恐怖而无情——中国的灾害性暴雪来自气象战争
恐怖而无情——中国的灾害性暴雪来自气象战争

作者:gzgzwhan 提交日期:2008-1-28 2:07:00
恐怖而无情——中国的灾害性暴雪来自气象战争
恐怖而无情——1.28股灾来自气象战争

为了在气象战争中幸存,请转贴

论气象战争

在中国的华中地区制造暴风雪,在澳大利亚制造大旱。

今年冬天中国长江以南经历了一次由过分活跃的西南暖湿气流引发的白色恐怖的暴雪、冻雨气象灾害。

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目录
一、共工塌天了,女娲补天了
二、地球自转、风、洋流
三、超导体、电子对、气旋对
四、印度洋、孟加拉湾、雅鲁藏布大峡谷
五、气旋、反气旋
六、太阳辐射、大气吸收太阳辐射、地面吸收太阳辐射
七、旋风、昼夜温差、区域温差、沧海桑田
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一、共工塌天了,女娲补天了

美国、英国的军舰在印度洋的孟加拉湾都呆了一年了,为什么不呆在印度洋的阿拉伯海呢?阿拉伯海的周围是阿富汗、伊朗、巴基斯坦,孟加拉湾的周围是印度、孟加拉国,没什么恐怖主义分子。实在奇怪,莫非这是气象战争的阵地?

雅鲁藏布大峡谷长504.9公里,平均深度5000米,最深处达6009米,是世界第一大峡谷。
如果长江三峡大坝真的阻碍了中国东部的太平洋暖湿气流进入内陆,那么在中国西南地区的雅鲁藏布江、怒江和澜沧江上,人为制造气旋对、气旋、反气旋,就可以充分合理的控制来自中国西南部的印度洋的孟加拉湾的暖湿气流,改善中国的气候,预防干旱、洪涝、暴雪、冰冻等自然灾害。
当然,修大坝当然也可以阻碍印度洋暖湿气流从西南进入内陆,但是修大坝不快,投资巨大,也要考虑外交。
如果修水坝先搁置,在雅鲁藏布大峡谷、怒江峡谷和澜沧江峡谷中修气坝可以考虑。可以调节孟加拉湾的暖湿气流进入中国的流量和方向。如果在雅鲁藏布大峡谷中插一个斜面,迎风坡降雨效应将可以适度的除去孟加拉湾暖湿气流中的水分。

中国西南地区,在青藏高原和云贵高原,雅鲁藏布江、怒江和澜沧江等江河每年出境量6366至8109亿立方米。由于这些水系分布在横断山脉地区,地形复杂,难以利用,我国境内开发利用很少,基本上大部分都流到境外东南亚和印度等国家。因此,这些地区的水资源也是中国未来水资源开发潜力最大的地区。

林彪说:战争的胜利决定于两个条件:一是力量,一是力量的使用。
知识就是力量。
力量的使用就要靠自己的实践了。

基于这个数据:在夏天,每平方米的太阳辐射能量,有1千瓦。
如果在某个沙漠地带,布置1平方公里的反射面,将阳光反射回天空,就可以获得足够多的能量控制能力——估算一下,可以有1百万千瓦。
由此,我们具备了进行气象战的能量。下面就该轮到这能量的使用了。

烟囱
烟囱是一种排除工具,用来排除由火引起的气体或烟尘。是一种把烟气排入高空的高耸结构。能改善燃烧条件,减轻烟气对环境的污染。
目前,中国最高的单筒式钢筋混凝土烟囱为210米。最高的多筒式钢筋混凝土烟囱是秦岭电厂 212米高的四筒式烟囱。现在世界上已建成的高度超过 300米的烟囱达数十座,例如米切尔电站的单筒式钢筋混凝土烟囱高达368米。

烟囱是天然的热源。2008年全国原煤产量的增幅基本与上一年持平,全年的产量将达到27.3亿吨左右。2008年煤炭供给与需求基本平衡,个别地区和煤种偏紧。
中国有着数量巨大的烟囱。按照每年耗煤的利用率是60%,那么剩下的40%都是作为烟气废气白白排放在大气中。把这热源循环利用,在烟囱上加装气旋对生成装置,产生稳定的气旋对,利用这气旋对控制中国上空的大气环流,自然也包括造成今年冬天的雪灾的西南暖湿气流,就可以在气象战争中站稳脚跟。而各个城市,也可以利用本地的烟囱,控制本地的局部小气候。

呵护一些气旋的萌芽,扼杀一些气旋在萌芽中,削弱一些气旋,增强一些气旋,可以控制大气的流动,从而控制寒冷、暖湿气流的大小、方向、强弱、作用点,从而控制冷锋、暖锋、干旱、降水、降雪、冰冻。
把时间上均匀分布的降水,变成局部集中起来,就是洪灾,旱灾。把夏天的降水,挪后到冬天,就是雪灾,冰灾。把甲地的降水,挪到乙地,可以同时制造洪涝与干旱。

美联社1月15日报道称,美国得克萨斯小镇史蒂芬维尔的居民近日都以为是自己看花了眼:一个长1600多米、宽805米的不明飞行物闪着光,悄无声息地从他们头顶的星空掠过。
http://news.sohu.com/20080118/n254748264.shtml

太阳能热发电不同于光电太阳能电池板,它可以直接发电。
Ausra公司使用数英亩大的镜子在接近地面的地方将阳光聚焦反射到距镜子上方八英尺高的一个长管道上。管道中的水受热变成蒸气,然后推动发电机涡轮转动,就像传统发电站一样。使用箱子贮存热水和水蒸气,太阳能热发电厂可以在夜间继续发电。在加州修建的首个太阳能热发电厂位于加州的中心地区,发电量为175兆瓦。
http://club.cat898.com/newbbs/dispbbs.asp?boardid=1&id=1873018

美国的国防气象卫星计划(DMSP)已经向美国提供数十年的出色的环境支持。

中国自1988年成功发射第一颗气象卫星以来,先后成功发射了四颗极轨气象卫星(风云号)和三颗静止气象卫星(风云二号),经历了从极轨卫星到静止卫星,从试验卫星到业务卫星的发展过程。
目前,我国的极轨气象卫星和静止气象卫星已经进入业务化,在轨运行的卫星分别是风云一号D星(2002年发射)和风云二号C星(2004年发射)。我国是世界上少数几个同时拥有极轨和静止气象卫星的国家之一,是世界气象组织对地观测卫星业务监测网的重要成员。
我国新一代气象卫星的发展计划:风云一号01批发射两颗试验星,02批按计划研制两颗业务星,已发射C星,D星。风云二号01批已发射两颗试验星,第二颗星于2000年6月发射,已完成在轨测试,卫星运行正常。02批按计划研制3颗业务星,工作到2010年,由第二代静止气象卫星风云四号衔接。
我国气象卫星发展的目标,是建立新一代风云三号极轨气象卫星和新一代风云四号静止气象卫星,最终建成长期稳定运行的气象卫星业务监测系统。

