官术网_书友最值得收藏!

第2章 趣味篇(1)

1.江河里的水是從哪兒來的

唐代大詩人李白曾經有這樣一句詩:“君不見,黃河之水天上來。”河流的水是不是從天上來的呢?河流補給有雨水、冰雪融水、湖水、沼澤水和地下水等多種形式,但最終的來源是降水。多數河流都不是由單純一種形式補給,而是多種形式的混合補給。

河流的水量補給其中最為重要的來源是江河流域的降水。下雨就是我們經常見到的降水形式。雨水補給是世界上許多河流水量的最主要的補給方式。下雨之后,除了一部分水滲入地下外,其他大量的雨水都順著地面一直流向低處的水溝,水溝又流向小河,小河中的水最后又匯入大江大河。河流的水量會因降水的變化而增減。所以,靠雨水補給的河流,就常會出現小雨小漲、大雨大漲以及暴雨猛漲的情況。處于我國東部地區的季風區河流,以及世界上的各個大江大河,它們的水量都是以雨水補給為主要來源的。由于我國夏季多雨,因此東部地區河流就容易形成洪水。

河流水量補給的另一種主要來源是地下水補給。地下水是在降雨的時候滲透到地下并在地下儲水層儲存起來的水。地下水包括地面以下儲藏于巖石以及松散堆積物的各個孔隙、裂隙和溶洞中的各種水。地下水補給又可以分為淺層補給以及深層補給。淺層地下水補給一般是指河岸兩側沖積層中的松散堆積物的孔隙以及裂隙中蓄積的各種地下水,等儲存到一定程度便滲出來流入河道中以補給河流水量的一種補給方式,如山澗的小溪。深層地下水補給通常是指滲入地下深處以及長期蓄積起來的地下水通過慢慢流出來以補給河流水量的一種方式。深層地下水的形成以及埋藏條件,使它成為河流最穩定最基本的水量補給來源。因為冬季雨水相當少,我國河流幾乎全都依靠地下水補給。

河流水量補給的另一重要來源是冰雪融水補給。冰雪融水包括季節性積雪融水以及冰川融水。在我國北方地區,冬季白雪皚皚,大地到處一片“銀裝素裹”。而當春季來臨時氣候開始轉暖,積雪則開始融化成水,然后流入江河,從而使水量大增。例如松花江、遼河、黃河流域,就屬于冰雪融水補給的河流。但是,積雪融水補給容易引起河水陡漲從而形成春汛或凌汛。河流一旦有積冰,春季解凍以后,冰塊有的還會在狹窄河道或是在河灣處形成堵塞,從而抬高上游水位,我們稱之為凌汛,這樣就很容易形成水災。在我國西部一些地區,聳立著相當多的高山,并且在這些高山或高緯度地區也有許多永久不化的積雪或冰川,隨著氣候逐漸轉冷則開始蓄積冰雪,隨著氣溫轉暖則融化冰雪。一般這些冰雪融水都是旁邊干旱或半干旱地區和一些濕潤地區河流水量補給的重要來源之一,例如我國西北的塔里木河、祁連山的黑河還有昌馬河等干旱地區河流的主要水量補給就是靠高山冰雪融化成水。長江以及黃河等發源于高山高原地區的這些河流的夏季水源,也有些是靠冰雪融水補給。

另外,湖泊、沼澤的蓄水對于河流水量的補給也是某些河流的水量來源之一。一般位于山地之間的湖泊,常可以成為河流的源頭,例如長白山天池對于松花江的水量補給。有的湖泊就像中轉站,聚集若干條河流的來水,然后又流出補給干流,例如:洞庭湖、湘江以及資水、沅江和澧水用以補水給長江;博斯騰湖納開都河等各條河流之水用以補給孔雀河,而鄂陵湖對黃河上游有著補充調節作用等。江水滾滾,河流奔騰,它的水量來源主要是來自于雨水補給、地下水補給以及冰雪融水補給和湖泊水補給等各種形式。河流依靠這些不同方法的水量補給,日夜奔流不息。

但是,不同地區的河流、同一地區的不同河流和同一河流在不同季節的主要補給形式和補給數量各不相同。在高山和高原地帶,河流水源還具有明顯的地帶性。在中國新疆的高山地帶,河流以冰雪融水補給為主;而低山地帶,則以雨水補給為主。

江河季節性定期漲水現象稱為汛。汛期是指江河中由于流域內季節性降水、融冰、化雪,引起定時性水位上漲的時期。由于地理位置、天氣系統等差異,我國七大江河的汛期早晚不一。即使是同一河流各年也有早有遲。在我國,南方入汛時間較早,結束時間較晚;而北方入汛時間較晚,結束時間較早。

我國有四汛,即春汛、伏汛(夏汛)、秋汛、凌汛。其中,伏汛和秋汛最大,通常所說的汛期主要指這兩個時期。我國汛期主要是由于夏季暴雨和秋季連綿陰雨而造成的。從全國來講,汛期的起止時間不一樣,主要由各地區的氣候和降水情況決定。每年的五月至九月份,江淮流域降雨明顯比其他月份多,習慣上把這一段時間稱為汛期。汛期是一年中降水量最大的時期,容易引起洪澇災害,因此應有針對性的做好防汛工作。

2.為什么天空是藍色的

我們看到的天空,經常是蔚藍色的,特別是一場大雨之后,天空更是幽藍得像一泓秋水,令人心曠神怡。天空為什么是蔚藍色的呢?

