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第七辑 地球科学（第1页）

为什么天空是蔚蓝色的

一场大雨过后，有时天空澄净得像一泓平静的湖水；雷鸣电闪一过，天空顿时异常湛蓝，令人心旷神怡。为什么晴朗的天空总是蔚蓝色的呢?而且越是晴朗，蓝得越澄澈。

难道天空中含有蓝色的气体?莫非说大气本身就是蓝色的?

为了解答这个问题，我们不妨做一个小实验：用一只长方形玻璃缸，里面盛大约23的水，水里撒少许泥沙粉末，使溶液浑浊。然后把它放在窗前，选择一个晴朗的上午，大约七八点钟，阳光基本上平行地射向长方形玻璃缸的一端，光线通过浑浊的水，在另一端射出来。这时你会发现一个很有趣的现象：长玻璃缸中的水呈现出淡蓝色，而从另一端射出来的光线却呈浅红色和橙黄色。

玻璃缸中出现淡蓝色和蔚蓝色天空的道理是一样的。

我们知道，地球表面包围着一层空气。空气中含有许多微小的尘埃、冰晶、水滴等。当太阳光（看上去是束白光，实际上它是由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等有色光线组成）通过空气时（就仿佛在小实验中太阳光线穿过浮有泥沙的玻璃水缸一样），波长较长的红色光透射力最大（其次是橙、黄色光），它能透过大气中的微粒射向地面；而波长较短的蓝、紫、靛等色光，很容易被悬浮在空气中的微粒向四面八方散射开来，使天空呈现出蔚蓝色。

知识点：天空、散射、微粒

为什么天空中的云有各种不同的颜色

天上有各种不同颜色的云，有的洁白如絮，有的是乌黑的一块，有的是灰蒙蒙一片，有的发出红色和紫色的光彩。这不同颜色的云是出自大自然的手笔。

各种云体的厚薄相差很大，厚的可达七八千米，薄的只有几十米。有满布全天的层状云，孤立散处的积状云，还有波状云等许多种。很厚的层状云，或者雷雨时拥塞天空的积雨云，太阳和月亮的光线很难透射过来，云体看来就很黑；稍微薄一点的层状云和波状云，看来就是灰色的，特别是波状云，云块边缘部分，色彩更为灰白；而很薄的云，光线容易透过，特别是由冰晶组成的薄云，云丝在阳光下显得特别明亮，带有丝状光泽，即使天上有这种层状云，地面的物体在太阳和月亮光下仍然会映出影子。

孤立散处的积状云，由于云体比较厚实，它向阳的一面，光线几乎全部反射出来，因而看来是白色的；而背光的一面以及它的底部，光线就不容易透射过来，看起来比较灰黑。

当日出和日落的时候，由于太阳光线是斜射过来的，穿过很厚的大气层，空气的分子、水汽和杂质，使得光线的短波部分大量散射，而红、橙色的长波部分，却散射得不多，因而照射到大气下层时，长波光（其中特别是红光）占着绝对的多数，这时不仅日出、日落方向的天空是红色的，就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。

由于云体的组成有的是水滴，有的是冰晶，有的是两者混杂在一起的，因而日月光线通过时，还会造成各种美丽的光环或虹彩。

知识点：层状云、积状云、波状云、透射、光线

为什么我国北方的春天和秋天特别短

季节是根据气候冷暖和昼夜长短的变化而来的。谁都知道，春秋季气候温和，夏季炎热而冬季寒冷。如果把一年中每3个月定为1季，那么各季的日数大致相近，只不过相差一两天，这就没有季节长短的问题。

在10℃以下定为冬季，10-22℃之间定为春秋季，22℃以上定为夏季。根据这样的标准来划分季节，各地的四季长短就不相同了。

我国北方的春季是比较短的，一般不到2个月。例如北京春季是从4月1-5日到5月21-25日，沈阳从4月21-25日到6月10-14日，哈尔滨从4月26-30日到6月20-24日等，可见这一带，当拆了冬季需要的火炉之后，不久就要搭起夏季需要的凉棚了。

既然季节是按照温度来确定的，那么温度升降的快慢就可以决定季节的长短。在我国北方，冬季太阳辐射很弱，照射时间又短，并且经常有北方更冷的空气流来，温度很低。到了3月以后，由于太阳辐射进一步地加强和冷空气进一步地减弱，使得地面温度能够迅速升高。

在春季期间，这一带降水仍然是不多的，除有些日子起风外，多半是晴天，空气既干燥，太阳辐射又在继续加强，地面吸收的热量自然迅速增多，空气温度也跟着扶摇直上，经过不到两个月的春季就开始进入夏季了。例如北京5月平均温度已达到20．2℃，到了6月就升高到24．2℃了。所以北方春季一般都比较短。

