学诚法师水晶图片:大气层、云层、厄尔尼诺、流星、流星雨、陨石、晚霞、闪电、雷暴、极光

来源:百度文库 编辑:偶看新闻 时间:2024/04/29 05:43:02

大气层 

    大气层(atmosphere)又叫大气圈,地球就被这一层很厚的大气层包围着。大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气。大气层的空气密度随高度而减小,越高空气越稀薄。大气层的厚度大约在1000千米以上,但没有明显的界限。整个大气层随高度不同表现出不同的特点,分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层,再上面就是星际空间了。

  对流层在大气层的最低层,紧靠地球表面,其厚度大约为10至20千米。对流层的大气受地球影响较大,云、雾、雨等现象都发生在这一层内,水蒸气也几乎都在这一层内存在。这一层的气温随高度的增加而降低,大约每升高1000米,温度下降5~6℃。动、植物的生存,人类的绝大部分活动,也在这一层内。因为这一层的空气对流很明显,故称对流层。对流层以上是平流层,大约距地球表面20至50千米。平流层的空气比较稳定,大气是平稳流动的,故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少,并且在30千米以下是同温层,其温度在-55℃左右。平流层以上是中间层,大约距地球表面50至85千米,这里的空气已经很稀薄,突出的特征是气温随高度增加而迅速降低,空气的垂直对流强烈。中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。

  除此之外,还有两个特殊的层,即臭氧层和电离层。臭氧层距地面20至30千米,实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的,使氧分子变成了臭氧。电离层很厚,大约距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体,被太阳光的紫外线照射,电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。电离层对电磁波影响很大,我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点,来实现电磁波的远距离通讯。

  在地球引力作用下,大量气体聚集在地球周围,形成数千公里的大气层。气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000公里高空仍发现有稀薄大气,有人认为,大气层的上界可能延伸到离地面6400公里左右。据科学家估算,大气质量约6000万亿吨,差不多占地球总质量的百万分之一,其中包括:氮78%、氧21%、氩0.93%、二氧化碳0.03%、氖0.0018%,此外还有水汽和尘埃等。

  根据各层大气的不同特点(如温度、成分及电离程度等),从地面开始依次分为对流层、平流层、中间层、热层(电离层)和外大气层。

对流层

  接近地球表面的一层大气层,空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动,叫做“对流层”。它的厚度不一, 其厚度在地球两极上空为8公里,在赤道上空为17公里,是大气中最稠密的一层,占大气层的四分之三还要多。大气中的水气几乎都集中于此,是展示风云变幻的“大舞台”:刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。

平流层

  对流层上面,直到高于海平面50公里这一层,气流主要表现为水平方向运动,对流现象减弱,这一大气层叫做“平流层”,又称“同温层”。这里基本上没有水气,晴朗无云,很少发生天气变化,适于飞机航行。在20~30公里高处,氧分子在紫外线作用下,形成臭氧层,像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳高能粒子的袭击。

中间层

  平流层以上,到离地球表面85公里,叫做“中间层”。中间层以上,到离地球表面500公里,叫做“热层”。在这两层内,经常会出现许多有趣的天文现象,如极光、流星等。人类还借助于热层,实现短波无线电通信,使远隔重洋的人们相互沟通信息,因为热层的大气因受太阳辐射,温度较高,气体分子或原子大量电离,复合机率又少,形成电离层,能导电,反射无线电短波。

暖层

  又名电离层,中间层以上是暖层,大约距地球表面100至800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时,太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收,因此温度升高,故称暖层。散逸层在暖层之上,为带电粒子所组成。

  暖层的特点是,气温随高度增加而增加,在300公里高度时,气温可达1000℃以上,像铅、锌、锡、锑、镁、钙、铝、银等金属,在这里也会被熔化掉。本层之所以有高温,主要是因为所有的波长小于0.175μm的太阳紫外线辐射,都被暖层气体所吸收。暖层中的氮(N2)、氧(O2)和氧原子(O)气体成分,在强烈的太阳紫外线和宇宙射线作用下,已处于高度电离状态,所以也把暖层称作“电离层”。其中100~120公里间的E层和200~400公里间的F层,以及介于中间层和暖层之间,只在白天出现,高度大致为80公里的D层,电离程度都较强烈。电离层的存在,对反射无线电波具有重要意义。人们在远方之所以能收到无线电波的短波通讯信号,就是和大气层有此电离层有关。

外层

  热层顶以上是外大气层,延伸至距地球表面1000公里处。这里的温度很高,可达数千度;大气已极其稀薄,其密度为海平面处的一亿亿分之一。

  大气层有多厚,这的确是一个很吸引人的问题。人类经过不懈地探索和追求,对大气层的认识越来越清晰了。整个大气层可以分成几个层。

  从地面到10~12千米以内的这一层空气,它是大气层最底下的一层,叫做对流层。主要的天气现象,如云、雨、雪、雹等都发生在这一层里。

  在对流层的上面,直到大约50千米高的这一层,叫做平流层。平流层里的空气比对流层稀薄得多了,那里的水汽和尘埃的含量非常少,所以很少有天气现象了。

  从平流层以上到80千米这一层,有人称它为中间层,这一层内温度随高度降低。

  在80千米以上,到500千米左右这一层的空间,叫做热层,这一层内温度很高,昼夜变化很大。

  从地面以上大约50千米开始,到大约1000千米高的这一层,叫做电离层。美丽的极光就出现在电离层中。

  在离地面500千米以上的叫外大气层,也叫磁力层,它是大气层的最外层,是大气层向星际空间过渡的区域,外面没有什么明显的边界。在通常情况下,上部界限在地磁极附近较低,近磁赤道上空在向太阳一侧,约有9~10个地球半径高,换句话说,大约有65000千米高。在这里空气极其稀薄。

  通常把1000千米之内,即电离层之内作为大气的高度,即大气层厚1000千米

 

 

云层

 

    我们常常看到天空有时碧空无云,有时白云朵朵,有时又是乌云密布。为什么天上有时有云,有时又没有云呢?云究竟是怎样形成的呢? 它又是由有什么组成的?

  漂浮在天空中的云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的,有的是由小水滴或小冰晶混合在一起组成的。有时也包含一些较大的雨滴及冰、雪粒,云的底部不接触地面,并有一定厚度。

  云的形成主要是由水汽凝结造成的。

  我们都知道,从地面向上十几公里这层大气中,越靠近地面,温度越高,空气也越稠密;越往高空,温度越低,空气也越稀薄。

  另一方面,江河湖海的水面,以及土壤和动、植物的水分,随时蒸发到空中变成水汽。水汽进入大气后,成云致雨,或凝聚为霜露,然后又返回地面,渗入土壤或流入江河湖海。以后又再蒸发(升华),再凝结(凝华)下降。周而复始,循环不已。

  水汽从蒸发表面进入低层大气后,这里的温度高,所容纳的水汽较多,如果这些湿热的空气被抬升,温度就会逐渐降低,到了一定高度,空气中的水汽就会达到饱和。如果空气继续被抬升,就会有多余的水汽析出。如果那里的温度高于0°C,则多余的水汽就凝结成小水滴;如果温度低于0°C,则多余的水汽就凝化为小冰晶。在这些小水滴和小冰晶逐渐增多并达到人眼能辨认的程度时,就是云了

  卷云最高大概10000米

  晴天云简表

  云名 云的形态变化 高度 厚度 天气征兆

  卷云 像羽毛像绫纱,丝丝缕缕地漂浮着 最高 最薄 象征晴朗

  卷积云 像水面的鳞波,是成群成行的卷云 很高 很薄 无雨雪

  积云 像棉花团,上午出现,傍晚消散 2 000米左右 较薄 阳光温和

  高积云 像草原上雪白的羊群,扁球状,排列整齐 2 000米左右 较薄 天晴

  卷层云

  卷云聚集,向前推进 像白绸幕蒙住天空 高

  晴转阴

  高层云

  卷云越变越厚 像毛玻璃遮着太阳 低

  将下雨雪

  雨层云

  高层云变得更厚 暗灰色云块密布天空 更低

  雨雪连绵

  积雨云

  积云迅速形成高大云山 乌云密布天空 更低

  雷雨冰雹

  云的光彩简表

  这里介绍10种云层形式,有“积”字表示云的形状是块状(无关大小),有“层”字表示天空布满阴沉的云。每种类型都给出了分布的大约海拔高度,云层越高,天气越好。在极地地区,同种类型的云层会在更低海拔的天空出现。

