云、雨和风的形成
柯本老师讲完,罗伦兹老师立刻站了起来,他说:“刚才柯本老师讲的是一个相对概括的概念,接下来我给大家讲解气候当中的一些具体现象。这些现象都是与我们的生活息息相关的,就是云、雨、风的形成。”
张小凡听到罗伦兹老师要讲的主题,立刻提起了兴致。
罗伦兹老师说:“我相信很多热爱生活的人都特别喜欢仰望天空,尤其是看天空中云朵的形状。我们能够发现,每个时刻天空中云朵的景观都是不一样的,有时候碧空万里,有时候白云朵朵,有时候乌云密布,这些景象的变化都是云的变化带来的。我想问问大家,大家知道云是由什么构成的吗?”
台下的听众异口同声地说:“小水滴!”
罗伦兹老师露出了非常满意的笑容,他说:“非常正确!飘浮在空中的云其实就是由很多细小的水滴或者小冰晶组成的,也包括一些较大的水滴、冰、雪粒等,它们悬浮在空中,经过聚集会产生一定的厚度,从而形成天空中的云。那这些飘浮在空气中的水汽是从何而来的呢?下面我来讲这个问题。首先我们需要了解一个地理常识,就是从地面到高空的大气当中,越往高空走,空气越稀薄、温度越低。这些水汽部分来自地面的水分,我们地表的动植物和江河湖海当中都有很多的水分,这些水分会随着蒸发进入空中变成水汽。水汽进入大气之后,因为高空中的空气比较少,温度比较低,所以空气中的水汽很容易达到一种饱和状态,水汽就会被析出。这时,如果高空中的温度高于0摄氏度,水汽就会凝结成小水滴,温度低于0摄氏度,就会形成小冰晶。当这些小水滴或小冰晶积累的密度达到人的肉眼能够识别的程度时,就形成了云。”
同学们纷纷点头。
罗伦兹老师继续讲:“接下来,我们来讲雨的形成。我们都知道,云当中有很多小水滴,随着水汽越来越多,云中小水滴的含量也越来越高,所以云会变得越来越厚,不断凝结增长。同时在小水滴之间,还有各种垂直的运动,这种运动使得小水滴之间互相碰撞。当天空中无法容纳小水滴的时候,即小水滴不再有凝结和增长的空间时,就会形成阴天或多云的天气状况。如果在这种情况下,空气中的水汽还在不断增加,就会形成雨滴降落到地面上,形成降雨。”
雨雪的形成
洪堡德老师补充道:“其实下雨和下雪在形成过程中是一样的,只是由于地表温度不同,所以才形成不同的形态。如果地面温度在0摄氏度以上,那么就会形成降雨;如果地面温度在0摄氏度以下,就会形成降雪。”
同学们都连连点头。
洪堡德老师继续讲:“你们一定都曾经听过这样一句话吧,一只蝴蝶在巴西轻拍翅膀,可以导致一个月后得克萨斯州的一场龙卷风。这句话就是罗伦兹老师说的,下面由他继续讲解风的形成。”
气压是作用在单位面积上的大气压力,即在数值上等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱所受到的重力。著名的马德堡半球实验证明了它的存在。气压的国际制单位是帕斯卡,简称帕,符号是Pa。
罗伦兹老师听到学生们的惊呼之后,显得有些不好意思。于是说:“风的形成其实是一个既简单又复杂的问题。如果简单概括,风的形成其实就是空气流动的结果。但是如果对风进行复杂地分析,就会发现空气的流动有各个方面的原因,这些原因都会造成大气的运动和变化。第一个重要的原因就是由于太阳辐射的不同造成的气压的不同。我们都知道,地球上各个纬度接受的太阳辐射强度是不同的,赤道接受的太阳辐射比较强烈,这样会形成较高的温度,而在高纬度地区接受的太阳辐射比较弱,就形成较低的温度。由于不同纬度之间的温度存在差异,气压就会存在差异,因此空气就会从高压的地区流向低压的地区,形成风。这就是风最基础的一种成因。”
“还有一个重要的原因是地转偏向力。因为地球始终处于自转的运动当中,所以会产生一种使空气发生运动偏向的惯性,就是地转偏向力。在地转偏向力的作用下,风的运动方向会向右偏转。”
“除了这两个因素之外,还有一些其他的因素也会影响风的形成,有人能说出来吗?”罗伦兹老师说着,面向台下的听众开始提问。
一位前排的学生站起来说:“我觉得海陆差异应该会对气流运动产生比较大的影响。冬季,大陆的气压会比海洋的气压高,所以风会从大陆吹向海洋。夏季,海洋的气压比大陆的气压高,所以风会从海洋吹向大陆。这种现象对于沿海的城市有很大的影响。”
三位老师都点点头,赞许这位学生的发言。
林安站起来说:“如果说海洋和陆地会在不同季节形成不同的气压差,那么其实不同的下垫面也会形成不同的气压差。比如说,城市、森林、冰雪等不同的地区在不同的天气条件下,都可能会形成气压差,促进空气的流动。”
罗伦兹老师补充道:“对,这就是下垫面因素对风的形成的影响。同学们说的都非常好,可见大家对于风的形成都有了一定的了解。接下来,我们来讲下一个部分的内容。”