同样道理，自7月最热时期过去以后，太阳辐射逐渐减弱，冷空气势力又在不断增强，于是温度逐步下降，以10月到11月下降的幅度最大。例如北京10月份平均温度为12．5℃，到11月就下降到4．0℃，已是寒冬季节了。

总的说来，我国北方春天和秋天特别短，主要是由于那里的纬度较高，冬季来得早、去得迟的缘故。因为在北半球中纬度地带冬季是比南半球长的。

知识点：纬度、季节、气候、温度

我国北方春天的风沙为什么特别大

我国的北方，一到了春天，阵阵的西北风常常吹得沙尘满天；使美好春光大为逊色。天空中的沙尘是从哪里来的呢?打开地图，我们就可以看到，在华北平原的西边，紧接着黄土高原，它的西北方又是著名的戈壁沙漠。黄土高原和沙的土质，都是质地疏松的沙土，这种沙土一旦被风吹刮，就会飞扬到空中。春天我国的北方经常刮着西北风，西北风来自西伯利亚，当它吹过戈壁沙漠和黄土高原后，就挟带着沙土南来，使华北平原沙尘满天。当然，由于春天正是华北雨少而风大的季节，也有一部分沙尘是当地或附近地区的松土被大风刮起而造成的。

其实不仅我国北方会刮风沙，在南方，有时候也会发生这样的天气，天色带着灰黄，太阳有些模糊，空中有一些黄沙落下来，使屋子里的桌子和椅子都蒙上了一层薄薄的、极细极细的沙尘。在这种天气里，如果你在外面走，回来看看衣帽，上面也蒙着一层细沙。

原来，这沙也同样来自北方的沙漠和黄土高原。西北风把一部分比较细的黄沙扰动后，带到了高空，使它随高空向南吹的风到了南方，由于到南方高空风势减弱了，黄沙缺少继续随风飞扬的能力，于是就降落了下来。

知识点：春季风沙、土质、黄沙、沙尘

为什么说“一场春雨一场暖”，“一场秋雨一场寒”

对于江南地区来说，春天的天气发展趋势一般总是“一场春雨一场暖”的。春雨正是南方暖湿空气增强，并向北挺进所造成的。在春季，由于北半球太阳的照射逐渐增强，太平洋上的暖空气随着向西向北伸展。当暖空气向北挺进，并在北方冷空气边界滑升时就产生了雨。在滑升过程中，它同时将冷空气向北排挤。排挤结果，往往暖空气占领了原来被冷空气盘据的地面，因此在暖空气到来以前，这些地方往往先要下一场春雨。“一场春雨一场暖”的感觉就因为这个缘故。

在秋季，一股股的冷空气从西伯利亚和蒙古人民共和国南下进入我国大部分地区，当它和南方正在逐渐衰退的暖湿空气相遇后，形成了雨。一次次冷空气南下，常常造成一次次的降雨，并使当地的温度一次次降低。另外，这时太阳直射光线逐渐向南移动，照射在北半球的光和热一天天减少，这也有利于冷空气的增强和南下。几次冷空气南下后，当地的温度就显得很低了。因此，农谚有“一场秋雨一场寒，十场秋雨要穿棉”的说法，这比较确切地描述了从夏季过渡到冬季的天气变化趋势。

知识点：春雨、秋雨、空气、上升、日照

夏天为什么常常有雷阵雨

夏天的午后或傍晚，常常使人感到异常闷热，一会儿突然雷声隆隆，电光闪闪，大雨滂沱，天空像发了怒一样；可是，不久后，雷声远去，乌云消散，蓝天与白云相互衬托，显得十分宁静美丽，空气也分外新鲜，这就是我们在夏天常遇到的一种天气现象——雷阵雨。

雷阵雨是因为夏天的天气酷热，空气在局部地方出现强烈对流，使大量湿热空气猛烈地上升，造成积雨云所形成的。

夏天，在空气中有很多水汽，当地面在强烈的太阳照射下温度升高以后，空气就会向上抬升。水汽被强大的上升空气推送到1-2千米上空以后，就形成了大块的积云。空气继续上升，能使积云的云块不断加厚和扩大，变成了浓积云。这时如有适当的条件配合，浓积云就会继续向上发展，升到7-10千米以上的高空，形成了积雨云。当遇到了稳定的气层或向上伸展的力量不足时，云的顶部就会向四边扩展。在下雷阵雨前，我们常常看到天空中的乌云加厚和扩展得很快，只一会儿工夫就布满了整个天空。

由于产生积雨云的强烈的热力对流，只有在夏季才易于出现，所以雷阵雨也常常在夏季出现。又因为热力对流所造成的积雨云扰动很厉害，往往会发生闪电现象，而且其中上升气流时强时弱，一块积雨云过去后，另一块积雨云又移过来，所以雨量时大时小，变化很大，又是一阵阵的，所以称为雷阵雨。