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汉景帝阳陵之谜（第3页）

五

（一）骇人的旋涡

热带气旋是指热带地区形成的一种低压。它不断旋转，常带来狂风暴雨，引起惊涛骇浪，是一种危害性很大的灾害性天气。中国是世界上少数几个受热带气旋影响最严重的国家之一，从华南到东北漫长的沿海地区都可能受它的严重威胁。据估计，全球由于热带气旋的影响，平均每年造成2万人死亡和60-70亿美元的经济损失。在这个骇人的空气旋涡内部，风的时速可达300公里。气旋以一定频率出现在大西洋、太平洋和印度洋上，一般沿从东向西的路线前进。当气旋进入大陆或穿过海水温度不高的洋面时，就会逐渐减弱消失。

发生在洋面上的热带气旋，在不同地区曾使用不同的名称。如发生在太平洋地区的热带气旋称为台风，发生在印度洋地区的称为热带风暴，发生于大西洋地区的称为飓风，发生在澳大利亚地区的称为威烈威烈（wjllywjlly）。从1989年开始，我国采用世界气象组织规定的统一标准，按气旋中心附近最大平均风力将热带气旋划分为4级：风力小于8级为热带低压；风力8—9级为热带风暴；风力10—11级为强热带风暴；风力大于12级为台风或飓风。这4种类型热带气旋在发展过程中往往会相互转化。

热带气旋虽是一种严重的自然灾害，但不乏益处，它是低纬度地区降水的主要来源。例如，热带气旋降水在南亚和东南亚地区约占全年雨量的1／4，在美国东海岸占1／3，在我国华南夏秋季节也是主要降水来源。另外，热带气旋还是久旱少雨时解除旱象的主要因素，它造成的海水混合也被认为是发展渔业的有利条件。甚至有人认为，热带气旋可能是保持所有生物生存所必需的地球热量平衡的关键要素之一。

热带气旋的水平尺度约几百公里到上千公里，垂直尺度可从地面直达平流层低层。它由台风眼、涡旋区和大风区组成。台风眼的区域很小（半径约10-70公里），里面天气晴朗，风力很小，眼壁周围有厚厚的云墙，延伸到很高的高度。涡旋区中对流云团强烈发展，带来狂风暴雨。大风区的风力则从里向外逐渐减弱。

产生热带气旋的条件主要有3个：一是较高的温度，二是充沛的水汽，三是南北两半球信风相遇的激**处。当热带海洋的温度足够高时。下层的空气受热就会往上升。由于低纬度海洋上气温高、湿度大，如果某地区南北两半球信风正好相遇且发生激**，那么激**地区将引起大量空气上升，上升气流在科里奥利力作用下偏转，就会按逆时针方向旋转（南半球是顺时针），这也就是热带气旋的前兆。当上升气流中的水汽冷却凝结成水滴时，要放出热量，又助长了低层空气不断上升，使空气旋转得更加猛烈，这就形成了热带气旋。

（二）轻飘的云造就倾盆大雨

雨以及雪、冰雹是司空见惯的现象，所以很少有人考虑是哪种机制导致了轻飘的云彩竞能把无数吨水倾倒在地球上这样的降水过程。所谓降水就是云雾中的水滴或冰晶降落到地面上的液态水或固态水，如雨、雪或冰雹等。

云是由大量细微的水滴或冰晶组成的悬浮在大气中的可见聚合体。它通常不接触地面，接触地面时则称为雾。由于大气压力随高度下降，当热湿空气上升

左侧伸展成砧状，云的底部已出现降雨。时将膨胀并冷却，其中的水汽也就凝结成了大量细小的水滴，飘浮在空中形成了云。不同温度，含水量不同的气团相遇混合也可以形成云。形成云的主要因素是温度下降。一般讲，当气流上升，特别在高山或气压、温度骤变时就会形成云。

水汽凝结而成的云中的水滴很小，一般不会形成雨，只有达到饱和并进一步凝聚后才会形成降雨。在这个过程中，大气中的微小尘埃起到了凝结核的作用。在过冷的条件下（云的温度低于0℃）则会形成冰晶。降雨粒子（雨滴和雪花）的直径是云中水滴的100倍。

云的形状千姿百态，根据其高度和外形不同可分为高云、中云、低云和层云4族，以及卷云、卷积云、卷层云、高积云、层积云、层云、雨云、雨积云、积云和积雨云10属。

特别有意思的是造成降水的积雨云，它是垂直发展的庞大乌云。积雨云下层是大水滴，中间层是小水滴和雪，最高层是冰晶。雷阵雨又可分为两类：一类是秃积雨云，为积雨云的初始阶段，有明显的轮廓，顶部呈明显的塔形或山形；另一类是鬃积雨云，云顶发展到极高，由于该高度远高于冻结高度，出现大量的冰晶，而且又受到上空强稳定层的阻抑，所以云顶菜花状迅速消失，趋向平展，形成铁砧状，称为云砧。边缘则出现细鬃条纹。

下雷阵雨时常从积雨云中产生闪电，这是因为云中的电子向下移动，而带正电荷原子向上移动的缘故。积雨云下部的电子使地面产生正电荷聚集，当两种电荷数量达到足够多时就会将空气击穿产生闪电。