气象武器主要通过催化空气中的不稳定因素,产生能量转化,导致局部地区的天气发生变化。
气象武器实际上是指通过人工控制风云、雨雪、寒暑等天气变化来改变战争环境,人为制造各种特殊气象,配合军事打击,达到干扰、伤害、破坏或摧毁敌方的目的。
采用人工手段能够使天气产生变化,是因为大气层中所包含的水汽、水滴、冰晶和各种悬浮物质,时常处于一种不稳定的状态之中,只要掌握这些不稳定因素的变化规律,就可以使用较少的能量去引发和催化它们,促使天气中的不稳定因素产生较大的能量转换,从而导致某些地区、某些空间天气、气候的变化。
比如人工催化台风或使自然台风改变方向,给对方以突然的打击,造成军事上的主动。

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二、地球自转、风、洋流

基于这个现象:地球自西向东转。高空的大气会从东向西运动,低空的大气会从西向东运动。

2005年8月29日美国路易斯安那州新奥尔良市在遭受“卡特里娜”飓风袭击
2006年8月10日超强台风“桑美”在福建浙江登陆
2007年9月19日强台风“韦帕”在浙江苍南登陆

据中国气象局中央气象台发布的天气预报,来自西西伯利亚的较强冷空气的前锋……
影响中国大陆的天气就三股主要势力:西西伯利亚的冷空气,太平洋暖湿气流,印度洋暖湿气流。
最近根据CCTV的天气预报的各地温度图,可以发现云南一大块是红色区域,华中一大片是蓝色区域。

一个简单的物理事实:
地球赤道上的气流速度最大,当气流往两极走的时候,速度可以估计为基本不变,那么由于向心力与速度的惯性力基本平衡的原因,气流必然是在一个与赤道相切的圆柱面上走,不可能沿着地球的球形表面走。


在浩瀚的海洋上,奔腾着许多巨大的洋流,它们在风和其它动力的推动下,循着一定的路线周而复始的运动着,其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。而所有的洋流中,有一条规模十分巨大,堪称洋流中的“巨人”,这就是著名的墨西哥湾暖流,简称为湾流。
湾流的规模非常宏大。它宽60—80公里,厚700米,总流量达到7400万到9300万立方米/秒,比世界第二大洋流——北太平洋上的黑潮要大将近1倍,比陆地上所有河流的总量则要超出80倍。若与我国的河流相比,它大约要相当于长江流量的2600倍,或黄河的57000倍。


洋流又叫海流。它和周期性地改变着自己的流速和流向的潮流不同,而是具有相对稳定流向的海水流动。洋流可以是一支浅而狭窄的水流,仅仅沿着海洋表面流动;也可以是一股深而广阔的洪流,携带着数百万吨海水前进。洋流的性质可以分为比流经海区水温高的暖流和比流经海区水温低的寒流。寒、暖流的划分是以相对温度为准的,所以寒流的实际温度不一定都比暖流低;反之,暖流的温度也不一定都比寒流高。洋流既分布于海洋的表层,构成大洋中的环流系统(即表面环流),又分布于海洋的深层,构成深层海洋环流。根据洋流的流动性质可以区分为加速度为零的稳定海流,以及速度、方向不断变化的非稳定流。一般所说的洋流,都是指稳定流。洋流具有很大的规模,是促成不同海区间,大规模水量、热量和盐量交换的主要因子,对气候状况、海洋生物、海洋沉积、交通运输等方面,都有巨大影响。

洋流的成因主要有:大气运动和行星风系、密度差异、流体的连续性形成的补偿作用、陆地的形状和地球自转产生的地转偏向力。其中,盛行风是形成洋流的主要动力,但是,在地转偏向力的作用下,风海流的流向并不与风向完全一致。

一般来说我们可以简单的认为从低纬地区流向高纬的是暖流,反之是寒流。
  附一张世界洋流分布图
http://www.xingyun.org.cn/blog/UploadFile/2006-11/1130152580.jpg

地球的自转是绕轴自转 在北极上空观察呈反时针方向,南极上空观察则呈顺时针方向,习惯上称为自西向东旋转.自转周期为一日.自转角速度为每小时15度,线速度则因纬度和海拔不同而异,例如,赤道海平面为464米/秒,高度增减100米,线速度增减26米;两极为零.
地球自转线速度最快的地方在哪儿呢?应当在赤道附近的高山之巅,下面是一些著名山峰的高度和纬度情况:

①珠穆朗玛峰(8848m、27.59N)[中、尼边界〕

②肯尼亚山(5199m、0.09S)〔肯尼亚〕

③科托帕希火山(5896m、0.4S)〔厄瓜多尔〕

④钦情腊索山(6272m、 1.285)[厄瓜多尔〕

通过计算这四山峰的自转线速度分别为:412.785米/秒、465.48米/秒、465.52米/秒、465.44米/秒。

由此可以看出,由于地形起伏的影响,地球自转线速度最快的点不在赤道上,而在南美洲厄瓜多尔境内的科托帕希火山。


风 wind
  常指空气的水平运动分量,包括方向和大小,即风向和风速。但对于飞行来说,还包括垂直运动分量,即所谓垂直或升降气流。阵风(又称突风)则是在短时间内风速发生剧烈变化的风.气象上的风向是指风的来向,航行上的风向是指风的去向。


风的定义
  相对于地表面的空气运动,通常指它的水平分量,以风向、风速或风力表示。风向指气流的来向,常按16方位记录。风速是空气在单位时间内移动的水平距离,以米/秒为单位。大气中水平风速一般为 1.0~10米/秒,台风、龙卷风有时达到102米/秒。而农田中的风速可以小于0.1米/秒。



流体力学

fluid mechanics

主要研究在各种力的作用下,流体本身的状态,以及流体和固体壁面、流体和流体间、流体与其他运动形态之间的相互作用的力学分支。

流体力学是力学的一个分支,它主要研究流体本身的静止状态和运动状态,以及流体和固体界壁间有相对运动时的相互作用和流动的规律。

流体力学中研究得最多的流体是水和空气。它的主要基础是牛顿运动定律和质量守恒定律,常常还要用到热力学知识,有时还用到宏观电动力学的基本定律、本构方程和物理学、化学的基础知识。

边界层又叫附面层,是指贴近固壁附近的一部分流动区域,在这部分区域中,速度由固壁处的0速度发展到接近来流的速度,一般定义为在边界处的流速达到来流流速的99%。在这部分区域中,由于厚度很小,故速度急剧变化,速度梯度很大,流体的粘性效应也主要体现在这一区域中。


大气分层(atmospheric subdivision)
  
  按照大气在铅直方向的各种特性,将大气分成若干层次。按大气温度随高度分布的特征,可把大气分成对流层、平流层、中间层、热层和散逸层。
近地面的大气层主要通过吸收地面辐射而升温,气温随高度的增加而递减,下部热,上部冷,空气垂直对流运动显著,故称对流层(troposphere)。对流层厚度因纬度和季节的不同而不同:热带较厚,寒带较薄;夏季较厚,冬季较薄。赤道地区对流层厚度可达16~18千米,中纬度地区约10~12千米,两极地区约7~8千米。

