气象科技推动社会发展的万千变化-第4章
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服务等等。随着高科技的投入与使用，气象服务的水平和质量越来越高，气象服务的形式和方法越来越贴近生活，气象服务的作用和效益越来越明显。气象部门正在全面落实科学发展观，按照气象发展战略研究成果的要求，脚踏实地、精益求精地搞好气象观测、气象预报、气象服务等本职工作，为经济发展、社会进步、国防安全和人民健康做出应有的贡献，为建设社会主义新农村、构建和谐社会、建设小康社会做出更大的努力。
在自然界中，水分在循环运动中不断地改变着它的状态：液态的水，固态的冰和气态的水汽。液态的水可以凝结为固态的冰层和冰粒，也可以蒸发为气态的水汽，气态的水汽可以凝结为液态的云雾雨露，也可以凝华为固态的冰霜雪雹，而固态的冰霜雪雹可以溶解为液态的水或水滴，也可以升华为气态的水汽。蒸发和凝结，升华和凝华，融解和凝固，这种水态的转化过程，在自然界里是永不停息地进行着的。 自然界中暴露着的液态水和固态冰，每时每刻都在向大气中蒸发着水分，形成水汽。水分蒸发的快慢与蒸发面的温度，性质和形状，空气中的温度以及风速、气压等因素有关。
一般情况下，温度高，蒸发面水分子平均动能增大，因而容易跳出水面闯入大气，蒸发速度较快；温度低，蒸发面水分子的平均动能减小，因而不太容易跳出水面而闯入大气，蒸地球上的江河湖海以及陆地表面中的水分子受到阳光照射，不断地蒸发、升腾，混入大气中。水汽随着温暖的上升气流升入高空后，温度变得越来越低，水汽达到过饱和状态，于是，水汽便在凝结核的作用下结成小水滴。无数的小水滴集合在一起便形成了云。
水，水是万物赖以生存的基本要素。但随着社会经济的发展，人类对水资源的需求量不断增大。本世纪以来全世界淡水用量增长了8倍，其中农业用水增长了7倍，城市用水增长了12倍，工业用水增长了20，而且世界淡水用量以每年5％的速度递增。目前世界上大约有90个国家，40％的人口出现缺水危机。据统计，我国水资源总量为万亿立方米，居世界第六位。人均占有量2340立方米，仅为世界人均占有量的1／4，排在世界第109位，被列为世界13个贫水国家之一。我国640多个城市中，缺水城市300多个，严重缺水城市108个。
根据大气中水汽的性质以及现在缺水的现实情况，为缓解水资源短缺的矛盾，全国气象部门及气象专家积极探索利用空中云水资源进行人工增雨，经实践检验认为人工增雨是一种投资少、见效快、效益高、影响大的好方法。人工增雨是利用有降水天气的条件，也就是说有能下雨的云（低于0℃的云），通过人工干预，使云里面的水滴经催化剂（液氮）催化后，促使液态水滴出现冰晶，使低于0℃的云的局部迅速降温，引起象态变化。在水滴和冰晶共存的情况下，冰面的水汽压力要比液态水滴的水汽压力小，这样液态水滴表面的水汽分子向冰面运动，附着在冰粒上，使冰粒不断长大，然后变成小雪花存在焉，在沉降过程中越落温度越高，逐渐化成小水滴。在自然状态下，液态水滴很难变成冰晶，通过人工干预使它事成冰晶，在自然降水的情况下增加降水。
现在全国气象部门都在各级政府的领导下，开展有计划、有步骤的人工增雨作业，达到抗旱减灾、蓄水补源、维护生态、保障民生的目的。
（2）第一章 气象知识
（2）现在我介绍几种气象知识：
1、云和雾的产生以及降水是怎样形成的