  卷积云:小圆块积云,看上去如同波纹状,常被称为“鱼鳞天”,通常海拔高度5 000~8 000米,一般预兆晴朗天气。

  高积云:类似于卷积云,预兆天气良好,但它的覆盖范围更广,云层更厚,白中有暗。通常出现于暴雨之后,悬浮在5 000~6 000米的高空。

  积雨云:为低层雷云,云色乌暗。塔形云层高可达6 000米,顶部平云层被称作砧顶。积雨云常带来强风暴雨、雷鸣和闪电。上层类似假卷云,顶层类似假雨云。

  积云:很易于识别,蓬松状白云,如同团团棉絮,飘浮在空中。如果彼此分开意味着又是美好的晴天,可是如果发展得越来越大,前端越来越多,很可能会带来一场突然降临的暴雨。位于海上碧空中的积云,通常表明离陆地已经不远,高度一般不超过2 500米。

  卷云:由冰晶形成的高层缕状云,这也是它看上去纯白色的原因,经常称作马尾云。它们也通常意味着天气晴朗,高5 000~9 000米。

  卷层云:由冰颗粒形成,看上去像白云的纹路,这些是惟一会在太阳或月亮周围产生光晕的云层。如果卷层云扩展,意味着天气晴朗;如果卷层云缩小,意味着将要下雨;如果天空笼罩着卷云,卷云上部的天空变暗,逐渐形成卷积云,这预示着雨雪的来临。

  高层云:在阳光或月光照耀下,看上去像灰色的幕幔。如果湿空气靠近,云盘消失,云层变厚、变暗,直至下雨,高可达2 500~6 000米。

  雨层云:为低层乌云,笼罩在空中,意味着4小时之内会有降雨,通常会持续几小时。

  层积云:低层覆瓦状云层,通常覆盖整个天空。云层较薄,阳光可以透射下来。它们可能会带来雷阵雨,但一般会在午后消失,留下一片晴朗明亮的蓝天。高度低于2 500米。

  层云:云层最低,犹如浓雾笼罩在空中,刚开始出现时经常会被误认为是高山浓雾。它们并非很自然的雨水云,但也可以形成蒙蒙细雨。如果在夜间它越来越厚,覆盖在清晨空中,通常这会是晴朗的一天,高度不超过2 500米。

  对流层

  从地表到8至15公里高度范围内称为对流层。

 

厄尔尼诺

 

    厄尔尼诺现象概括厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流,是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象,就是沃克环流圈东移造成的。正常情况下,热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲,使太平洋表面保持温暖,给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2—7年被打乱一次,使风向和洋流发生逆转,太平洋表层的热流就转而向东走向美洲,随之便带走了热带降雨,出现所谓的“厄尔尼诺现象”。

  “厄尔尼诺”一词来源于西班牙语,原意为“圣婴”。19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家,渔民们发现,每隔几年,从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流,随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界四大渔场之一,但这股暖流一出现,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后,于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子--圣婴。后来,在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时,大范围的海水温度可比常年高出3-6摄氏度。太平洋广大水域的水温升高,改变了传统的赤道洋流和东南信风,导致全球性的气候反常。

  厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高,海水水位上涨,并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域,结果引起海啸和暴风骤雨,造成一些地区干旱,另一些地区又降雨过多的异常气候现象。

  厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期,历时一般一年左右,大气的变化滞后于海水温度的变化。

  在气象科学高度发达的今天,人们已经了解:太平洋的中央部分是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下,太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流,其中一部分变成赤道海流向西移动,此时,沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚,而下层冷海水则在东侧涌升,使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度渐渐升高,这一段海域被称为“赤道暖池”,同纬度东段海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气也存在温差,东边的温度低、气压高,冷空气下沉后向西流动;西边的温度高、气压低,热空气上升后转向东流,这样,在太平洋中部就形成了一个海平面冷空气向西流,高空热空气向东流的大气环流(沃克环流),这个环流在海平面附近就形成了东南信风。但有些时候,这个气压差会低于多年平均值,有时又会增大,这种大气变动现象被称为“南方涛动”。60年代,气象学家发现厄尔尼诺和南方涛动密切相关,气压差减小时,便出现厄尔尼诺现象。厄尔尼诺发生后,由于暖流的增温,太平洋由东向西流的季风大为减弱,使大气环流发生明显改变,极大影响了太平洋沿岸各国气候,本来湿润的地区干旱,干旱的地区出现洪涝。而这种气压差增大时,海水温度会异常降低,这种现象被称为“拉尼娜现象”。

  20世纪60年代以后,随着观测手段的进步和科学的发展,人们发现厄尔尼诺现象不仅出现在南美等国沿海,而且遍及东太平洋沿赤道两侧的全部海域以及环太平洋国家;有些年份,甚至印度洋沿岸也会受到厄尔尼诺带来的气候异常的影响,发生一系列自然灾害。总的来看,它使南半球气候更加干热,使北半球气候更加寒冷潮湿。

  近年来,科学家对厄尔尼诺现象又提出了一些新的解释,即厄尔尼诺可能与海底地震,海水含盐量的变化,以及大气环流变化等有关。

  厄尔尼诺现象是周期性出现的,大约每隔2-7年出现一次。至1997年的20年来厄尔尼诺现象分别在76-77年、82-83年、86-87年、91-93年和94-95年出现过5次。1982—1983年间出现的厄尔尼诺现象是本世纪以来最严重的一次,在全世界造成了大约1500人死亡和80亿美元的财产损失。进入90年代以后,随着全球变暖,厄尔尼诺现象出现得越来越频繁。

  由于科技的发展和世界各国的重视,科学家们对厄尔尼诺现象通过采取一系列预报模型,海洋观测和卫星侦察,海洋大气偶合等科研活动,深化了对这种气候异常现象的认识。首先认识到厄尔尼诺现象出现的物理过程是海洋和大气相互作用的结果,即海洋温度的变化与大气相关联。所以在80年代后,科学家们把厄尔尼诺现象称之为“安索”(enso)现象。其次是热带海洋的增温不仅发生在南美智利海域,而且也发生在东太平洋和西太平洋。它无论发生在哪时,都会迅速地导致全球气候的明显异常,它是气候变异的最强信号,会导致全球许多地区出现严重的干旱和水灾等自然灾害。

  从我国6-8月主要雨带位置来看,在75%的厄尔尼诺年内,夏季雨带位置在江、淮流域。形象一点说,热带地区大气环流的低频振荡可比作是热带地区的心脏跳动,厄尔尼诺事件的发生就好象是热带地区得了一个心脏病,使得规律性的低频振荡出现了异常现象。

  当上述厄尔尼诺现象发生时, 遍及整个中、东以及太平洋海域,表面水温正距平高达3℃以上,海温的强烈上升造成水中浮游生物大量减少,秘鲁的渔业生产受到打击,同时造成厄瓜多尔等赤道太平洋地区发生洪涝或干旱灾害,这样的厄尔尼诺现象称为厄尔尼诺事件。一般认为海温连续三个月正距平在 0.5℃以上,即可认为是一次厄尔尼诺事件。相反,如果南美沿岸海温连续三个月负距平在 0.5℃以上,则认为是反厄尔尼诺事件,又称拉尼娜事件。当前据气象学家的研究普遍认为:厄尔尼诺事件的发生对全球不少地区的气候灾害有预兆意义,所以对它的监测已成为气候监测中一项重要的内容。