平流层(stratosphere)
  
  从对流层顶到约50千米高度的大气层。平流层内,温度随高度上升而增高,下半部随高度变化较小,上半部则增高得快。这种温度随高度升高而增高的特征,是由于大气中的臭氧主要集中在这一层,并且对太阳紫外辐射强烈的吸收形成的。层内水气和尘埃等很少,很少有云出现。平流层内气压和密度随高度的变化比对流层内缓慢。至于风,中纬度地区夏季,平流层下部仍盛行西风,风速随高度减小,到22~25千米,渐次转为东风,风速随高度加大。冬季的情况较复杂。平流层内空气大多作水平运动,对流十分微弱。大气污染物进入平流层后能长期存在。因此,保护平流层环境不受污染,具有重要意义。在高纬度地区,冬季在20~30千米高度上有贝母云。平流层顶位于离地面50~55千米高度,温度约0℃,气压约为100帕。
  
  对地球生命至关重要的臭氧层就包括在平流层内,臭氧量从对流层顶开始增加,至22~25公里处达到极大值,然后减少,到平流层顶就微乎其微了。 平流层的温度先是随高度增加不改变,或变化很小,到30~35公里高度均保持在-55℃左右,再向上温度则随高度而增加,到平流层顶温度升至-3℃以上。平流层温度的升高主要是由于臭氧层的臭氧吸收来自太阳的紫外线,同时以热的形式释放出大量的能量。由于平流层内垂直对流运动很小,多为平流运动,没有对流层中那种云、雨等天气现象,尘埃也很少,大气透明度好,因此是现代超音速飞机飞行的理想场所。
  
  在平流层下层,即30—35knl以下,温度随高度降低变化较小,气温趋于稳定,所以又称同温层。在30—35km以上,温度随高度升高而升高。 平流层的特点:一是空气没有对流运动,平流运动占显著优势;二是空气比下层稀薄得多,水汽、尘埃的含量甚微,很少出现天气现象;三是在高约15—35km范围内,有厚约20km的—层臭氧层,因臭氧具有吸收太阳光短波紫外线的能力,故使平流层的温度升高。
  
风的定义
  相对于地表面的空气运动,通常指它的水平分量,以风向、风速或风力表示。风向指气流的来向,常按16方位记录。风速是空气在单位时间内移动的水平距离,以米/秒为单位。大气中水平风速一般为 1.0~10米/秒,台风、龙卷风有时达到102米/秒。而农田中的风速可以小于0.1米/秒。
  
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地球表面的线速度赤道海平面为464米/秒,高度增减100米,线速度增减26米;两极为零.
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地面的边界层中的空气速度,在无风的时候,空气相对地面是静止的,风速为0.
如果赤道上的热空气膨胀,向南北两极运动,很显然,如果没有速度损失,或者套用古怪的动量矩守恒原理,那么南北两极的风速将达到超超超强台风!
当然,这也是在浩瀚的海洋上,奔腾着许多巨大的洋流的主要成因,其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍,这种变化产生的力就是地壳板块漂移和地震的主要原因。
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坐地日行八万里,巡天遥看一千河。

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三、超导体、电子对、气旋对

超导材料,又称为超导体(superconductor)。当某导体在一温度下,可使电阻为零而称之。零电阻和抗磁性是超导体的两个重要特性。使超导体电阻为零的温度,叫超导临界温度。

发现

1911年春,荷兰物理学家昂尼斯在用液氦将汞的温度降到4.2K时,发现汞的电阻降为零。他把这种现象称为导性。后来昂尼斯和其他科学家陆续发现其他一些金属也是超导体。昂内斯因为这项重大发现而获得1913年的诺贝尔物理学奖。

完全抗磁性

1933年,德国物理学家迈斯纳(Walther Meissner)发现了超导体的完全抗磁性,即当超导体处于超导状态时,超导体内部磁场为零,对磁场完全排斥,即迈斯纳效应。但当外部磁场大于临界值时,超导性被破坏。

机理

1957年,美国物理学家约翰·巴丁、库珀(Leon Cooper)、施里弗(Robert Schrieffer)提出了以他们名字首字母命名的BCS理论,用于解释超导现象的微观机理。BCS理论认为:晶格的振动使自旋和动量都相反的两个电子组成动量为零的库珀对,所以根据量子力学中物质波的理论,库珀对的波长很长以至于其可以绕过晶格缺陷杂质流动从而无阻碍地形成电流。巴丁、库珀、施里弗因此获得1972年的诺贝尔物理学奖。

进一步的发现

1952年,科学家发现了合金超导体硅化钒。1986年1月,德国科学家伯德诺兹(Georg Bednorz)和瑞士科学家缪勒(Alex Müller)发现陶瓷性金属氧化物可以作为超导体,从而获得了1987年诺贝尔物理学奖。1987年,美国华裔科学家朱经武以及中国科学家赵忠贤相继在钇-钡-铜-氧系材料上把临界超导温度提高到90K以上,液氮的“温度壁垒”(77K)也被突破了。1987年底,铊-钡-钙-铜-氧系材料又把临界超导温度的记录提高到125K。从1986年-1987年的短短一年多的时间里,临界超导温度提高了近100K。

目前一般认为,常温下,金属可以看作外层电子组成的“电子海洋”和固定在晶格位置上的金属阳离子这样一个结构。在电势差驱动下,自由电子在原有热运动的基础上,产生一定的平均移动速率,整体上向电势驱动方向移动而导电。但自由电子有一定几率被金属离子(它携带的其它电子)散射,损失动能而造成金属整体热运动加剧,宏观上就是导体发热并产生电阻。

金属在低于超导转变温度以下,一般认为动量大小相等,方向相反,自旋相反的两个电子彼此吸引形成束缚的电子对,而这个电子对作为一个整体,不再是费米子,而是玻色子了,其受到金属离子(它携带的其它电子的电子云)的散射机制改变了,从而大大降低了散射造成的能量损失,宏观上看就是电阻突然大幅度降低到很接近于零的水平,也就是我们所说的金属的超导性。这个理论是Bardeen, Cooper, Schriffer 联合提出的,被称为 BCS 理论。

超导态也并不是说绝对的零电阻,只是同常温态相比电阻率突然下降到很低很低。实际上,超导体在大电流情况下当然也会发热的,只不过发热量要小得多

至于目前的一些高温超导材料,其超导原理很复杂,目前固体物理界对此看法并不一致。


日发现电子自旋是高温超导发生关键

科技部门户网站 www.most.gov.cn 2005年12月31日

日本科学家发现,在高温超导物质铜氧化物中,以电子自旋为媒介的力量决定物质是否容易产生超导现象。这为寻找更高温度下的超导体提供了线索。

在低温条件下物质电阻突然消失的现象被称为超导现象,转变温度被称为临界温度。高温超导体一般指临界温度在零下196摄氏度以上的物质。目前主流的高温超导物质为铜氧化物。

