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为什么有些地方的空气会有波动?

时间:2022-01-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:火成云是自然污染所造成的可怕结果。奇形怪状的散云从国际空间站拍摄到的夜光云景象大部分人认为夜光云由极细的冰晶构成。科学家们认为,这可能是由于垂直方向上重力波的衰减造成的。夜光云的确是一种十分罕见的云团,是迄今为止科学界了解最少的气象之一。人们担心这是地球大气变化的前兆。
其他云族_变化无穷的云

5.其他云族

(1)此起彼伏的波状云

这种云动荡不安,云中的上升速度可达每秒几十厘米,仅次于积状云的上升速度。空气中有波状运动时,如果云层比较稳定,水汽充沛, 在波动的作用下可形成波状云。云的外形特征与空气的波状运动紧密相联。空气沿波峰上升冷却凝结成云,如果沿波谷则因下沉增温无云形成;或云滴蒸发而云变薄, 形成波状排列的云条或云层。

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宽阔的波状云

波状云形成波动的原因主要来自两个方面:

一是由于大气中存在着空气密度和气流速度不同的界面,在此界面上引起波动。

二是由于气流翻越山脉而形成的波动。在上层风速大、密度小,下层风速小、密度大的界面上产生波动时,由于各高度上的风向、风速常随时间变化,波动的方向也会随之改变,新产生的波动叠加在原来的波动之上,从而形成棋盘格子般的云块。

波动气层甚高时形成卷积云,较高时形成高积云,低时形成层积云。

波状云的厚度不大,一般为几十米到几百米,有时可达1000米~2000米。在它出现时,常表明气层比较稳定,天气少变化。谚语“瓦块云,晒死人”、“天上鲤鱼斑,明天晒谷不用翻”,就是指透光高积云或透光层积云出现后,天气晴好而少变。但是系统性波状云,如卷积云是在卷云或卷层云上产生波动后演变而成,又和大片层状云连在一起,就会预示将有风雨来临。“鱼鳞天,不雨也风颠”,就是指此种预兆。

(2)火成云

与前面的几种云不同,火成云与污染有关。火成云是自然污染所造成的可怕结果。它的形成主要是由陆地上的燃烧物引起的。我们所知道的森林大火,便会造成这样的烟雾云层。当树木和树叶燃烧之际,大量的水蒸气被释放到空气中,火的热量让潮湿的空气以及烟尘急剧上升,当这些混杂着粉尘的空气在空中冷却后,就形成了积雨云

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燃烧物引起的火成云

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污染形成的火成云

在一定程度上,火成云可以转化成积雨云,因此有人认为积雨云带来的降雨会给森林大火带来好处。其实不然,由于森林火灾通常在干燥地区缓延,雷雨地区很快变干燥,雷雨并不会熄灭燃烧着的大火,相反还可能造成新的火灾。在亚马逊,一场森林大火则带来了更加可怕的后果。人们观测到亚马逊森林大火的浓烟减小了云滴的大小,使降水产生延迟。因为清洁云在云底以上1.5千米处就可以产生降水,而被污染的云又被抬升了5千米以上,这样火成云在7千米以上才产生降水。云中低层被抑止的降雨和气溶胶沉降,使得水分和烟尘向高层输送,高层的云就像含有很多污染物的‘烟’。在抬高了的降雨启动高度上,由于相变触发的上升气流导致强的雷雨、大雹以及其他类似的云体,冲破云顶进入平流层,在平流层沉降的污染物和水汽的辐射效应下,对气候系统有深刻的影响。大气中激发的风暴在更高层释放出潜热,这就从本质上影响了区域和全球的环流系统。这些过程共同影响了水分循环、大气中污染物的分布以及大气环流的动力学特征,致使更多气象灾害的发生。

(3)凝结尾迹

它又叫做飞机云。飞机在空中飞行,特别是在高空或较冷的季节和地区飞行时,有时会在飞机后面形成条纹形白色的云,称为凝结尾迹。它是飞机燃料燃烧后排出的废气和周围冷湿空气混合后产生的水汽凝结现象。

(4)夜光云

夜光云是一种形成于中间层的云,距地面的高度一般在80千米左右。这种罕见的云只有在高纬度地区(50°~65°)的夏季才能看见。夜光云看起来有点像卷云,但比它又薄得多,且颜色为明亮的银白色或蓝色,时常出现在日落后太阳与地平线夹角在6°~16°之间的时候。我们之所以只能在这个时间看到夜光云,是因为时间太早会因为夜光云太薄而看不见,而时间太晚它又会沉到地球的阴影之中去。

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奇形怪状的散云

从国际空间站拍摄到的夜光云景象大部分人认为夜光云由极细的冰晶构成。因为按照常理,越高的地方通常越寒冷,并且地球大气层中不乏水蒸气,那里可能只有冰晶,而冰晶的反光效果又很好,能在傍晚的夜空中闪闪“发光”。以此类推,似乎夜光云果真只适合由冰晶构成。但这个推论只在对流层内才成立。对流层之上是平流层,再往上才是中间层。平流层的特点是上热下冷,故垂直方向上的对流很少,而主要是水平方向上的大气运动,这样实际上中间层的温度是很高而不是很低了。科学家们认为,这可能是由于垂直方向上重力波的衰减造成的。由于各种异常原因,重力波可能在某些地方减弱,从而导致了低层大气向上的动量传递,把水蒸气带到了飘逸层,再传递给了高层的大气。

夜光云的确是一种十分罕见的云团,是迄今为止科学界了解最少的气象之一。它一般只在寒冷的高纬度地区露脸。但是,夜光云越来越多地出现在低纬度地区,并且越来越亮、越来越频繁。近年来,夜光云已经蔓延到了纬度40°附近的地区,这引起了科学家们的强烈关注。人们担心这是地球大气变化的前兆。另外,还有一个令人匪夷所思的消息已经传来:火星的表面竟然也有非常类似地球上的夜光云的东西存在,而且在火星大气中绵延100多千米……这只能让我们更迷惑,而且也为夜光云披上了更加神秘的外衣。

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