09年厄尔尼诺是否再现

  今年“圣婴”厄尔尼诺又可能来了。赤道太平洋海洋持续异常偏暖的现象被称为“厄尔尼诺”,它的反复出现具有一定的周期性,一般3-7年出现一次。上一次厄尔尼诺现象出现在2006年,因此这个老相识现在也是时候“卷土重来”了。

  据国家气候中心最新监测表明:6月份赤道中东太平洋大范围海表温度较常年同期异常偏暖,偏暖中心值超过1.0℃;赤道太平洋次表层整体为异常暖水控制;与此同时,近期热带大气也出现了与海洋异常相匹配的调整:反映大气异常的南方涛动指数较前期显著降低,赤道太平洋上空大部分地区为减弱的信风控制。

  任福民表示,6月份赤道中东太平洋出现了明显的厄尔尼诺特征,预计未来3-6个月,赤道中东太平洋海表温度将持续较常年同期异常偏暖0.5℃以上。由此,可以认为今年6月赤道中东太平洋已进入厄尔尼诺状态,将发展成为一次厄尔尼诺事件。

  气候异常的成因错综复杂,是多种气候影响因子综合作用的结果。我国的气候不仅受到厄尔尼诺或拉尼娜的影响,也同时受到中高纬度大气环流、青藏高原积雪、季风、西太平洋副热带高压等多个因子的制约。因此,即使形成厄尔尼诺事件,后期将如何影响我国的气候仍具有不确定性,气象部门还将对热带海洋大气未来的发展以及各种气候因子进行全面的密切监视和综合分析。

  淮河洪涝是否和厄尔尼诺有关?

  厄尔尼诺是一种发生在热带海洋中的异常现象,其显著特征是赤道太平洋东部和中部海域海水出现显著增温。我国厄尔尼诺评判标准为海温距平指数≥0.5℃且至少持续6个月,则定义为一次厄尔尼诺事件。要想得知今年是不是厄尔尼诺年,那就要等到11月份。

  任福民在采访中提到,目前我国江淮已出现暴雨洪涝灾害,并且部分地区的大雨仍在持续, 防汛形势严峻,厄尔尼诺现象的征兆似乎已经开始显现。如果是厄尔尼诺现象,那么它对这次降水是有利的。

  据气象历史资料显示,在75%的厄尔尼诺年内,我国夏季雨带位置常在江淮流域。受厄尔尼诺影响,我国长江以南的降雨带会比常年偏多;而随之带来的是厄尔尼诺现象发生后的次年,南方易出现洪涝。近百年来发生在我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺年的次年。

  我国1998年夏季长江流域的特大暴雨洪涝就与1997-1998年厄尔尼诺现象密切相关。当年厄尔尼诺强大的影响力一直从1997年上半年续待至1998年上半年。98年全球年平均气温达到14.5℃,创下有现代气象记载以来的最高纪录;而我国那年也遭遇了历史罕见的特大洪水,那一年被称为20世纪最强烈的厄尔尼诺现象。

  2009年地球将很热

  肆虐威力不可挡 封称年际气候异常信号

  在气候预测领域,厄尔尼诺是迄今为止公认的最强的年际气候异常信号之一。它常常会使北美地区当年出现暖冬,南美沿海持续多雨,还可能使得澳大利亚等热带地区出现旱情。

  厄尔尼诺现象是海洋和大气相互作用不稳定状态下的结果。据统计,每次较强的厄尔尼诺现象都会导致全球性的气候异常,由此带来巨大的经济损失。我国1998年夏季长江流域的特大暴雨洪涝就与1997-1998年厄尔尼诺现象密切相关,气象部门正是主要依据这一因子很好地提供了预测服务。

  此外,通常在厄尔尼诺现象发生的当年,我国的夏季风会较弱,季风雨带偏南,北方地区夏季往往容易出现干旱、高温天;厄尔尼诺可能会使冬季出现暖冬的几率增大;夏季东北地区出现低温的几率增大;西北太平洋的台风产生个数及在我国沿海登陆个数均较正常年份偏少。由此可见,我国的气候也在厄尔尼诺现象的影响范围之内。

  新闻背景:

  坏脾气“婴儿”——厄尔尼诺:

  在西班牙语里原本是“圣婴”的意思。厄尔尼诺与拉尼娜(异常寒冷的寒流被称为“拉尼娜”)经常交替出现。此外厄尔尼诺的影响程度和威力较拉尼娜要大。

  19世纪初,在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系国家的渔民们发现,每隔几年,从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流,使表层海水温度明显升高。这股暖流一出现,性喜冷水的鱼类就会大量死亡,使渔民们遭受灭顶之灾。在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。

  我国地域辽阔,横跨热带、亚热带、温带和寒带四个温区,而且又地处太平洋西岸,因此厄尔尼诺现象也不可避免地影响到我国的气候。分析表明,盛产于我国黄海和渤海的对虾产量与厄尔尼诺现象密切相关。每当发生厄尔尼诺现象时,对虾的产量就明显下降,平均下降幅度为30%。发生强厄尔尼诸现象时,产量的下降就更为显著,平均下降幅度达70%之多。在最强的厄尔尼诺年1982年,对虾产量只有高产年份(1956年和1979)的1/7。

  厄尔尼诺的气候影响

  首先是台风减少,厄尔尼诺现象发生后,西北太平洋热带风暴(台风)的产生个数及在我国沿海登陆个数均较正常年份少。

  其次是我国北方夏季易发生高温、干旱,通常在厄尔尼诺现象发生的当年,我国的夏季风较弱,季风雨带偏南,位于我国中部或长江以南地区,我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。1997年强厄尔尼诺发生后,我国北方的干旱和高温十分明显。

  第三是我国南方易发生低温、洪涝,在厄尔尼诺现象发生后的次年,在我国南方,包括长江流域和江南地区,容易出现洪涝,近百年来发生在我国的严重洪水,如1931年、1954年和1998年,都发生在厄尔尼诺年的次年。我国在1998年遭遇的特大洪水,厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。

  最后,在厄尔尼诺现象发生后的冬季,我国北方地区容易出现暖冬。

  根据近50年的气象资料,厄尔尼诺发生后,我国当年冬季温度偏高的几率较大,第二年我国南部地区夏季降水容易偏多,而北方地区往往出现大范围干旱。

  据历史记载,自1950年以来,世界上共发生13次厄尔尼诺现象。其中1997年发生的并且持续至今的这一次最为严重。主要表现在:从北半球到南半球,从非洲到拉美,气候变得古怪而不可思议,该凉爽的地方骄阳似火,温暖如春的季节突然下起来大雪,雨季到来却迟迟滴雨不下,正值旱季却洪水泛滥。

  科学家们认为,厄尔尼诺现象的发生与人类自然环境的日益恶化有关,是地球温室效应增加的直接结果,与人类向大自然过多索取而不注意环境保护有关。

  根据对近百年来太阳活动变化规律与厄尔尼诺关系的研究,科学家发现太阳黑子减少期到谷值期是厄尔尼诺的多发期,并有2至3次厄尔尼诺发生。

  1997年春夏之交开始沸腾的赤道“气候开水壶”——厄尔尼诺,以其来势之凶、发展之快、强度之大、危害之重堪称百年之首,已被人民日报等新闻单位评为十大国际新闻之一,并且受到我国及世界各国高层决策者及环境、经济学家的密切关注。

  早在形成之初,江泽民总书记就要求有关部门研究厄尔尼诺事件对我国农业可能带来的影响,国家有关部门邀请专家就此进行了咨询,并向中央领导提出书面报告。专家指出,厄尔尼诺的生态、环境、气候效应以及对世界经济的影响不容忽视,应当引起有关部门的高度重视。

  早期,人们对东太平洋出现的暖洋流兴趣十足,为其取名为“上帝之子”。一是因为它常发生在圣诞节前后,更主要原因,它与当地的丰收年景有关。1925年人们目睹了秘鲁附近发生的暖洋流,当年3月沙漠地区降雨量多达400毫米,而前5年降水总和不足20毫米。结果,沙漠变成绿洲,几乎整个秘鲁覆盖着茂密的牧草,羊群成倍增多,不毛之地纷纷长出了庄稼……尽管人们也发现,许多鸟类死亡,海洋生物遭到破坏,但人们依然相信是“圣婴”给他们带来了丰收年。