大氣本身是無色的。天空的藍色是大氣分子、冰晶、水滴等和陽光共同創作的圖景。當太陽光進入大氣后,空氣分子和微粒(塵埃、水滴、冰晶等)會將太陽光向四周散射。組成太陽光的紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫7種光中,紅光波長最長,紫光波長最短。波長比較長的紅光透射性最大,大部分能夠直接透過大氣中的微粒射向地面;而波長較短的藍、靛、紫等色光,很容易被大氣中的微粒散射。以入射的太陽光中的藍光(波長為0.425微米)和紅光(波長為0.650微米)為例,當光穿過大氣層時,被空氣微粒散射的藍光約比紅光多5.5倍。因此晴天天空是蔚藍的。但是,當空中有霧或薄云存在時,因為水滴的直徑比可見光波長得多,選擇性散射的效應不再存在,不同波長的光將一視同仁地被散射,所以天空呈現白茫茫的顏色。當大雨過后,你是否注意過天會更藍,越是晴朗的天氣,天越藍,這是因為這樣的天氣里,空氣中的塵粒、水滴、冰晶的數量會更多。

如果陽光從天空照射下來,它就會連續不斷地碰到某些障礙——即使沒有下雨。因為光所必須穿透的空氣并不是空的,它由很多很多微小的微粒組成。其中的99%不是氮氣便是氧氣,其余則是別的氣體微粒和微小的漂浮微粒,我們所看到的藍天是因為空氣分子和其他微粒對入射的太陽光進行選擇性散射的結果。散射強度與微粒的大小有關。當微粒的直徑小于可見光波長時,散射強度和波長的4次方成反比,不同波長的光被散射的比例不同,此亦稱為選擇性散射。

如果說短波長的光散射得更強,你一定會問為什么天空不是紫色的?其中一個原因就是在太陽光透過大氣層時,空氣分子對紫色光的吸收比較強,所以我們所觀測到的太陽光中的紫色光較少,但并不是絕對沒有,在雨后彩虹中我們很容易觀察到紫色的光。另外一個原因和我們的眼睛本身有關。在我們的眼中,有3種類型的接收器,分別稱之為紅、綠和藍錐體,它們只對相應的顏色敏感。當它們受到外界的光刺激時,視覺系統會根據不同接受器受到刺激的強弱重建這些光的顏色,也就是我們所看到物體的顏色。事實上,紅色錐體和綠色錐體對藍色和紫色的刺激也有反應,紅錐體、綠錐體同時接受到陽光的刺激,此時藍錐體接收到藍光的刺激較強,最后它們聯合的結果是藍色的,而不是紫色的。

如果要看見這種白色的、未經散射的、筆直向你落下來的光,你就得直接朝著太陽看去。但是,你千萬別這樣做,因為直接照射的陽光很強烈,也很危險,它會在瞬間嚴重灼傷你的眼睛,如果你看久了,它會使你雙目失明。

3.為什么太陽總是從東邊升起來

我們每天清晨起來都看到太陽從東邊升起來,有沒有突發奇想過,為什么太陽不從西邊或是南邊、北邊升起來呢?這就得考慮地球的運動方式了。地球自身是自西向東、呈逆時針方向(從北極上空觀察)旋轉運動的。同時,地球也是自西向東圍繞太陽公轉。正是因為地球繞著太陽在自西向東地自轉,總是從地球東部先看到太陽,所以人們感覺到太陽是從東邊升起的。由于地球自轉和太陽的照射,地球上出現晝夜更替的現象。為了說明這種現象,把地球上晝、夜半球的分界線稱為晨昏線,它是太陽光線與地球切點的連線。科學書籍中談到在同一時間里,太陽只能照亮地球表面的一半。

我們知道,太陽系里幾乎所有天體(包括小行星)都在自轉,而且都是按照自西向東方向旋轉的。這是為什么呢?太陽系的前身是一團密云,受某種力量驅使,使它彼此相吸。原始太陽星云中的質點最初處在混沌狀,橫沖直撞,逐漸把無序狀態變成有序狀態,漸漸地向心吸積聚變為太陽,另外,就使得這團氣體逐漸向扁平狀發展。在發展的過程中,勢能變成動能,最終整個轉起來。我們知道物體轉動需要能量,地球自轉的能量來源就是由物質勢能轉化成的動能,最終結果是地球一邊公轉一邊自轉。地球自轉方向與公轉相同,為自西向東。從北極上空觀察呈逆時針方向旋轉,從南極上空觀察呈順時針方向旋轉。

地球每天都在自轉,所以我們每天都可以看到初升的太陽,每天都看到太陽從東邊升起。

4.天上怎么會下雨

在藍藍的天空中,飄著朵朵白云,可你知道那些云里是什么嗎?每當烏云密布的時候,我們就知道要下雨了。難道云層里是雨?可是雨怎么會在云層里呢?