云和雾都是悬浮于空中的微细水滴或冰晶组成的。云为空中之雾，雾为地面之云，它们之间并没有本质上的区别，区别只在于雾是空气中的水汽在地面附近就达到过饱和状态，从而形成肉眼能够看得见的但又很难看得清楚的小雾滴，日出以后不久，雾由于受到阳光的照射而开始蒸发，常常被抬升为灰色的云层，进而升入高空，变成了云。根据空气达到过饱和的具体条件不同，雾可分为：辐射雾、平流雾、锋面雾、上坡雾和蒸气雾。在云块中，随着空气中的水汽的不断补充，过饱和的水汽继续不断地在云滴上凝结和凝华，使云滴继续增大。当增大到一定程度，由于重力作用，云滴开始下落。在下落过程中，大的云滴下降速度快，小的云滴下降速度慢，因此大的云滴会赶上小的云滴，合并成更大的云滴。如此下去，云滴就象雪球一样越聚越大，最终落向地面，成为雨滴。此外还要判断降水性质，即阵性降水、连续性降水和间歇性降水等三种类型。阵性降水又称对流性降水，降水时间短促，降水强度变化大，骤降骤止，并伴有气温、气压、风等气象要素的显著变化，常降自积雨云和浓积云；间歇性降水表现为时降时停，雨量时大时小，但这些变化都很缓慢，常降自层积云和厚薄不均的高层云；连续性降水具有持续时间长，强度变化小的特点，常降自雨层云和高层云。
2、雷雨是怎样产生的？
在夏季晴朗的日子里，当某地存在暖湿气流时，便会产生对流运动。暖湿气流从地面生起，因绝热冷却达到过饱和而凝结成云，在下降气流控制的地区，空气绝热增温，空气相对湿度较小，云无法产生，于是便形成了一朵朵顶部凸出，底部平坦象馒头一样的淡积云。若对流运动继续发展，由于上升气流的中部比周围强，于是便形成了象山峦或宝塔那样的浓积云和更加庞大的犹如巍巍高山的积雨云了。在积雨云中，由于冰晶之间的相互碰撞，摩擦和发热，结果使冰晶破碎和分离，于是热的一端带负电，向云顶积结，冷的一端带正电，向云底靠拢，云层底部的正电荷区会在地面上感应出负电荷区，云中的电荷分离作用愈强烈，云底与地面之间的电位差就愈大，当大到一定程度时，就会发生击穿空气的放电现象，造成闪电和雷鸣，形成雷雨。
3、雷雨云中的空气放电为什么会引起闪电和雷鸣？
在发生空气放电的瞬间，云底底部与地面之间会达到每厘米千伏以上的高压，空气温度会骤然达到摄氏一万度，甚至二万度，在这样高的温度下，不仅空气本身会很快地膨胀，而且云滴和雨水也会急剧汽化，所以我们会看到闪电，同时在闪电的通路上，空气一过又很快地冷却收缩，膨胀和收缩速度竟可达1000米/秒以上，这样一胀一缩，空气便会发生剧烈的振动，产生爆裂声，即雷鸣。
4、为什么雷声总出现在闪电之后？
在雷雨云中，闪电和雷声是同时发生的。但由于它们在大气中的传播速度相差很大，因此人们总是先看到闪电而后听到雷声。光每秒钟走30万公里，而声音只能走340米，所以闪电几乎是在空气放电的一瞬间就传到我们的眼里，而雷声则要经过一段时间后才能传到我们的耳朵里。闪电与雷声出现的时间愈长，雷雨区就离我们愈远。
5、雷雨云中为什么有时会产生冰雹？
冰雹是从积雨云中降落下来的小冰球或冰块，能够下冰雹的积雨云叫冰雹云。在冰雹云里，起初和下雷雨的积雨云一样，也是由水滴、雪花、冰晶混合组成。云中的上升气流比较强，它把云底部不断增长的水滴送到云的中上部成为过冷却水滴，它们或者跟冰晶、雪花碰到一起，或者自然冻结，形成冰雹胚胎。当遇到过冷却水滴时，胚胎表面会冻结一层不透明的冰，当上升气流减少，冰雹胚胎降到0℃线以下时，它的表面的一部分又融化成水，同时也有一部分水滴粘上去。当它再次被增强的上升气流带到0℃线以上时，胚胎表面的水又冻结起来，形成一层比较透明的冰壳。由于积雨云中的上升气流时强时弱，所以，冰雹胚胎就一次一次地在空中翻腾着，并不断地裹上一层层不透明和透明的冰衣，直到上升气流再也托不住它的时候，便会一落千丈降下来，形成冰雹。
6、晕是怎样产生的？
晕是日月光线通过卷层云时，受到冰晶的折射或反射而形成的。当光线射入卷层云中的冰晶后，经过两次折射，分散成不同方向的各色光。实际上，有卷层云时，天空漂浮无数的冰晶，在太阳周围的同一圆圈上的冰晶，却能将同颜色的光折射到我们的眼睛里来而形成内红外紫的晕环。天空中有由冰晶组成的卷层云会出现一个或两个以上以日月为中心，内红外紫的彩色光环，有时还会出现很多彩色或白色的光点和光弧，这些光环、光点和光弧统称为晕。