  几十年过去了,人们对厄尔尼诺现象已有全新理解,特别对生态、环境、气候乃至世界经济的影响,有了较深刻的认识。科学家确信,厄尔尼诺特别是强厄尔尼诺会给世界经济带来巨大灾难。美国《纽约时报》和《洛杉矶时报》提供的评估材料显示:1982~1983年的暖事件中,秘鲁是受害最重的国家之一。事件发生前,秘鲁供应的鱼粉占世界38%,1982~1983年秘鲁的捕鱼量从过去的1030万吨锐减到180万吨;美国作为鱼粉的代用品——黄豆的价格暴涨3倍,饲料价格上涨反过来又使鸡的零售价猛涨;菲律宾干旱严重,导致椰子价格大幅度上扬,又使制造肥皂和清洁剂的成本大大提高……1997年8月,世界气象组织的一份报告指出,1982~1983年的厄尔尼诺,造成全球130亿美元的直接经济损失,间接和潜在影响难以估计。

  我国科学家对1871~1997年发生的30余次厄尔尼诺事件研究认为,以热带东太平洋地区洪水泛滥、热带西太平洋地区荒芜干旱为特征的厄尔尼诺,对世界的影响弊大于利。特别是90年代以来发生的4次厄尔尼诺,使太平洋沿岸国家遭受重大损失:澳大利亚发生数十年最严重的干旱,粮食持续减产,经济作物破坏严重;印尼、澳大利亚森林大火损失惨重,举世瞩目;厄尔尼诺还使美国东部出现少有的寒冬,造成能源、交通运输等经济损失数百亿美元;东亚许多国家经历了少有的冷夏,水稻严重减产。我国科学家认为,厄尔尼诺对我国的影响明显而复杂,主要表现在五个方面:一是厄尔尼诺年夏季主雨带偏南,北方大部少雨干旱;二是长江中下游雨季大多推迟;三是秋季我国东部降水南多北少,易使北方夏秋连旱;四是全国大部冬暖夏凉;五是登陆我国台风偏少。除了上述一般规律外,也有一些例外情况。因为制约我国天气气候的因素很多,如大气环流、季风变化、陆地热状况、北极冰雪分布、洋流变化乃至太阳活动等。

  至于厄尔尼诺形成原因,则是当代科学之谜。大多科学家认为不外乎两大方面:一是自然因素。赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关;二是人为因素。即人类活动加剧气候变暖,也是赤道暖事件剧增的可能原因之一。

  1997年12月份就出现了20世纪末最严重的一次厄尔尼诺现象。海水温度的上升常伴随着赤道幅合带在南美西岸的异常南移,使本来在寒流影响下气候较为干旱的秘鲁中北部和厄瓜多尔西岸出现频繁的暴雨,造成水涝和泥石流灾害。厄尔尼诺现象的出现常使低纬度海水温度年际变幅达到峰值。因此,不仅对低纬大气环流,甚至对全球气候的短期振动都具有重大影响。一百多年来,著名的厄尔尼诺年是:1891年、1898年、1925年、1939年~1941年、1953年、1957年~1958年、1965年~1966年、1972年~1976年、1982年~1983年和1997年~1998年。

历史上的厄尔尼诺

  流经南美沿岸的秘鲁海流是一支冷洋流,在几乎与秘鲁海岸平行的东南信风的吹送下,表层海水离岸外流,深层海水上涌补充,同时将营养盐类挟至上层,因而浮游生物繁盛,吸引大量秘鲁沙丁鱼等冷水性鱼类在这儿繁衍、栖息,使该地区成为著名的东南太平洋渔场。可是在某些年份,东南信风暂时减弱,太平洋赤道逆流的南支越过赤道沿厄瓜多尔沿岸南下,使厄瓜多尔和秘鲁沿岸水温迅速升高,冷水性浮游生物和鱼类因未适应新的环境而大量死亡。由于沿海水温上升在圣诞节即圣子耶稣诞辰前后最为激烈,秘鲁居民将这种海水温度季节性上升的现象称为厄尔尼诺(厄尔尼诺为西班牙文音译,意为圣婴)。

  厄尔尼诺发生时,秘鲁渔获量严重减少,并波及世界饲料市场供应;鱼类尸体堆积在海滨,污染了周围的海水;沿岸地区和岛屿上的海鸟因缺乏食物纷纷逃离,影响了鸟粪工业生产,使工人失业。厄尔尼诺不仅给南美沿岸人民生活带来巨大灾难,也往往酿成全球性的灾难性气候异常,如连续出现的世界范围的洪水、暴风雪、旱灾、地震等,报纸上概称为"厄尔尼诺现象(事件)",科学家们则把那些季节升温十分激烈,大范围月平均海温高出常年1度以后的年份才称为厄尔尼诺年。1982年-1983年,通常干旱的赤道东太平洋降水大增,南美西部夏季出现反常暴雨,厄瓜多尔、秘鲁、智利、巴拉圭、阿根廷东北部遭受洪水袭击,厄瓜多尔的降水比正常年份多15倍,洪水冲决堤坝,淹没农田,几十万人无家可归。在美国西海岸,加州沿海公路被淹没,内华达等五个州的洪水和泥石流巨浪高达9米。在太平洋西侧,澳大利亚由于干旱引起灌木林大火,造成多人死亡;印度尼西亚的东加里曼丹发生森林大火,并殃及马来西亚和新加坡;大火产生的烟雾使马来西亚空运中断,三个州被迫实行定量供水,新加坡的炎热是三十五年来最严重的。据统计,本次厄尔尼诺事件在世界范围造成的经济损失约为200亿美元。范围可达整个热带太平洋东部至中部。现在,厄尔尼诺一词已被气象学家和海洋学家专门用来指赤道中、东太平洋海水的大范围异常增温现象。一些专家学者的研究表明,厄尔尼诺与印度、东南亚、印度尼西亚、澳大利亚等地的干旱,赤道中太平洋岛屿、南美洲太平洋沿岸厄瓜多尔、秘鲁、智利、阿根廷等国的异常多雨有着密切的关系,与西北太平洋、大西洋热带风暴的减小、日本及我国东北的夏季低温,我国的降水等也有一定的相关性。

  1997年3月起,热带中、东太平洋海面出现异常增温,至7月,海面温度已超过以往任何时候,由此引起的气候变化已在一些地区显露出来。多种迹象表明,赤道东太平洋的冷水期已经结束,开始向暖水期转换。科学家们由此认为,新一轮厄尔尼诺现象开始形成,并将持续到1998年。也正是从这一刻起,地球上的气候开始乱了套。

  在南部非洲,厄尔尼诺带来了自1997来最严重的干旱,并使大约500万人口面临饥荒的威胁;在西太平洋地区,厄尔尼诺抑制了降雨,使印度尼西亚和巴布亚新几内亚陷入了干旱并引起森林火灾;东太平洋沿岸国家智利、秘鲁、厄瓜多尔、阿根廷、乌拉圭和巴西东部暴风雨和雪成灾。智利全国13个大区有9个遭受水灾,灾民超过5.1万。在阿根廷和智利边境地区,安第斯山区积雪最深达4米,公路被阻,人员被围。在厄瓜多尔沿海地区,更是山洪暴发,通讯中断,成千上万人无家可归。引起这一海洋生物灾难的是秘鲁寒流北部海区的一股自西向东流动的赤道逆流--厄尔尼诺暖流,它一般势力较弱,不会产生什么影响。在厄尔尼诺现象发生的年份,它的活力增强,在受南美大陆的阻挡之后,就会掉头流向南方秘鲁寒流所在的地区,使这里的海水温度骤然上升3℃~6℃。原来生活在这一海区的冷水性浮游生物和鱼类由于不适应这种温暖的环境而大量地死亡,以鱼类作食物的海鸟、海兽因找不到食物而相继饿死或另迁它处。灾难最严重的几天,秘鲁首都利马外港卡亚俄海面和滩地上到处是鱼类、海鸟及其它海洋动物的尸骸。死亡的动物尸体腐烂产生硫化氢,致使海水变色,臭气熏天,使泊港舰船的水下船壳变黑,并随着雾气或吹向大陆的海风泼向港口附近的建筑物和汽车,在它们表面也涂上了一层黑色,就像是有人用油漆漆过一样。当地人便把这件厄尔尼诺的"涂鸦"之作称为"卡亚俄漆匠"。