在超导体中,原本应该相互排斥的两个电子会组成电子对。这些电子对可以平稳地通过由失去部分电子的原子所组成的通道,而不引起原子振动,即出现超导现象。在高温超导物质中,促使电子组成电子对的力量究竟是怎么产生的?学术界长期以来存在两种观点:传统观点认为,这与原子振动有关;而新观点认为,电子自旋在其中扮演了重要的角色。

所谓电子自旋是指电子绕原子核转动的同时自身也在旋转,就像地球一边绕太阳公转一边自转一样。日本东北大学研究生院教授高桥隆的小组研究发现,以电子自旋为媒介的磁力是电子对组成的关键。

研究人员准备了3种实验材料,一种是铜氧化物,另两种是分别在铜氧化物中添加锌和镍后形成的。锌和镍对原子振动几乎不产生影响,而它们的电子自旋状态和铜不同。将3种实验材料放入光电子分光设备,用高能量紫外线照射这些材料,测定从实验材料中飞出的电子的能量状态。结果证实,添加了锌和镍的两种铜氧化物,由于以电子自旋为媒介的磁力被削弱,电子对就不能形成,影响材料的超导性能。

高桥等人的研究成果将刊登在2006年1月号的英国《自然物理学》杂志上。

BCS理论 超导电性量子理论是巴丁(J.Bardeen)、库柏(L.N Cooper)和施瑞弗(J.R.Schrieffer)在1957年提出的,被称为BCS超导微观理论.该理论成功地指明了电子通过交换虚声子而形成库柏对,定量地描述了能隙、热学和大多数电磁性质.BCS理论预测临界温度

式中的θD为德拜温度、N(EF)为费米面附近电子能态密度、U是电子-声子相互作用能.
BCS理论可以得到磁通量子化的结论,有关磁通量子的电荷有效单位是2e而不是e,BCS基态涉及的是库柏电子对,所以磁通量子化用电子对的电荷2e是BCS理论的一个推论.
BCS理论是第一个成功地解释了超导现象的微观理论,也是目前唯一成功的超导微观理论.这一理论虽然后来又有了一些形式上的发展和完善,但基本思想和物理图像则没有根本的改变.其它一些微观理论,如 60年代后出现的激子理论等,则未得到最终一致的确认和实验的有力支持.

BCS 理论 是解释常规超导体的超导电性的微观理论(所以也常意译为超导的微观理论)。该理论以其发明者巴丁(J.Bardeen)、库珀(L.V.Cooper)施里弗(J.R.Schrieffer)的名字命名。 某些金属在极低的温度下,其电阻会完全消失,电流可以在其间无损耗的流动,这种现象称为超导。超导现象于1911年发现,但直到1957年,巴丁、库珀和施里弗提出BCS理论,其微观机理才得到一个令人满意的解释。BCS理论把超导现象看作一种宏观量子效应。它提出,金属中自旋和动量相反的电子可以配对形成所谓“库珀对”,库珀对在晶格当中可以无损耗的运动,形成超导电流。在BCS理论提出的同时,博戈留波夫(Bogoliubov)也独立的提出了超导电性的量子力学解释。它使用的博戈留波夫变换至今为人常用。

电子间的直接相互作用是相互排斥的库伦力。如果仅仅存在库伦直接作用的话,电子不能形成配对。但电子间还存在以晶格振动(声子)为媒介的间接相互作用。电子间的这种相互作用是相互吸引的,正是这种吸引作用导致了“库珀对”的产生。大致上,其机理如下:电子在晶格中移动时会吸引邻近格点上的正电荷,导致格点的局部畸变,形成一个局域的高正电荷区。这个局域的高正电荷区会吸引自旋相反的电子,和原来的电子以一定的结合能相结合配对。在很低的温度下,这个结合能可能高于晶格原子振动的能量,这样,电子对将不会和晶格发生能量交换,也就没有电阻,形成所谓“超导”。

巴丁、库珀和施里弗因为提出超导电性的BCS理论而获得1972年的诺贝尔物理学奖。

关于BCS理论的介绍,可以参见施里弗所著的面向研究生的优秀教材 Theory of Superconductivity, ISBN 0-7382-0120-0.


选自英国Nature杂志,2007年12月13日出版
超导“胶”的起源问题(Superconducting glue)A distinct bosonic mode in an electron-dopedhigh-transition-temperature superconductor
也许在高温超导领域目前争论最多的问题是将电子结合成超导对的超导“胶”的微观起源问题。两种主要观点分别是晶格振动(声子)和自旋激发。还有一种可能性,那就是,电子是在没有调控因子的情况下成对的。Niestemski等人报告了被称为PLCCO的电子掺杂的超导体的在空间上可以分辨的、并且可以重复的光谱,它显示在该材料的电子激发中有一个位于10.5 ± 2.5 meV处的集体模式。这个发现与该模式的电子(和/或磁?)起源是一致(也可能与超导“胶”观点是一致的),也与在该过程中涉及自旋激发而不是声子的观点是一致的。


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四、印度洋、孟加拉湾、雅鲁藏布大峡谷

呵护一些气旋的萌芽,扼杀一些气旋在萌芽中,削弱一些气旋,增强一些气旋,可以控制大气的流动,从而控制寒冷、暖湿气流的大小、方向、强弱、作用点,从而控制冷锋、暖锋、干旱、降水、降雪、冰冻。
把时间上均匀分布的降水,变成局部集中起来,就是洪灾,旱灾。把夏天的降水,挪后到冬天,就是雪灾,冰灾。把甲地的降水,挪到乙地,可以同时制造洪涝与干旱。


印度洋北部和南部洋流系统不同。

北 部

受热带季风影响形成特殊的季风环流。冬季(1月),印度洋北部吹东北季风,受地球转偏向力影响,使北部孟加拉湾海水自东向西流,因受阿拉伯半岛阻碍,转向西南流,称索马里季风洋流,越过赤道,往东南与南赤道暖流部分海水相遇,在南纬5º一6º间形成自西向东流的赤道逆流。它流至苏门答腊岛西岸,部分海水北流,补偿了孟加拉湾西流的海水,形成了逆时针方向的环流。夏季(7月),南印度洋东南信风使南赤道暖流向西流到科摩罗群岛附近分为两股,一股南流称莫桑比克暖流,另一股北上,在西南季风的吹送上向西北转向东北流,西南季风将索马里沿岸表层水吹走,深层冷水上泛,水温降至27C,称索马里寒流,它使索马里和阿拉伯半岛西岸干燥少雨。索马里寒流流经阿拉伯海进入孟加拉湾,后经苏门答腊岛附近南流,补偿南赤道暖流西流的海水,成为北部印度洋顺时针方向的环流。