六

（一）酸雨的警报

酸雨是目前人类遇到的全球性区域灾难之一。全球有三大块酸雨地区，即西欧、北美和东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区域。在酸雨区域内，湖泊酸化，渔业减产，森林衰退，土壤贫脊，粮菜减产，建筑物腐蚀，文物面目皆非。

我们用pH值表示各种**的酸碱性。pH值为7时为中性，小于7时为酸性，大于7时表示碱性，数值越大碱性越强。即便是非常洁净的水，也会因溶入了空气中的二氧化碳而略带酸性，pH值为5．6左右，但这没什么危害。我们说的酸雨是pH值小于5．0的雨。

大气中的酸性气体溶于雨水中，雨就变成酸性。这些酸性气体也包括二氧化碳。因碳酸是一种弱酸，本来构不成太大的危害。但是在燃烧煤及石油时，这些燃料中的硫成分会以硫氧化物的形态排放出来；在燃烧煤、石油、煤气和汽油时，空气中的氮与氧也可以产生氮氧化物气体，特别是汽车尾气中含有大量的这种气体。这些排放物与水结合就形成硫酸或硝酸之类的强酸，使雨水的酸性大大增强，结果就形成了酸雨。“酸雨”一词是英国化学家罗伯特?史密斯（Rob—ertSmithe）于1872年提出的。他注意到曼彻斯特被煤烟熏黑的天空与酸性降水之间的联系。1965年，酸雨的征兆出现在斯堪的纳维亚半岛，瑞典农学家斯文特?欧登（SventeOden）在科学界发起了一个宣传运动，指出酸雨现象在扩大（因为风可能把高大烟囱排放的污染气体吹得很远）。

地衣对酸雨特别敏感，因而可以充当生物指示器：森林中地衣生长茂盛，说明无酸雨和空气质量好；反之，则说明存在酸雨的危害。牵牛花也对酸雨很敏感。当它受到pH值为4．3以下的酸雨侵害时，颜色变浅，花瓣上会出现白色的斑点，叶表面也会出现如同涂了一层粉的白点，此后会逐渐变为褐色。

酸雨对植物造成的灾难是不可挽回的。它使树叶受到严重侵蚀，地面酸化使许多生长在土壤中的对植物生长极为重要的细菌无法存活，土壤中的营养成分被酸溶解后会流失掉。在加拿大和欧洲，15％～60％的森林受到酸雨不同程度的侵蚀而大面积枯萎。长此下去，在不久的将来森林将会全部消失。酸的沉积还会改变湖泊的平衡。pH值小于4时，许多鱼类就会绝迹。现在，瑞典40％的湖泊已成为“死湖”。此外，酸雨容易腐蚀水泥、大理石，使钢铁表面生锈，因此，建筑物易受损害，公园中的雕刻以及许多古代遗迹也易受腐蚀。

控制酸雨的根本途径是减少酸性物质向大气的排放。目前的有效手段是使用干净能源，发展水力发电和核电站，使用固硫的型煤，使用锅炉固硫、脱硫、除尘新技术，发展内燃机代用燃料，安装机动车尾气催化净化器，培植耐酸雨农作物和树种等。

（二）太空中监测地球的眼睛

科学家对高层大气的兴趣始于19世纪末。虽然当时能使用的探测工具很有限，仅有风筝和探测气球，但他们还是发现了平流层。20世纪30年代开始使用带无线电发射器的探测气球绘制更精确的图像。在这之后虽然采测技术进步，但20世纪下半叶开始使用雷达和人造卫星才是真正使人们对大气层的认识产生飞跃的转折点。

1960年4月1日，美国发射第一颗试验气象卫星“泰罗斯”，它使用电视照相机和红外辐射仪观测，只能提供云图和反射太阳辐射资料。在这之后，人们发射了许多功能日益完善的气象卫星，如美国和欧洲的“雨云”（N1M—BUS）、“艾萨”（ESSA）、“艾托斯／诺阿”（ITOS／NOAA）、“气象卫星”（METEO—SAT）、“同步气象卫星”（**S）、“戈斯”（GOAS）等。俄国的“宇宙卫星”（KOETEOR）等。1988年9月7日，中国也发射了第一颗气象卫星“风云1号”。

这些卫星绝大部分属于极轨气象卫星和地球同步气象卫星。极轨气象卫星采用的是近极地太阳同步轨道，高度为600—1500公里，形状近似圆形，轨道平面和太阳光线保持固定的交角。这样每隔8小时就可以获得一次全球气象资料。地球同步气象卫星的运行高度约为3．6万公里，运行周期与地球自转周期吻合，对地球上的观察者来说，卫星看起来似乎是静止不动的。使用3颗这样的卫星，就可以同时观测从北纬60度到南纬60度的所有地区。

除了云图以外，今天的气象卫星还可以测量温度（包括陆地、海洋和云层顶端）、风速以及臭氧、二氧化碳等气体的浓度。然后，这些数据将传送给卫星地面站，与探测气球以及分布在陆地、海洋上的众多气象站的数据综合起来。这些数据经巨型计算机根据大气环流的数学模型模式运算，就可以做出天气预报了。