  厄尔尼诺现象发生时,由于海温的异常增高,导致海洋上空大气层气温升高,破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布的动态平衡。这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性天气:该冷不冷、该热不热,该天晴的地方洪涝成灾,该下雨的地方却烈日炎炎焦土遍地。一般来说,当厄尔尼诺现象出现时,赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加,造成洪涝灾害,而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。据不完全统计,本世纪以来出现的厄尔尼诺现象已有17次(包括最新一轮1997~1998年的厄尔尼诺现象)。发生的季节并不固定,持续时间短的为半年,长的一两年。强度也不一样,1982~1983年那次较强,持续时间长达两年之久,使得灾害频发,造成大约1500人死亡和至少100亿美元的财产损失。

  同前几次一样,新一轮的厄尔尼诺现象也影响到了中国。最明显的表现是它能使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱,造成夏季降雨带的位置偏南,出现南方暴雨成灾、北方旱象严重的异常现象。6~8月期间,北方大部分地区都出现异常高温,首都北京这一时期天气闷热异常,使得空调器的销售出现空前兴旺的景象。我国往年夏季高温所在地区长江中下游一带,重庆、武汉、南昌、南京四大"火炉"却有两个"熄火"。地处北方的山东等省份因持续高温,出现了罕见的旱灾,黄河山东利津水文站断流达222天,严重影响了工农业生产和人民的生活。与此同时,南方许多地区的雨量大大高于往年。据报道,澳门1997年全年前8个月的降雨量超过了过去40年的年平均降雨量;香港的降雨量也打破了有史以来的降水纪录,“七一”香港回归那天,持续不断的大雨自始至终伴随着隆重的交接仪式,令人印象深刻。总的来看,在厄尔尼诺现象的作用下,全国大部分地区冬季的温度比正常年份高,南涝北旱现象比较明显。

  圣婴之后有“女婴” 

  在深入探索厄尔尼诺与气候变化的关系的过程中,科学家又发现了与其性格相反的拉尼娜(LA NI?A)现象。有人称之为圣婴的邪恶妹妹"女婴",虽然威力不及圣婴,但也会给人类造成相当伤害。拉尼娜现象也是每隔几年出现一次,是东太平洋沿着赤道酝酿出的不正常低温气流,导致气候异常。其发生频率比厄尔尼诺现象低,上一次较强的情况发生在1988~1989年间。1988年夏,北美的大干旱烤焦了从加里福尼亚到佐治亚的大片土地,使谷物收成减产了1/3。美国西部森林火灾不断,著名的黄石国家公园一度被大火所吞。随后飓风又从加勒比海上空呼啸而过,侵害多数的中美洲国家,仅尼加拉瓜一国的损失就达数百万美元,致使500多人死亡,成千上万的人无家可归。

  1998年5月厄尔尼诺现象才告结束,全球气候尚未恢复正常,拉尼娜现象又出来为患。令不少地方分别出现严寒、冬暖、风雪、干旱和暴雨等灾害。从世界范围来看,拉尼娜现象在南部非洲引起暴风雨和洪灾,在肯尼亚和坦桑尼亚引起干旱,在菲律宾和印度尼西亚酿成洪灾,在南美洲的南部地区则是异常的干燥少雨天气,与厄尔尼诺引起的现象正好相反。

  究竟是什么造成了厄尔尼诺现象呢?科学家对此一直众说纷纭,难有定论。

  一般认为,厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋与大气相互作用失去平衡而产生的一种气候现象。在东南信风的作用下,南半球太平洋大范围内海水被风吹起,向西北方向流动,致使澳大利亚附近洋面比南美洲西部洋面水位高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后,海水就会向相反方向流动,即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流是一股暖流,即厄尔尼诺暖流,其尽头为南美西海岸。受其影响,南美西海岸的冷水区变成了暖水区,该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是:赤道太平洋中、东部海域大范围内海水温度异常升高,海水水位上涨。

  近年来,一些科学家对厄尔尼诺现象的成因提出了不同的看法。

探索厄尔尼诺

  在探索厄尔尼诺现象形成机理的过程中,科学家们发现了这样的巧合:20年代到50年代,是火山活动的低潮期,也是世界大洋厄尔尼诺现象次数较少、强度较弱的时期;50年代以后,世界各地的火山活动进入了活跃期,与此同时,大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多,而且表现十分强烈。根据近百年的资料统计,75%左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象引起了科学家的特别关注,有科学家就提出,是海底火山爆发造成了厄尔尼诺暖流。

  近年来更多的研究发现,厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关,自50年代以来,地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布,一反常态呈4~5年的波动变化,一些较强的厄尔尼诺年平均发生在地球自转速度发生重大转折年里,特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关,即地转速率短期加速时,赤道东太平洋海温降低;反之,地转速率短期减慢时,赤道东太平洋海温升高。这表明,地球自转减慢可能是形成厄尔尼诺现象的主要原因。 分析指出,当地球自西向东旋转加速时,赤道带附近自东向西流动的洋流和信风加强,把太平洋洋面暖水吹向西太平洋,东太平洋深层冷水势必上翻补充,海面温度自然下降而形成拉尼娜现象。当地球自转减速时,“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力,赤道洋流和信风减弱,西太平洋暖水向东流动,东太平洋冷水上翻受阻,因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。

  历史记录显示,自1949年至1990年的40余年间共发生10次厄尔尼诺现象,平均3.5年一次,而90年代以来的最近几年里竟出现了4次(1991年~1992年、1993年、1994年~1995年、1997年~1998年),实属历史罕见。而且,90年代以来太平洋海温长期持续偏高,时起时伏的厄尔尼诺现象伴随着全球气温持续异常,自然灾害特别是气候巨灾频发。这表明,近年来厄尔尼诺现象的发生有加快、加剧的趋势。是谁在助长“圣婴”、“女婴”作恶?

  人们已经认识到,除了地震和火山爆发等人类无法阻止的纯粹自然灾害之外,许多灾害的发生同人类的活动有密切的关系。“天灾八九是人祸”这个道理已被越来越多的人所认识。那么肆虐全球的厄尔尼诺现象是否也受到人类活动的影响呢?近些年厄尔尼诺现象频频发生、程度加剧,是否也同人类生存环境的日益恶化有一定关系?有科学家从厄尔尼诺发生的周期逐渐缩短这一点推断,厄尔尼诺的猖獗同地球温室效应加剧引起的全球变暖有关,是人类用自己的双手,助长了“圣婴”作恶。当然,要证明全球变暖对厄尔尼诺现象是否起了作用还需大量科学佐证。但厄尔尼诺现象频繁发生的结果,也可能产生一个更温暖的世界,这样,是厄尔尼诺现象引起全球变暖,还是全球变暖加快厄尔尼诺现象的发生,就陷入了一个先有鸡还是先有蛋的怪圈。

  人类最终彻底走出“厄尔尼诺”怪圈,也许就取决于人类自己对自然的态度.1998年2月3日至5日,来自世界各国的100多名气象专家聚集曼谷,研讨对付“厄尔尼诺”的良策。科学家们认为,在预测厄尔尼诺现象方面,人类已取得了长足的进步。不少因“厄尔尼诺”造成的灾害得到了较为准确和及时的预测,使人类能够未雨绸缪。科学家发出了这样的呼吁:拯救大自然,也就是拯救人类自己。

  2008年冬天是罕见的暖冬,希望有关部门及时做好2009年夏季防洪抗涝的工作。

 