南 部

洋流的流向基本是稳定的。南赤道洋流自东到西横 过印度洋,直达马达加斯加岛附近,一部分由北绕过该岛,穿过莫桑比克海峡南流称为莫桑比克暖流;另一部分直接沿岛南下;称马达加斯加暖流。这两股暖流在马达加斯加岛西南汇合后,沿着非洲东海岸南流,直至厄加勒斯角附近,称厄加勒斯暖流。到南纬40º附近,厄加勒斯暖流汇入南印度洋的西风漂流,流向澳大利业西南海域,大部分继续东流进入太平洋,小部分沿大陆西南海接,形成印度洋南部的逆时针环流。

热带风暴的源地---孟加拉湾
孟加拉湾是热带风暴孕育的地方。一般认为,这种风暴大多发生在南、北纬度5度 -25度的热带海域。产生在西在平洋,常常袭击菲律宾、中国、日本等国的叫台风;产生在大西洋,常常袭击美国、墨西哥等国的叫飓风。每年4-10月,即当地夏季和夏秋之交,猛烈的风暴常常伴着海潮一真情 以来,掀起滔天巨浪,呼啸着向恒河---布拉马普特拉河的河口冲去,风急浪高,大雨倾盆,造成了巨大的灾害。1970年11月12日,孟加拉湾形成的一次特大风暴袭击了了孟加拉国,30万人被夺去生命,100多万人无家可归。


西藏雅鲁藏布江下游的雅鲁藏布大峡谷是地球上最深的峡谷。大峡谷核心无人区河段的峡谷河床上有罕见的4处大瀑布群,其中一些主体瀑布落差都在30—50米。峡谷具有从高山冰雪带到低河谷热带季内雨林等9个垂直自然带,麋集了多种生物资源,包括青藏高原已知高等植物种类的2/3,已知哺乳动物的1/2,已知昆虫的4/5,以及中国已知大型真菌的3/5,堪称世界之最。

雅鲁藏布大峡谷长504.9公里,平均深度5000米,最深处达6009米,是世界第一大峡谷。整个峡谷地区冰川、绝壁、陡坡、泥石流和巨浪滔天的大河交错在一起,环境十分恶劣。许多地区至今仍无人涉足,堪称“地球上最后的秘境”,是地质工作少有的空白区之一。

在举世闻名的世界屋脊青藏高原上,有一条绿色通道沿着布拉马普特拉河一一雅鲁藏布江河谷一直向东南方向伸展,雅鲁藏布大峡谷就是这绿色通道的重要组成部分。深切的雅鲁藏布大峡谷宛如青藏高原东南部的一个绿色门户,面向着孟加拉湾和印度洋,为来自印度洋的暖湿气流提供了一条天然的通道。

【气候条件】

这条天然水气通道使来自印度洋的暖湿气流在青藏高原东南地区形成世界第一大降水带,年降水量达4500一10070毫米;就是这条水气通道使大峡谷积蓄了巨大的水能资源;就是这条天然水气通道使热带气候带在青藏高原东南地区向北推移了五个纬度;就是这条天然水汽通道发育了巨大的海洋性冰川;就是这条天然水汽通道缩小了南北自然带之间的明显差异2就是这条天然水汽通道推动许多热带动、植物分布向北推移;就是这条天然水汽通道促进了喜马拉雅山脉南北生物的混合与交流这就是这条天然水汽通道为许多古生物物种提供了安全庇护,不至灭绝。雅鲁藏布江水汽通道作用造成了大峡谷地区齐全完整的垂直自然带分布,由高向低,从高山冰雪带到低河谷热带季风雨林带,宛如从极地到赤道或从我国东北来到海南岛一样。

高山雪线之下是高山灌丛草甸带,再向下便是高山、亚高山常绿针叶林带,继续向下便是山地常绿、半常绿阔叶林带和常绿阔叶林带,进入低山、河谷是季风雨林带。这里的季风雨林不同于赤道附近的热带雨林,它是在热带海洋性手风条件下形成的有明显季节变化的雨林生态系统。这里是世界上山地垂直自然带最齐全丰富的地方,也是全球气候变化的缩影之地。

雅鲁藏布江是西藏最大河流,居中国河流的第五位但其蕴藏的水力资源仅次于长汀居中国第二位,单位面积水能的蕴藏量居世界之冠。


雅鲁藏布大峡谷水气通道的影响。
  据地理学和大气物理学的考察和研究成果证明,由印度板块和欧亚板块碰撞而形成的雅鲁藏布大峡谷,具有“高壮深润幽,长险低奇秀”的特点。大峡谷的形成,为印度洋暖湿气流的北上打开了一条通道。雅鲁藏布江水气通道,是印度洋暖湿气流溯布拉马普特拉河-雅鲁藏布江而上,北抵青藏高原腹地的必经之路。经此通道向青藏高原输送的水气量,居高原外围各处向高原输送的水气量之冠。雅鲁藏布江大峡谷“水气通道”对地理生态环境产生了重大影响,表现在:1、大峡谷水气通道的存在,造就了我国大陆上的降水之最;2、水气通道提早了大峡谷地区雨季的到来;3、水气通道哺育了季风型温性冰川;4、水气通道的存在减小了大峡谷高山区南北坡自然带的差异;5、水气通道促进了南北生物的交流;6、水气通道庇护了一些古老生物物种。

  水气通道对西藏的影响。由印度洋来的暖湿气流,经西南季风吹向布拉马普特拉河流域,沿雅鲁藏布江下游河谷向北输送,经过大峡谷拐弯顶端后,大部分水气再沿易贡藏布溯江而上,直抵念青唐古拉山南麓。水气通道的影响最北可越过念青唐拉山到达那曲地区的嘉黎附近,当地年降水量近700毫米,高于同纬度青藏高原上各地年降水量的近1倍。水气通道使印度洋暖湿气流不断向东北输送大量水气,当副热带西风槽前的西南气流控制青藏高原东南部及其南侧地区时,不仅给该地区带来大量降水,而且还会在高原东侧地区产生大面积暴雨。暖湿气流通过大峡谷输送到高原内地,滋润着藏东南,带来藏东南特殊的气候环境。

  喜马拉雅山系通常可分为东、中、西三段:东喜马拉雅山脉是整个山系最湿润的部分,具有独特而完整的湿润类型的垂直带谱;中喜马拉雅山脉湿润程度不如东部,而且南北翼差异十分明显;西喜马拉雅山脉气候干燥。西藏高原地势的特点是西北高、东南低,由于高原冬半年受高空西风带制约,夏半年受湿润气流的影响,形成东南湿润、西北干旱的明显差异。加上西北毗连着极端干旱的亚洲中部荒漠,可降水汽甚微,这种地域分异就更为突出。阿里以山地荒漠和荒漠草原为主,向西与克什米尔的山地亚热带森林草原及灌丛草原相连。温度、水分条件地域组合呈现从东南暖热湿润向西北寒冷干旱递变的趋势,表现出山地森林--高山草甸--山地/高山草原--山地/高山荒漠的带状更迭,具有明显的水平地带分异特点。(20)

