雾、露、霜的形成
雾的形成
雾和云都是由浮游在空中的小水滴或冰晶组成的水汽凝结物,只是雾生成在大气的近地面层中,而云则是生成在大气的较高层而已。雾既然是水汽凝结物,因此应从造成水汽凝结的条件中寻找它的成因。
大气中水汽达到饱和的原因:一是由于蒸发,增加了大气中的水汽;另一是由于空气自身的冷却。对于雾来说冷却更重要。当空气中有凝结核时,饱和空气如继续有水汽增加或继续冷却,便会发生凝结。凝结的水滴如使水平能见度降低至1000米以内时,雾就形成了。
另外,过大的风速和强烈的扰动不利于雾的生成。因此,凡是在有利于空气低层冷却的地区,如果水汽充分、风力微和、大气层结构稳定,并有大量的凝结核存在,便最容易生成雾。一般在工业区和城市中心形成雾的机会更多,因为那里有丰富的凝结核存在。
露的形成
在温暖季节的清晨,人们在室外的草、树叶及农作物上经常可以看到露珠,露也不是从天空中降下来的。露的形成原因和过程与霜一样,只不过它形成时的温度在0℃以上罢了。
在0℃以上,空气因冷却而达到水汽饱和时的温度叫作“露点温度”。在温暖季节里,夜间地面物体强烈辐射冷却的时候,与物体表面相接触的空气温度下降,在它降到露点温度以后就有多余的水汽析出。因为这时温度在0℃以上,这些多余的水汽就凝结成水滴附着在地面物体上,这就是露。
露和霜一样,也大都出现于天气晴朗、无风或微风的夜晚。同时,容易有露形成的物体,也往往是表面积相对大的、表面粗糙的、导热性不良的物体。有时,在上半夜形成了露,下半夜温度继续降低,使物体上的露珠冻结起来,这叫作冻露。有人把它归入霜的一类,但是它的形成过程与霜是不同的。
露一般在夜间形成,日出以后,温度升高,露就蒸发消失了。在农作物生长的季节里,常有露出现,它对农业生产是有益的。在我国北方的夏季,蒸发很快,遇到缺雨干旱时,农作物的叶子有时白天被晒得蜷缩发干,但是夜间有露,叶子就又恢复了原状。人们常把“雨露”并称,就是这个道理。
霜的形成
在寒冷季节的清晨,草叶上、土块上常常会覆盖着一层霜的结晶,它们在初升起的阳光照耀下闪闪发光,待太阳升高后就融化了。人们常常把这种现象叫作“下霜”。每年10月下旬,总有霜降这个节气。霜不是从天空降下来的,而是在近地面层的空气里形成的。
霜是一种白色冰晶,多形成于夜间。少数情况下,在日落以前太阳斜照的时候也能开始形成。通常,日出后不久霜就融化了。但是在天气严寒的时候或者在背阴的地方,霜也能终日不消。
霜本身对植物既没有害处,也没有益处。通常人们所说的霜害,实际上是在形成霜的同时产生的冻害。
霜的形成不仅和当时的天气条件有关,而且与所附着的物体属性也有关。当物体表面的温度很低,而物体表面附近的空气温度却比较高,那么在空气和物体表面之间有一个温度差,如果温度差主要是由物体表面辐射冷却造成的,则在较暖的空气和较冷的物体表面相接触时空气就会冷却,达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0℃以下,则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶,这就是霜。因此霜总是在有利于物体表面辐射冷却的天气条件下形成的。
另外,云对地面物体夜间的辐射冷却是有妨碍的,天空有云不利于霜的形成,因此,霜大都出现在晴朗的夜晚,也就是地面辐射冷却强烈的时候。
此外,风对于霜的形成也有影响。有微风的时候,空气缓慢地流过冷物体表面,不断地供应着水汽,有利于霜的形成。但是,风大的时候,由于空气流动得很快,接触冷物体表面的时间太短,同时风大的时候,上下层的空气容易互相混合,不利于温度降低,从而也会妨碍霜的形成。
大致说来,当风速达到3或3级以上时,霜就不容易形成了。
因此,霜一般形成在寒冷季节里晴朗、微风或无风的夜晚。霜的消失有两种方式,一是升华为水汽,一是融化成水,最常见的是日出以后因温度升高而融化消失。霜所融化的水,对农作物有一定好处。
雾弹之谜
伦敦是世界著名的“雾都”,它以秋冬时节经常大雾迷漫而闻名于世。伦敦大雾虽给交通、航行带来了困难,但也并非一无是处,在第二次世界大战中,大雾曾为保护全城、消灭法西斯起到很大作用。
1940年7月底,法西斯德国妄图对英国发动空中攻势。德军空战司令部错误地认为,伦敦的大雾可以限制英国飞机的升空起飞,突出于大雾之上的烟囱,正好可作为攻击的目标。但每次德国空军机群起飞,不是在中途遇到奇怪的“炸弹网”拦截,就是未能全部起飞就受到英国空军的猛烈攻击,几次偷袭都以失败告终。
有一次,德国空军接到了伦敦大雾的气象报告后,立即起飞。但未到伦敦,机群之间就因大雾弥漫,看不清方向而失去联系,结果被尾随于大雾之后的英国飞机打落下来,造成惨重伤亡,机群大部葬身鱼腹。
原来,德英两国都处于西风带的控制之下,其天气变化形势是从西向东发展的,英国正好在德国西部,很容易预测出德国的天气变化情况,而德国却无法测出英国的天气情况。这样英国便利用可以测得的德国的气象预报采取了主动攻势。
每当雾日,英国便利用雾幕做好了迎战准备,当雾区向东移动时,英机便在雾后尾随攻击德机。有时则利用大雾的障目作用,在德机飞往英国航线的大雾笼罩区段,用飞机扔下大量由100米长的铁丝系在降落伞下的炸弹,成为航线上的“炸弹网”。因炸弹悬挂在百米长的铁丝下,又有大雾的保护,使飞机很难发现。这种炸弹曾使德国飞行员闻之丧胆。因炸弹总是和大雾相伴而来,所以被称为“奇怪的雾弹”。
雾,就是浮游在低空中的小水滴。当近地面的含水汽的大气温度下降使水汽超过了饱和时,多余的水汽便在近地面和低空凝结成为小水滴,这样,就形成了雾。
另外,由于伦敦位于欧洲西部的大西洋中,恰值带有大量水汽、气温较高的墨西哥湾暖流与寒冷、干燥的东格陵兰寒流交汇处,墨西哥湾暖流上的气团暖湿、质轻,当它沿寒流上空干冷、质重的气团斜面上升时,因温度降低,水汽凝结在近地面处就形成浓厚的锋面雾。这就是伦敦多雾的原因,正是这浓雾为伦敦保卫战立下了“奇功”。
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1952年12月5~9日期间,伦敦烟雾事件令4000人死亡,政府因而于1956年推行了《空气清净法案》,于伦敦部分地区禁止使用产生浓烟的燃料。20世纪80年代以来,由于英国政府采取了一系列措施,伦敦的空气质量已经得到明显改观。
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