流  星

天文】流星是分布在星际空间的细小物体和尘粒,叫做流星体[1]。它们飞入地球大气层,跟大气摩擦发生了光和热,最后被燃尽成为一束光,这种现象叫流星。(如果没有燃尽就是陨星)。通常所说的流星指这种短时间发光的流星体。俗称贼星。大约92.8% 的流星的主要成分是二氧化硅(也就是普通岩石),5.7% 是铁和镍,其他的流星是这三种物质的混合物。 流星体原是围绕太阳运动的,在经过地球附近时,受地球引力的作用,改变轨道,从而进入地球大气圈。流星有单个流星、火流星、流星雨几种。大部分可见的流星体都和沙粒差不多,重量在1克以下。流星进入大气层的速度介于11km/s到72km/s之间。

  详解

  流星 太阳系内除了太阳、八大行星及其卫星、小行星、彗星外,在行星际空间还存在着大量的尘埃微粒和微小的固体块,它们也绕着太阳运动。在接近地球时由于地球引力的作用会使其轨道发生改变,这样就有可能穿过地球大气层。或者,当地球穿越它们的轨道时也有可能进入地球大气层。由于这些微粒与地球相对运动速度很高(11-72公里/秒),与大气分子发生剧烈摩擦而燃烧发光,在夜间天空中表现为一条光迹,这种现象就叫流星,一般发生在距地面高度为80-120公里的高空中。流星中特别明亮的又称为火流星。造成流星现象的微粒称为流星体,所以流星和流星体是两种不同的概念。

  流星包括单个流星(偶发流星)、火流星和流星雨三种,比绿豆大一点的流星体进入大气层就能形成肉眼可见亮度的流星。

  流星体的质量一般很小,比如产生5等亮度流星的流星体直径约0.5cm,质量0.06毫克。肉眼可见的流星体直径在0.1-1cm之间。它们与大气的相对速度与流星体进入地球的方向有关,如果与地球迎面相遇,速度可超过每秒70公里,如果是流星体赶上地球或地球赶上流星体而进入大气,相对速度为每秒10余公里。但即使每秒10公里的速度也已高出子弹出枪膛速度的10倍,足以与大气分子、原子碰撞、摩擦而燃烧发光,形成流星而为我们看到。大部分流星体在进入大气层后都气化殆尽,只有少数大而结构坚实的流星体才能因燃烧未尽而有剩余固体物质降落到地面,这就是陨星。特别小的流星体因与大气分子碰撞产生的热量迅速辐射掉,不足以使之气化产据观测资料估算,每年降落到地球上的流星体,包括汽化物质和微陨星,总质量约有20万吨之巨! 这是否会使地球不断变"胖"呢?请看地球质量约为6×1021吨。由于流星体下落使地球"体重"的增加在50亿年时间内的总量约为3.3×1017吨,或者说使地球质量增加了两万分之一,相当于体重200斤的大胖子增加0.1两。可见其实在是微不足道!

  生流星现象,而是以尘埃的形式飘浮在大气中并最终落到地面上,称为微陨星。

  流星体是穿行在星际空间的尘埃和固体小块,数量众多,沿同一轨道绕太阳运行的大群流星体,称为流星群。其中石质的叫陨石;铁质的叫陨铁。

  流星来源 宇宙中那些千变万化的小石块其实是由彗星衍生出来的。当彗星接近太阳时,太阳辐射的热量和强大的引力会使彗星一点一点地瓦解,并在自己的轨道上留下许多气体和尘埃颗粒,这些被遗弃的物质就成了许多小碎块。如果彗星与地球轨道有交点,那么这些小碎块也会被遗留在地球轨道上,当地球运行到这个区域的时候,就会产生流星雨。

  流星的来源 其实每一次的流星雨并不是象表面那样,流星看起来好看,其实流星是一颗离地球较大的陨石所释放出来的尘埃,其间还会有相对比较大点的石块,到达地球时候,会被地球的磁场所吸引,从而与大气摩擦,产生流星雨.效果就象拿一块干燥带点湿润的泥土,对某一物体投掷过去,控制好速度,最先接近物体的是泥土上的灰尘,其次是这块泥土本身.

火流星

  火流星看上去非常明亮,像条闪闪发光的巨大火龙,发着“沙沙”的响声,有时还有爆炸声。有的火流星甚至在白天也能看到。火流星的出现是因为它的流星体质量较大(质量大于几百克),进入地球大气后来不及在高空燃尽而继续闯入稠密的低层大气,以极高的速度和地球大气剧烈摩擦,产生出耀眼的光亮。火流星消失后,在它穿过的路径上,会留下云雾状的长带,称为“流星余迹”;有些余迹消失得很快,有的则可存在几秒钟到几分钟,甚至长达几十分钟。

流星雨

  在太阳系中,除了八大行星、矮行星和它们的卫星之外,还有彗星、小行星以及一些更小的天体。小天体的体积虽小,但它们和八大行星、矮行星一样,在围绕太阳公转。如果它们有机会经过地球附近,就有可能以每秒几十公里的速度闯入地球大气层,其上面的物质由于与地球大气发生剧烈摩擦,巨大的动能转化为热能,引起物质电离发出耀眼的光芒。这就是我们经常看到的流星。

  流星雨是一种成群的流星,看起来像是从夜空中的一点迸发出来,并坠落下来的特殊天象。这一点或一小块天区叫做流星雨的辐射点。为区别来自不同方向的流星雨,通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名。例如每年11月17日前后出现的流星雨辐射点在狮子座中,就被命名为狮子座流星雨。其他流行雨还有宝瓶座流星雨、猎户座流星雨、英仙座流星雨。

  有的流星是单个出现的,在方向和时间上都很随机,也无任何辐射点可言,这种流星称为偶发流星。流星雨与偶发流星有着本质的不同,流星雨的重要特征之一是所有流星的反向延长线都相交于辐射点。

  流星雨的规模大不相同。有时在一小时中只出现几颗流星,但它们看起来都是从同一个辐射点“流出”的,因此也属于流星雨的范畴;有时在短短的时间里,在同一辐射点中能迸发出成千上万颗流星,就像节日中人们燃放的礼花那样壮观。当每小时出现的流星数超过1000颗时,称为“流星暴”。

  流星雨的发现和历史记载

  流星雨的发现和记载,也是我国最早,《竹书纪年》中就有“夏帝癸十五年,夜中星陨如雨”的记载,最详细的记录见于《左传》:“鲁庄公七年夏四月辛卯夜,恒星不见,夜中星陨如雨。”鲁庄公七年是公元前687年,这是世界上天琴座流星雨的最早记录。

  我国古代关于流星雨的记录,大约有180次之多。其中天琴座流星雨记录大约有9次,英仙座流星雨大约12次,狮子座流星雨记录有7次。这些记录,对于研究流星群轨道的演变,也将是重要的资料。

  流星雨的出现,场面相当动人。我国古记录也很精彩。试举天琴座流星雨的一次记录作例:南北朝时期刘宋孝武帝“大明五年……三月,月掩轩辕。……有流星数千万,或长或短,或大或小,并西行,至晓而止。”(《宋书·天文志》)这是在公元461年。当然,这里的所谓“数千万”并非确数,而是“为数极多”的泛称。

  而英仙座流星雨出现时的情景,从古记录上看来,也令人难以忘怀。请看:唐玄宗“开元二年五月乙卯晦,有星西北流,或如瓮,或如斗,贯北极,小者不可胜数,天星尽摇,至曙乃止。” (《新唐书·天文志》)开元二年是公元714年。

  流星体坠落到地面通常为陨石或陨铁或者其他金属类石头,这一事实,我国也有记载。《史记·天官书》中就有“星陨至地,则石也”的解释。到了北宋,沈括更发现陨石中有以铁为主要成分的。他在《梦溪笔谈》卷二十里就写着:“治平元年,常州日禺时,天有大声如雷,乃一大星,几如月,见于东南。少时而又震一声,移著西南。又一震而坠在宜兴县民许氏园中,远近皆见,火光赫然照天,……视地中只有一窍如杯大,极深。下视之,星在其中,荧荧然,良久渐暗,尚热不可近。又久之,发其窍,深三尺余,乃得一圆石,犹热,其大如拳,一头微锐,色如铁,重亦如之。”宋英宗治平元年是公元1064年。沈括已经注意到陨石的成分了。