  上述研究成果表明,沿雅鲁藏布江大峡谷北上的水气通道,其影响最北可达那曲地区的嘉黎,雅鲁藏布江中下游地区所受暖湿气流的影响最为突出,而山南雅隆河谷受益最大,造成了适宜于农牧业的气候;地处西藏西部的象雄,几乎没有受到来自印度洋的暖湿气流的影响,因而气候寒冷、干旱,不利于农业的发展。
  
  地理环境的作用,揭示雅鲁藏布大峡谷对西藏古代文明的影响,对解开“象雄文明衰落之谜”、认识吐蕃文明兴盛和吐蕃帝国崛起于西藏中部(卫藏)的原因是大有裨益的。


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五、气旋、反气旋

温\家\宝总理说:“有一句哲言,一个民族有一些关注天空的人,他们才有希望;一个民族只是关心脚下的事情,那是没有未来的。”

大气运动的主要形式。
1)热力环流:由于地面冷热不均而形成的空气环流,称为热力环流。它是大气运动的一种最简单的形式。
2)气旋与反气旋:气旋和反气旋是大气中最经常的运动形式,也是影响天气的重要天气系统。气旋:是对应于气压场中的低压中心而出现的大型空气旋涡。反气旋:是对应于气压场中的高压中心而出现的大规模的气流运动。

气象科普-反气旋

大气中有类似江河里的涡旋运动,有顺时针方向和反时针方向旋转运动两种:气旋和反气旋。

反气旋,它的中心气压最高,逐渐向外递减,也称高气压。在北半球,反气旋区域内的空气为顺时针方向流动。如冬季亚洲大陆上的反气旋和夏季太平洋上空的副热带高气压。由于反气旋中的空气向四周辐散,形成下沉气流。因此,反气旋控制时,一般天气都比较好。

影响我国的主要是温带反气旋。一般生成在高纬地区并由冷气团组成,在合适的大气环流引导下,向南或东南移动。从高纬向东南移动时,其前部由于与暖气团相交,常常形成冷锋。所以,常有云系或风、雨天气。但当冷锋过境,受温带反气旋控制时,特别在反气旋中心附近,则冬季多晴冷天气,夏季多晴热高温天气,春秋两季多风和日丽、秋高气爽的天气。

气旋(cyclone)

  北(南)半球,大气中水平气流呈逆(顺)时针旋转的大型涡旋。在同高度上,气旋中心的气压比四周低,又称低压。气旋近似于圆形或椭圆形,大小悬殊。小气旋的水平尺度为几百千米,大的可达三、四千千米。气旋中,天气常发生剧烈的变化,是人们最关心和最早研究的天气系统。通常按气旋形成和活动的主要地区或热力结构进行分类。按地区可分为温带气旋、热带气旋和极地气旋性涡旋等;按热力结构可分为冷性气旋和热低压等。
大气中有类似江河里的涡旋运动,有顺时针方向和反时针方向旋转运动两种:气旋和反气旋,都是大气中大型的水平涡旋运动。气旋,在北半球,空气是反时针方向运动,中心气压最低,逐渐向外递增,空气不断流入中心,形成上升气流,也称低气压。它的直径:小的有几十公里,大的有几千公里。气旋影响时常常出现阴雨天气和大风等。

  大气中存在着各种各样大大小小的涡旋,它们有的逆时针旋转,有的顺时针旋转,其中大型的水平涡旋,我们分别称为气旋和反气旋,即低压和高压。

相关术语

  气旋:气旋又低气压。占有三度空间的、在同一高度(等压面)上,具有闭合等压(高)线,中心气压(高度)低于周围的大型涡旋。在北半球,空气作逆时针旋转;在南半球其旋转方向则相反

  反气旋:反气旋又称高气压。气旋和反气旋是一个系统的两个方面。

  江淮气旋:是指出现在江淮地区的气旋。

  东北气旋:又称东北低压。活动于我国东北地区的气旋。是影响我国的重要天气系统之一。

  锋面气旋:亦称极锋气旋、波动气旋、斜压气旋。产生于温带极锋发展中的波动上强烈斜压性气旋。我国有由锋面进入低压槽、浅低压或台风后发展成为锋面气旋的。

  冷涡:冷性低涡的简称。中心冷于四周的涡,其强度随高度的增加而增强。

  东北冷涡:活动于我国东北地区或其附近的高空大型冷涡。它是能够维持3-4天或更长时间的深厚系统。

  西南低涡:亦简称西南涡。在西藏高原及西南地区特殊地形和一定环流共同作用下,产生于我国西南地区低空的一种浅薄低涡。

反气旋
反气旋是指中心气压比四周气压高的水平空气涡旋,也是气压系统中的高压。北半球反气旋中,低层的水平气流呈顺时针方向向外辐散,南半球反气旋则呈逆时针方向向外辐散。反气旋的水平尺度比气旋更大,如冬季的蒙古—西伯利亚高压占据亚洲大陆面积1/4。反气旋中心气压值一般为1020~1030hPa左右,最高达1078hPa。反气旋中风速较小,地面最大风速也只有20~30m/s,中心区风力微弱。

反气旋,它的中心气压最高,逐渐向外递减,也称高气压。在北半球,反气旋区域内的空气为顺时针方向流动。其直径小的有几百公里,大的有五、六千公里,如冬季亚洲大陆上的反气旋和夏季太平洋上空的副热带高气压。由于反气旋中的空气向四周辐散,形成下沉气流。因此,反气旋控制本市时,一般天气都比较好。冬季多晴冷天气,夏季多晴热高温天气,春秋两季多风和日丽、秋高气爽的天气。

(1)反气旋的类型

反气旋按生成的地理位置分为温带反气旋、副热带反气旋和极地反气旋。按反气旋的结构分为冷性反气旋(冷高压)和暖性反气旋(暖高压)。冷高压(如西伯利亚高压)通常到3~4km高度强度减至很弱,暖高压(如副热带高压)是深厚系统,可伸至对流层顶。

(2)温带冷性反气旋(冷高压)与寒潮

冬半年大陆表面强烈辐射冷却,空气在大陆上聚集而形成冷高压。东亚的蒙古—西伯利亚高压是世界上最强大的冷高压,它向偏东方向移动的特点是引起大规模的冷空气活动,导致所经地区形成大风降温天气。在冷空气前缘与暖空气交锋处,形成云雨天气,冷高压的主体到达地区维持晴朗天气。

中央气象局曾规定,如冷高压活动过程中,冷空气入侵,使气温在24小时降温10℃以上,最低气温在5℃以下,同时伴有6级左右的偏北大风,作为发布寒潮警报的标准。中国冬半年的全国性寒潮平均每年有3~4次。每年的3~4月是寒潮活动最频繁的季节,11月次之。全国性的寒潮一般于9月下旬开始活动,一直到次年5月才结束。每一次寒潮从爆发到结束(移出中国)约需3~4天。

夏季冷空气活动不可能达到寒潮标准,但24小时降温10℃还是有的。夏季冷空气向东南方向活动,它迫使暖气团抬升,促使水汽上升凝结成云致雨,是造成中国东部地区降水的重要原因。