7、虹霓是怎样形成的？
虹是光线以一定角度照在水滴上所发生的折射，分光，内反射，再折射等造成的大气光象。光线照射到雨滴后，在雨滴内会发生折射，各种颜色的光发生偏离。其中紫色光的折射程度最大，红色光的折射程度最小，其它各色光则介于两者之间。折射光线经雨滴的后缘内反射后，再经过雨滴和大气折射到我们的眼里，由于空气悬浮的雨滴很多，所以当我们仰望雨滴时，同一弧线上的雨滴所折射出的不同颜色的光线角度相同，于是我们就看到了内紫外红的彩色光带，即彩虹。
？？？ 霓：有时在虹的外侧还能看到第二道虹，光彩比第一道虹稍淡，色序是外紫内红，称为副虹或霓。
？？？ 霓和虹的不同点仅仅在于光线在雨点内产生二次内反射，因此光线通过雨滴后射到我们眼帘时，光弧色带就与虹正好相反。
8、天空为什么会降落酸雨？
酸雨是呈现酸性的雨水；有时酸雨的酸性较强；落到人的身上；往往会使人有灼痛之感。酸雨是一种灾害性较强的雨水，它往往给自然界造成严重的生态破坏，并直接威胁着动植物的生存。酸雨是由于工厂大量燃烧石油、天然气，排放出大量的二氧化碳和含有硫、氮和氧化物，进入到大气后，在空中发生化学反应所形成的硫酸和硝酸，随着雨水一起降落到地面而形成的。
9、露水是怎样形成的？
在夏季晴朗的早晨，由于气温较低；地面的热量迅速向外辐射；近地面层的空气温度很快降低；当实际温度低于露点温度时；空气中的水蒸气遇到较冷的花草或树叶表面便会凝结成小水珠；成为露水。
10、霜是怎样形成的？
在秋冬季节，由于受寒潮或较冷空气的影响，气温明显下降，地面热量散发迅速，在碧空风微的夜晚到清晨，当物体或作物温度降到摄氏零度以下时，空气中的水蒸气便直接在地面物体或作物上凝华成白色象冰屑一样的霜。
11、霜和霜冻有何区别？
霜是当物体或作物温度降到摄氏零度以下时，空气中的水蒸气直接在地面该物体或作物上凝华成的白色象冰屑一样的结晶物，而霜冻是指作物表面的温度迅速下降到其遭受危害时的温度，人们把它称为“暗霜”或“黑霜”。
12、霜冻是怎样对作物造成危害的？
作物内部都是由许多细胞组成的。作物内部细胞与细胞之间的水分当温度降到摄氏零度以下时就开始结冰。从物理学中的得知，物体结冰时体积要膨胀。因此，当细胞之间的冰粒增大时，细胞就会受到压缩，细胞内的水分被迫向外渗透出来。细胞失掉过多的水分，它内部原来的胶状物质就逐渐凝固起来。特别是在严寒霜冻以后，气温又突然回升，则作物渗透出来的水分很快变成水汽散失掉。细胞失去的水分没法复原，作物便会死去。
13、云有哪些类型？
云按高度分类，通常可分为四大类型：高云、中云、低云和直展云。高云的云层高度在六千米以上，通常又分为卷云、卷层云和卷积云；中云云底高度在二千五百米至六千米之间，一般分为高层云和高积云；低云云底高度低于二千五百米，又分为层积云、层云和雨层云；直展云云底高度低于二千五百米，有积云和积雨云之分。
14、积雨云形成冰雹需具备哪些条件？
第一、要求冰雹云发展特别旺盛，其垂直厚度应超过8公里，因为只有这样的高度，温度才比较低，过冷水滴才能自然冻结，产生适当数量的冰雹胚胎。
第二、冰雹云中应有强大的上升气流托住冰雹，使冰雹在长成以前不会提前掉下来，这样上升气流一般要在15米/秒以上。
第三、冰雹云应有丰富的水量供应（达到10…20克/立方米以上）在0℃层以上时，有过冷水滴集中区，以保证冰雹的迅速增长。
15、如何辨别冰雹云？
有积雨云，不一定都下冰雹；下冰雹必须有积雨云。冰雹云和产生雷雨的积雨云相比，无论从视外表，观云色还是辨闪电，听雷声，都有许多不同。
视外表：冰雹云比较厚，