  在欧洲直到1803年以后,人们才认识到陨石是流星体坠落到地面的残留部分。

  在我国现在保存的最古年代的陨铁是四川隆川陨铁,大约是在明代陨落的,清康熙五十五年(公元1716年)掘出,重58.5千克。现在保存在成都地质学院。

  流星雨时间表

  1月

  流星雨名称:象限仪座流星群(Quadrantids )

  彗星母体:2003 EH1

  辐射点: 牧夫座 (Bootes)

  预计出现日期:3日-4日

  概况描述:每小时流量大约为40颗,颜色为蓝色,速度较快(大约每秒40公里左右),亮度较高的可能会划过半边天空,有一小部分甚至会在天空中留下划过的轨道尘迹。有明显的峰值,一般仅持续一小时左右。

  4月

  流星雨名称: 天琴座 流星群(Lyrids)

  彗星母体:C/Thatcher

  辐射点:天琴座(Lyra)

  预计出现日期:21日-22日

  概况描述:明亮而迅速(大约每秒48公里左右),会在天空留下划过的轨道痕迹,几秒钟后才会消退。

  5月

  流星雨名称:宝瓶座Eta流星群(Eta Aquarids)

  彗星母体:1C/Halley

  辐射点: 宝瓶座 Eta(Aquarius Eta)

  预计出现日期:5日-6日

  概况描述:流星密度较高,但流量不是很稳定(最低仅数十颗,最高可能达每小时上百颗)。赤道和南半球可在天亮前几个小时内观测到,北方不利于观测。很多群内流星会在天空留下很长的轨道痕迹。

  6月

  流星雨名称: 天琴座 流星群(Lyrids)

  彗星母体:C/Thatcher

  辐射点:天琴座(Lyra)

  预计出现日期:14日-16日

  概况描述:流量较低,即使在峰值时,每小时流量也仅有10颗左右。观测时需要耐心。

  7月

  流星雨名称:宝瓶座Delta流星群(Delta Aquarids)

  慧星母体:1C/Halley

  辐射点: 宝瓶座 Delta(Aquarius Delta)

  预计出现日期:28日-29日

  概况描述:峰值时20颗左右,呈现出明亮的黄色,速度中等,约40公里左右。

  流星雨名称:摩羯座流星群(Capricornids )

  慧星母体:尚未确定

  辐射点: 摩羯座 (Capricornids )

  预计出现日期:29日-30日

  概况描述:峰值时15颗左右,火流星比例较大,呈现出明亮的黄色,速度较慢,仅25公里左右。观测高度较低。

  8月

  流星雨名称:英仙座流星群(Perseids )

  慧星母体:109P/Swift-Tuttle

  辐射点: 英仙座 (Perseus)

  预计出现日期:12日-13日

  概况描述:流量较高,峰值每小时流量约60颗左右。亮度较低,观测时需要耐心。

  10月

  流星雨名称:天龙座流星群(Draconids )

  慧星母体:21P/Giacobini-Zinner

  辐射点: 英仙座 (Perseus)

  预计出现日期:12日-13日

  概况描述:流量较低,每小时流量仅10颗左右。

  流星雨名称:猎户座流星群(Orionids )

  慧星母体:1P/Halley

  辐射点: 猎户座 (Oruon)

  预计出现日期:21日-22日

  概况描述: 猎户座流星雨 每小时流量20颗左右,颜色呈黄色或绿色,速度较快,约每秒66公里。有火流星出现。

  11月

  流星雨名称:狮子座流星群(Leonids )

  慧星母体: 55P/Tempel-Tuttle

  辐射点: 狮子座 (Leo)

  预计出现日期:17日-18日

  概况描述: 狮子座流星雨 33年出现一次流量高峰,峰期每小时流量可上百颗。下一次峰期约在三十年以后,虽然不是峰期,但仍然可以看一些零星的流星划过天空。

  12月

  流星雨名称:双子座流星群(Geminids )

  母体: 3200 Phaethon(行星)

  辐射点: 双子座 (Gemini)

  预计出现日期:13日-14日

  概况描述:一年中最为稳定、最为炫丽多彩的流星雨,其中白色大约为65%、黄色26,其它的为呈蓝色、红色和绿色。 双子座流星雨 是唯一一个非慧星母体的流星雨,其母体是小行星 3200 Phaethon。峰值时每小时流量可上百颗。

  小熊座流星雨

  正式名称:小熊座流星雨 Ursids (URS)

  活动时间:12月17-26日

  极大时间:12月22/23日

  极大流量(ZHR):10

  r值:3.0

  平均速度(无引力影响):33km/s

  极大中心:赤经348度 赤纬+75度

  北纬20度(南宁、广州、海口):全夜可观测,清晨最好。

  北纬30度(拉萨、成都、重庆、武汉、杭州、南京、上海):全夜可观测,清晨最好。

  北纬40度(北京、呼和浩特、大连):全夜可观测。

  北纬50度(塔城、哈尔滨):全夜可观测。

  望远镜视场中心:赤经348°赤纬+75°和 赤经131°赤纬+66°(纬度>+40°)

  赤经063°赤纬+84°赤经156°赤纬+64°(纬度 北纬30°- 40°)

  《流星》选自《科幻世界》1991年第2期。作者韩松,重庆人。当代科幻小说家。

  火 流 星

  火流星看上去非常明亮,像条闪闪发光的巨大火龙,发着“沙沙”的响声,有时还有爆炸声。有的火流星甚至在白天也能看到。火流星的 出现是因为它的流星体质量较大(质量大于几百克),进入地球大气后来不及在高空燃尽而继续闯入稠密的低层大气,以极高的速度和地球大气剧烈摩擦,产生出耀眼的光亮。火流星消失后,在它穿过的路径上,会留下云雾状的长带,称为“流星余迹”;有些余迹消失得很快,有的则可存在几秒钟到几分钟,甚至长达几十分钟。

  流 星 雨

  在各种流星现象中,最美丽、最壮观的要属流星雨现象。当它出现时,千万颗流星像一条条闪光的丝带,从天空中某一点(辐射点)辐射出来。流星雨以辐射点所在 的星座命名,如仙女座流星雨,狮子座流星雨等。历史上出现过许多次著名的流星雨:天琴座流星雨、宝瓶座流星雨、狮子座流星雨、仙女座流星雨 ……。中国在公元前687年就记录到天琴座流星雨,“夜中星陨如雨”,这是世界上最早的关于流星雨 的记载。

  流星雨的出现是有规律的,它们往往在每年大致相同的日子里重复出现,因此它们又被称为“周期流星”。

 

流星雨

 

    流星雨的产生一般认为是由于流星体与地球大气层相摩擦的结果(流星体可以是小行星带上的小行星),流星群往往是由彗星分裂的碎片产生,因此,流星群的轨道常常与彗星的轨道相关.成群的流星就形成了流星雨。流星雨看起来像是流星从夜空中的一点迸发并坠落下来。这一点或这一小块天区叫作流星雨的辐射点。通常以流星雨辐射点所在天区的星座给流星雨命名,以区别来自不同方向的流星雨。例如每年11月1 7 日前后出现的流星雨辐射点在狮子座中,就被命名为狮子座流星雨。猎户座流星雨、宝瓶座流星雨、英仙座流星雨也是这样命名的。单个出现的流星,在方向和时间上都很随机,也无任何辐射点可言,这种流星称为偶发流星。与偶发流星有着本质不同的流星雨的重要特征之一,是所有流星的反向延长线都相交于辐射点。世界上最早关于流星雨的记载是中国关于天琴座流星雨的记载:“夜中星陨如雨”。《左传》的记载,鲁庄公七年“夏四月辛卯夜,恒星不见,夜中星陨如雨”。更早的古书《竹书纪年》中写道:“夏帝癸十五年,夜中星陨如雨。”