(3)副热带反气旋(副热带高压)与梅雨

在南北半球纬度25°~35°范围是副热带高压地带。由于海陆分布及地形的差异,副热带高压断裂为若干个闭合的中心,即副热带高压。北半球副热带高压带在夏半年分裂为:东太平洋高压、西太平洋高压、北非高压和北大西洋高压。冬半年有:北太平洋高压、北大西洋高压和北非高压。副热带高压夏强冬弱,夏大冬小。

副热带高压是一个稳定、少动、极其深厚的暖性高压,具有大范围的下沉气流,在它控制下,天气晴朗。中国东部处在北太平洋副热带高压西侧,夏季它逐步向西向北扩展,以东南风向中国东部输送水汽,是中国东部降水的重要水汽来源之一,夏季江淮流域的大雨与它密切相关。盛夏时,如副热带高压脊伸展到江淮地区,脊上的下沉气流使水汽难以凝结成云,反而出现酷热无雨的伏旱天气。到冬季,北太平洋副热带高压向夏威夷方向缩小减弱,对中国天气气候影响不大。类似于中国东部的现象在美国的东部和其他大陆副热带纬度的大陆东岸也可出现。

大陆上常年受副热带高压控制地区,气候异常干燥,形成世界上著名的沙漠,如非洲撒哈拉沙漠。

(4)反气旋的分布

反气旋的路径没有气旋路径清楚。由于南、北纬25°~30°空气下沉,在近地面扩散形成反气旋,因此在海洋上,全年都存在副热带反气旋。在大陆上,副热带反气旋冬季月份往往发展得很好;夏季由于温度高,形成各类季风,反气旋带破碎。

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六、太阳辐射、大气吸收太阳辐射、地面吸收太阳辐射

太阳是地球和大气能量的源泉。

太阳辐射光谱和太阳常数
辐射光谱:太阳是个炽热的大火球,它的表面温度可达6000°K,它以辐射的方式不断地把巨大的能量传送到地球上来,哺育着万物的生长。

太阳辐射的波长范围,大约在0.15-4微米之间。在这段波长范围内,又可分为三个主要区域,即波长较短的紫外光区、波长较长的红外光区和介于二者之间的可见光区。太阳辐射的能量主要分布在可见光区和红外区,前者占太阳辐射总量的50%,后者占43%。紫外区只占能量的7%。在波长0.48微米的地方,太阳辐射的能力达到最高值,数值约为3.0卡/cm2.分以上。


太阳辐射在大气中的减弱
太阳辐射通过大气时,分别受到大气中的水汽、二氧化碳、微尘、氧和臭氧以及云滴、雾、冰晶、空气分子的吸收、散射、反射等作用,而使投射到大气上界的太阳辐射不能完全到达地面。

太阳辐射穿过大气层时,大气中某些成分具有选择吸收一定波长辐射性能的特性。大气中吸收太阳辐射的成分主要有水汽、氧、臭氧、二氧化碳及固体杂质等。太阳辐射被大气吸收后变成热能,因而使太阳辐射减弱。

水汽虽然在可见光区和红外区都有不少吸收带,但吸收最强的是在红外区,从0.93-2.85微米之间的几个吸收带。最强的太阳辐射能是短波部分,因此水汽从总的太阳辐射能里所吸收的能量是不多的。据估计,太阳辐射因水汽的吸收可以减弱4-15%。所以大气因直接吸收太阳辐射能而引起的增温并不显著。大气中的主要气体是氮和氧,只有氧能微弱地吸收太阳辐射。在波长小于0.2微米处为一宽的吸收带,吸收能力较强;在0.69和0.76微米附近,各有一个窄吸收带,吸收能力较弱。

臭氧在大气中含量虽少,但对太阳辐射的吸收很强。0.2-0.3微米为一强吸收带,使小于0.29微米的太阳辐射不能到达地面。在0.6微米附近又有一宽吸收带,吸收能力虽然不强,但因位于太阳辐射最强烈的辐射带里,吸收的太阳辐射还是相当多的。

二氧化碳对太阳辐射的吸收比较弱,仅对红外区4.3微米附近的辐射吸收较强,但这一区域的太阳辐射很微弱,被吸收后对整个太阳辐射影响不大。

此外,悬浮在大气中的水滴、尘埃等杂质,也能吸收一部分太阳辐射,但其量甚微。只有当大气中尘埃等杂质很多(如有沙暴、烟幕或浮尘)时,吸收才比较显著。

大气对太阳辐射的吸收是具有选择性的,因而使穿过大气的太阳辐射光谱变得极不规则;由于大气主要吸收物质(臭氧和水汽)对太阳辐射的吸收带都位于太阳辐射光谱两端能量较小的区域,因而吸收对太阳辐射的减弱作用不大。也就是说,大气直接吸收的太阳辐射并不多,特别是对于对流层大气来说。所以,太阳辐射不是大气主要的直接热源。

大气对太阳辐射的散射
太阳辐射通过大气时遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时,都要发生散射。但散射并不象吸收那样把辐射能转变为热能,而只是改变辐射方向,使太阳辐射以质点为中心向四面八方传播开来。经过散射之后,有一部分太阳辐射就到不了地面。如果太阳辐射遇到的是直径比波长小的空气分子,则辐射的波长愈短,被散射愈厉害。其散射能力与波长的对比关系是:对于一定大小的分子来说,散射能力和波长的四次方成反比,这种散射是有选择性的。例如波长为0.7微米时的散射能力为1,波长为0.3微米时的散射能力就为30。因此,太阳辐射通过大气时,由于空气分子散射的结果,波长较短的光被散射得较多。雨后天晴,天空呈青兰色就是因为辐射中青兰色波长较短,容易被大气散射的缘故。如果太阳辐射遇到直径比波长大的质点,虽然也被散射,但这种散射是没有选择性的,即辐射的各种波长都同样被散射。如空气中存在较多的尘埃或雾粒,一定范围的长短波都被同样的散射,使天空呈灰白色的。有时为了区别有选择性的散射和没有选择性的散射,将前者称为散射,后者称为漫射。

大气对太阳辐射的反射
大气中云层和较大颗粒的埃尘能将太阳辐射中的一部分能量反射到宇宙空间去。其中反射最明显的是云。不同的云量,不同的云状,云的不同厚度所发生的反射是不同的。高云平均反射25%,中云平均反射50%,低云平均反射65%,很厚的云层反射可达90%。笼统地讲,云量反射平均达50~55%。假设大气层顶的太阳辐射是100%。那么太阳辐射通过大气后发生散射、吸收和反射(反射云量反射表示),向上散射占4%,大气吸收占21%,云量吸收占3%,云量反射占23%。

经过大气削弱之后到达地面的太阳直接辐射和散射辐射之和称为太阳总辐射。就全球平均而言,太阳总辐射只占到达大气上界太阳辐射的45%。总辐射量随纬度升高而减小,随高度升高而增大。一天内中午前后最大,夜间为0;一年内夏大冬小。

