球性重要环境问题之一。
酸雨会造成湖泊中鱼类大量死亡,树木枯死、森林萎缩、木材产量锐减,建筑物遭腐蚀,并危害人类健康。因而,人们将“酸雨”称作“游荡在天空中的死神”。
那么,“死神”从何而来呢?
酸雨的形成原因
酸雨是指pH值小于56的雨水、冻雨、雪、雹、露等大气降水。大量的环境监测资料明,由于大气层中的酸性物质增加,地球大部分地区上空的云水正在变酸,如不加控制,酸雨区的面积将继续扩大,给人类带来的危害也将与日俱增。现已确认,大气中的二氧化硫和二气化氮是形成酸雨的主要物质。美国测定的酸雨成分中,硫酸占60%,硝酸占32%,盐酸占6%,其余是碳酸和少量有机酸。大气中的二氧化硫和二氧化氮主要来源于煤和石油的燃烧,它们在空气中氧化剂的作用下形成溶解于雨水的种酸。据统计,全球每年排放进大气的二氧化硫约1亿吨,二氧化氮的5000万吨,所以,酸雨主要是人类生产活动和生活造成的。
目前,全球已形成三大酸雨区。我国覆盖四川、贵州、广东、广西、湖南、湖北、江西、浙江、江苏和青岛等省市部分地区,面积达200多万平方公里的酸雨区是世界三大酸雨区之一。我国酸雨区面积扩大之快、降水酸化率之高,在世界上是罕见的。世界上另两个酸雨区是以德、法、英等国为中心,波及大半个欧洲的北欧酸雨区和包括美国和加拿大在内的北美酸雨区。这两个酸雨区的总面积大约1000多万平方公里,降水的pH值小于0.5,有的甚至小于0.4。
酸雨造成的危害
下酸雨时,树叶会受到严重侵蚀,树木的生存受到严重危害。并且,地面也会酸化。在土壤中生长着许许多多的细菌生物,这些生物对植物的生长有着极为重要的作用。例如,在黑土里生长着种类与世界人口一样多的细菌。若土壤被酸雨侵蚀,除一少部门分,土壤里面的大多数细菌都将无法存活。
此外,土壤中的营养成分被酸溶解后会流失掉,这也构成了对树木的危害。
在加拿大和欧洲,有15%到60%的森林受到不同程度的酸雨侵蚀而大面积枯萎。若如此下去,在不久的将来,森林就将会部消失。
不仅森林受到严重威胁,土壤由于受到酸性侵蚀,也会引起农业减产。为此,我们正在把碱性石灰投入到酸性土壤中进行中和。但是,用石灰中和并不是万全之策,还不能从根本上解决问题。
此外,酸雨容易腐蚀水泥、大理石,并能使铁金属表面生锈,因此,建筑物容易受损,公园中的雕刻以及许多古代遗迹也容易受腐蚀。
酸雨造成的危害,若用金钱来衡量,损失是巨大的,而且,许多损失是用金钱无法挽回的。
如何防治酸雨呢?最根本的途径是减少人为硫氧化物和碳氧化物的排放。人为排放的二氧化硫主要是由于燃烧高硫煤造成的,因此,研究煤炭中硫资源的综合开发和利用,是防治酸雨的有效途径。
                                                         
不丹——神龙之国。不丹人自称竺域,竺原意为龙,不丹人因此还称自己生息繁衍的地方为“神龙之国”或“雷龙之国”。不丹人对龙这种传说的动物非常崇敬,在不丹那面黄橙两色国旗的中央,就是一条张牙舞爪的巨龙。之所以会这样,与不丹地区天气有关。每年五六月间,印度洋上的季风,饱含着水汽,沿着孟加拉湾上溯,当它进入不丹南北并列的八条河谷后,向北去的去路被喜马拉雅山阻挡,刹时间,雷鸣电闪,大雨滂沱,象千条蛟龙回到大海,似万丈飞瀑跌入深潭,“神龙之国”由此而得名。
    朝鲜——朝日鲜明之国。朝鲜是“朝日鲜明”之意,因此有朝日鲜明之国、清晨之国或曦清亮之国的称呼。我国古籍《东国舆地胜览》中有这样所载,朝鲜“国在东方,先受朝日之光鲜,故名朝鲜”。而《朝鲜之歌》开头两句歌词:
  “早晨的太阳光芒万道多鲜艳,我们的国家因此起名叫朝鲜”。更是朝鲜人民对自己国家名称的生动描述。

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