在太陽能和地球表面熱能的作用下,地球上的水不斷蒸發成為水蒸氣,進入大氣。水蒸氣遇冷又凝聚成水,在重力的作用下,以降水的形式落到地面。其實云是水蒸氣結聚起來的。地面、河流、池塘、海洋、湖泊的水,在受到陽光照射以后,也會變成水蒸氣;而水蒸氣遇到冷空氣又會變成原來的水滴。細小的水滴越積越多,就變成云。云越變越大,因為太重了,便慢慢地下降。這些小水滴都很小,直徑只有0.01毫米~0.02毫米,最大的也只有0.2毫米。這些小水滴要變成雨滴降到地面的話,它的體積大約要增大100多萬倍。那么這些小水滴是怎樣使自己的體積增長到100多萬倍的呢?

它主要依靠兩種方法:其一是凝結和凝華增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨滴形成的初期,云滴主要依靠不斷吸收云體四周的水汽來使自己凝結和凝華,使自己的體積越來越大。如果云體內的水汽能源源不斷得到供應和補充,使云滴表面經常處于過飽和狀態,那么,這種凝結過程將會繼續下去,使云滴不斷增大,成為雨滴。但有時云內的水汽含量有限,在同一塊云里,水汽往往供不應求,這樣就不可能使每個云滴都增大為較大的雨滴,有些較小的云滴只好歸并到較大的云滴中去。如果云內出現水滴和冰晶共存的情況,那么,這種凝結和凝華增大過程將大大加快。當云中的云滴增大到一定程度時,由于大云滴的體積和重量不斷增加,它們在下降過程中不僅能趕上那些速度較慢的小云滴,而且還會“吞并”更多的小云滴而使自己壯大起來。當大云滴越積越大,最后大到空氣再也托不住它時,便從云中直落到地面,成為我們常見的雨水。

我們知道,越高的地方,空氣越冷,所以聚在那里的水滴會變成冰粒。冬天天氣很冷,這些水滴變成的冰粒又會變成雪落到地面上。下雪的時候,如果中途遇到溫暖的空氣,雪就會融化而變成雨落下來。而離地面比較近的云,也會變成雨落下來。

自然因素主要有氣象條件(大氣環流、風向、風速、溫度、濕度等)和地理條件(地形、地質、土壤、植被等)。人為因素對水循環也有直接或間接的影響。

人類活動不斷改變著自然環境,越來越強烈地影響水循環的過程。人類構筑水庫,開鑿運河、渠道、河網以及大量開發利用地下水等,改變了水的原來徑流路線,引起水的分布和水的運動狀況的變化。農業的發展,森林的破壞,引起蒸發、徑流、下滲等過程的變化。城市和工礦區的大氣污染和熱島效應也可改變本地區的水循環狀況。

總的來說,形成降雨的內因是水在通常環境條件下氣態、液態、固態易于轉化的特性,外因是太陽輻射和重力作用,為水循環提供了水的物理狀態變化和運動的能量。地球上的水分布廣泛,貯量巨大,是水循環的物質基礎。由于地球上太陽輻射的強度不均勻,不同地區的水循環的情況也就不相同。如在赤道地區太陽輻射強度大,降水量一般比中緯地區多,尤其比高緯地區多。

5.太陽離我們有多遠

太陽離地球有1.5億千米,用30萬千米1秒的光速計算,從太陽到地球,需要8分20秒的時間。而且地球還圍繞太陽公轉,受到這些因素的影響,太陽與我們的距離就有些差別,光線到達地球具體的地方和時間也就不一樣了。

主站蜘蛛池模板: 高平市| 汉寿县| 乐业县| 汕头市| 贵港市| 荔波县| 鄂州市| 方正县| 桦川县| 遵化市| 涿鹿县| 永清县| 米脂县| 玉林市| 巴林左旗| 朝阳市| 紫阳县| 法库县| 泰兴市| 渭源县| 红安县| 娱乐| 曲靖市| 彰武县| 永福县| 佛学| 东莞市| 台南市| 潍坊市| 都江堰市| 论坛| 娱乐| 高平市| SHOW| 东兴市| 南平市| 临海市| 张家港市| 定南县| 安溪县| 栾城县|