太阳辐射能在可见光线(0.4~0.76μm)、红外线(>0.76μm)和紫外线(<0.4μm)分别占50%、43%和7%,即集中于短波波段,故将太阳辐射称为短波辐射

地面辐射

地球表面在吸收太阳辐射的同时,又将其中的大部分能量以辐射的方式传送给大气。地表面这种以其本身的热量日夜不停地向外放射辐射的方式,称为地面辐射。

由于地表温度比太阳低得多(地表面平均温度约为300K),因而,地面辐射的主要能量集中在1~30微米之间,其最大辐射的平均波长为10微米,属红外区间,与太阳短波辐射相比,称为地面长波辐射。

地面的辐射能力,主要决定于地面本身的温度。由于辐射能力随辐射体温度的增高而增强,所以,白天,地面温度较高,地面辐射较强;夜间,地面温度较低,地面辐射较弱。

地面的辐射是长波辐射,除部分透过大气奔向宇宙外,大部分被大气中水汽和二氧化碳所吸收,其中水汽对长波辐射的吸收更为显著。因此,大气,尤其是对流层中的大气,主要靠吸收地面辐射而增热。

大气逆辐射

大气吸收地面长波辐射的同时,又以辐射的方式向外放射能量。大气这种向外放射能量的方式,称为大气辐射。由于大气本身的温度也低,放射的辐射能的波长较长,故也称为大气长波辐射。

大气辐射的方向既有向上的,也有向下的。大气辐射中向下的那一部分,刚好和地面辐射的方向相反,所以称为大气逆辐射。大气逆辐射是地面获得热量的重要来源。由于大气逆辐射的存在,使地面实际损失的热量比地面以长波辐射放出的热量少一些,大气的这种保温作用称为大气的温室效应。这种大气的保温作用使近地表的气温提高了约18℃。月球则因为没有象地球这样的大气,因而,致使它表面的温度昼夜变化剧烈,白天表面温度可达127℃,夜间可降至-183℃。

地面有效辐射

地面和大气之间以长波辐射的方式进行着热量的交换,大气对地面起着保温作用。这种作用可用地面有效辐射(F0)表示:

F0=Fg-δEA

地面有效辐射就是地面辐射和地面所吸收的大气逆辐射(δEA)之间的差值。通常,地面温度高于大气温度,所以地面辐射要比大气逆辐射强。

地面有效辐射的强弱随地面温度、空气温度、空气湿度及云况而变化。

(1)根据辐射强度的关系,地面温度增高时,地面辐射增强,如其它条件(温度、云况等)不变,则地面有效辐射增大。

(2)空气温度高时,大气逆辐射增强,如其它条件不变,则地面有效辐射减小。

(3)空气中含有水汽和水汽凝结物较多,则因水汽放射长波辐射的能力比较强,使大气逆辐射增强,从而也使地面有效辐射减弱。

(4)天空中有云,特别是有浓密的低云存在,大气逆辐射更强,使地面有效辐射减弱得更多。所以,有云的夜晚通常要比无云的夜晚暖和一些。云被的这种作用,我们也称为云被的保温效应。人造烟幕所以能防御霜冻,其道理也在于此。


地面辐射

  地球表面一方面吸收太阳辐射,同时也按本身的温度向外放出辐射,这种由地面向外放出的辐射能量称为地面辐射。

  地面的平均温度约为300°K,由于它的温度远远低于太阳的表面温度,因此,地面的辐射能力也远比太阳小得多,辐射的波长也较长,属长波辐射。

  地面辐射能力大小与地面性质和温度密切相关,其中雪面的辐射比其他自然表面强;白天地面辐射比夜间强。

  地面辐射是对流层大气,特别是近地层空气温度变化的主要源泉。

辐射逆温

辐射逆温 因地面强烈辐射而形成的逆温称为辐射逆温。在晴朗无风或微风的夜晚,地面因辐射冷却而降温,与地面接近的气层冷却降温最强烈,而上层的空气冷却降温缓慢,因此使低层大气产生逆温现象。辐射逆温一般日出后,逆温就逐渐消失了。

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七、旋风、昼夜温差、区域温差、沧海桑田

旋风

概论
旋风是打转转的空气涡旋,是由地面挟带灰尘向空中飞舞的涡旋,这种涡旋正是我们平常看到的旋风,它是空气在流动中造成的一种自然现象。

成因
当空气围绕地面上象树木、丘陵、建筑物等不平的地方流动时、或者空气和地面发生摩擦时,要急速地改变它的前进方向,于是就会产生随气流一同移动的涡旋,这就刮起了旋风。但是,这种旋风很少,也很小。
旋风形成的最主要原因,是当某个地方被太阳晒得很热时,这里的空气就会膨胀起来,一部分空气被挤得上升,到高空后温度又逐渐降低,开始向四周流动,最后下沉到地面附近。这时,受热地区的空气减少了,气压也降低了,而四周的温度较低,空气密度较大,加上受热的这部分空气从空中落下来,所以空气增多,气压显著加大。这样,空气就要从四周气压高的地方,向中心气压低的地方流来,跟水往低处流一样。但是,由于空气是在地球上流动,而地球又是时刻不停地从西向东旋转,那么空气在流动过程中就要受地球转动的影响,逐渐向右偏去(原来的北风偏转成东北风,南风偏转成西南风,西风偏转成西北风,东风偏转成东南风)。于是从四周吹来的较冷空气,就围绕着受热的低气压区旋转起来,成为一个和钟表时针转动方向相反的空气涡旋,这就形成了旋风。


为什么沙漠地带昼夜温差大,沿海地带昼夜温差不大 ?
沙漠的组成主要是沙子(石英),当白天阳光的照射使导热性能良好的沙子很快升温,到了太阳下山以后,沙子又快速的降温,造成了沙漠地区早晚温差大的原因.沿海地带顾名思义临近大海,由于水的特性,白天吸热慢,晚上散热慢.这就是沿海地带早晚温差小的原因.
而且海边地区大气逆辐射强起一种较好的保温作用。造成这样的现象原因之一还是地表植被覆盖率过低。大气的削弱作用中的反射,由于赤道处于低压带,有受热上升的气流控制,多云,而沙漠地带少云,因此白天反射作用小,晚上保温作用下,沙漠昼夜温差就大了。

让沧海桑田互变。在沧海的局部构造类似沙漠的昼夜温差,在沙漠的局部构造类似沧海的昼夜温差。人工生成气旋种子,这种子可以自我长大成大气旋。


新华网快讯:据电监会最新消息,由于天气状况持续恶化,贵州电网220千伏以下低压配电线路较大范围遭受不同程度损坏,全省41个市县受到停电影响。电力部门正全力抢修。
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  在家里做一只寒号鸟,苦度冬天。
  妈拉个巴子,神仙打架,小鬼遭殃。
#日志日期:2008-1-28 星期一(Monday) 晴 送小红花 推荐指数:复制链接 举报
天涯“2016年度十大最具影响力博客”评选

评论人:摇雪落花 评论日期:2010-3-22 12:05
不够通俗易懂,难怪没人跟贴


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