  流星雨太阳系中,除了八大行星、矮行星和它们的卫星之外,还有彗星、小行星以及一些更小的天体。小天体的体积虽小,但它们和八大行星、矮行星一样,在围绕太阳公转。如果它们有机会经过地球附近,就有可能以每秒几十公里的速度闯入地球大气层,其上面的物质由于与地球大气发生剧烈摩擦,巨大的动能转化为热能,引起物质电离发出耀眼的光芒。这就是我们经常看到的流星。

  有的流星是单个出现的,在方向和时间上都很随机,也无任何辐射点可言,这种流星称为偶发流星。流星雨与偶发流星有着本质的不同,流星雨的重要特征之一是所有流星的反向延长线都相交于辐射点。

  流星雨的规模大不相同。有时在一小时中只出现几颗流星,但它们看起来都是从同一个辐射点“流出”的,因此也属于流星雨的范畴;有时在短时间内,在同一辐射点中能迸发出成千上万颗流星,就像节日中人们燃放的礼花那样壮观。当流星雨的每小时天顶流量(ZHR)超过1000时,称为“流星暴”。

  偶发流星每天都会产生,发生的天区和时间都具有随机性,流星雨具有时间上的周期性,有些可以科学地预测,因此流星雨也被称作周期流星;另外,所有流星的反向延长线都相交于辐射点是流星雨的重要特征。

流星雨的发现和历史记载

  流星雨的发现和记载,也是我国最早,《竹书纪年》中就有“夏帝癸十五年,夜中星陨如雨”的记载,最详细的记录见于《左传》:“鲁庄公七年夏四月辛卯夜,恒星不见,夜中星陨如雨。”鲁庄公七年是公元前687年,这是世界上天琴座流星雨的最早记录。

  我国古代关于流星雨的记录,大约有180次之多。其中天琴座流星雨记录大约有9次,英仙座流星雨大约12次,狮子座流星雨记录有7次。这些记录,对于研究流星群轨道的演变,也将是重要的资料。

  流星雨的出现,场面相当动人。我国古记录也很精彩。试举天琴座流星雨的一次记录作例:南北朝时期刘宋孝武帝“大明五年……三月,月掩轩辕。……有流星数千万,或长或短,或大或小,并西行,至晓而止。”(《宋书·天文志》)这是在公元461年。当然,这里的所谓“数千万”并非确数,而是“为数极多”的泛称。

  而英仙座流星雨出现时的情景,从古记录上看来,也令人难以忘怀。请看:唐玄宗“开元二年五月乙卯晦,有星西北流,或如瓮,或如斗,贯北极,小者不可胜数,天星尽摇,至曙乃止。” (《新唐书·天文志》)开元二年是公元714年。

  流星体坠落到地面便成为陨石或陨铁,这一事实,我国也有记载。《史记·天官书》中就有“星陨至地,则石也”的解释。到了北宋,沈括更发现陨石中有以铁为主要成分的。他在《梦溪笔谈》卷二十里就写着:“治平元年,常州日禺时,天有大声如雷,乃一大星,几如月,见于东南。少时而又震一声,移著西南。又一震而坠在宜兴县民许氏园中,远近皆见,火光赫然照天,……视地中只有一窍如杯大,极深。下视之,星在其中,荧荧然,良久渐暗,尚热不可近。又久之,发其窍,深三尺余,乃得一圆石,犹热,其大如拳,一头微锐,色如铁,重亦如之。”宋英宗治平元年是公元1064年。沈括已经注意到陨石的成分了。

  在欧洲直到1803年以后,人们才认识到陨石是流星体坠落到地面的残留部分。

  在我国现在保存的最古年代的陨铁是四川隆川陨铁,大约是在明代陨落的,清康熙五十五年(公元1716年)掘出,重58.5千克。现在保存在成都地质学院。

什么是流星

  外空间的尘埃颗粒闯入地球大气,与大气摩擦,产生大量热,从而使尘埃颗粒气化。在该过程中发光形成流星。尘埃颗粒叫做流星体。

  速度

  一个微小的流星体就足以产生在近百公里处就能看见的亮光,其原因就在于流星体的高速度。

  流星的颜色

  一个流星的颜色是流星体的化学成分及反应温度的体现:钠原子发出橘黄色的光、铁为黄色、镁是蓝绿色、钙为紫色、硅是红色。

  声音

  流星通常不会发出可以听见的声音。如果你没有看到它的话,它就会悄无声息的一扫而过。对于非常亮的流星,有可能听到过声音。这些声响主要集中在低频波段。一个非常亮的流星,如火流星,可能会听到声音。

  持久余迹

  流星有时会在它通过的轨道上留下一条持久的余迹。余迹主体颜色多为绿色,是中性的氧原子。持续时间通常为1到10秒。可见余迹亮度迅速下降。这些亮光来自炽热空气和流星体中的金属原子。

  流星雨

  在某些时间,可以看到一定数量的流星的反向延长线都经过一个很小的天区。这些就是流星雨。

  流星雨从何而来

  流星雨是由于彗星等天体破碎而形成的。

  流星体因何离开母彗星等天体

  彗星主要由冰和尘埃组成。当这些流星体的母体逐渐靠近太阳时,冰气化,使尘埃颗粒像喷泉之水一样,被喷出母体而进入彗星轨道。

  流星雨活动性

  彗星周期。在地球穿过流星体群时,各种形式的流星雨

关于流星的古老说法

  1、根据古老的说法“因为一颗星坠落就必须有一份灵魂补上去,人死了,灵魂就升天,升天时也就把你的愿望带给上帝了。”

  2、流星是偶然经过的,只有一天到晚放在心里的梦想才能抓住那电光火石的一瞬。这样的愿望,才有最终实现的可能。

  3、流星是撞入大气的星星,是“现在进行时”;满天星光,不过是远古的星星的影子,是“过去时”,现在时的愿望当然要请流星来帮助。

  当然,这是古人对于科学了解不过的情况下的不科学地的说法,身为有科学知识的现代人,应该对这类说法心中有数。

  七大著名流星雨

  1.狮子座流星雨

  狮子座流星雨在每年的11月14至21日左右出现。一般来说,流星的数目大约为每小时10至15颗,但平均每33至34年狮子座流星雨会出现一次高峰期,流星数目可超过每小时数千颗。这个现象与谭普-塔特而彗星的周期有关。流星雨产生时,流星看来会像由天空上某个特定的点发射出来,这个点称为“辐射点”,由于狮子座流星雨的辐射点位于狮子座,因而得名。

  2.双子座流星雨

  双子座流星雨在每年的12月13至14日左右出现,最高时流量可以达到每小时120颗,且流量极大的持续时间比较长。双子座流星雨源自小行星1983 TB,该小行星由IRAS卫星在1983年发现,科学家判断其可能是“燃尽”的彗星遗骸。双子座流星雨辐射点位于双子座,是著名的流星雨。

  3.英仙座流星雨

  英仙座流星雨每年固定在7月17日8月24日这段时间出现,它不但数量多,而且几乎从来没有在夏季星空中缺席过,是最适合非专业流星观测者的流星雨,地位列全年三大周期性流星雨之首。彗星Swift-Tuttle是英仙座流星雨之母,1992年该彗星通过近日点前后,英仙座流星雨大放异彩,流星数目达到每小时400颗以上。

  4.猎户座流星雨

  猎户座流星雨有两种,辐射点在参宿四附近的流星雨一般在每年的10月20日左右出现;辐射点在ν附近的流星雨则发生于10月15日10月30日,极大日在10月21日,我们常说的猎户座流星雨是后者,它是由著名的哈雷彗星造成的,哈雷彗星每76年就会回到太阳系的核心区,散布在彗星轨道上的碎片,由于哈雷彗星轨道与地球轨道有两个相交点形成了著名的猎户座流星雨和宝瓶座流星雨。

  5.金牛座流星雨(南金牛座流星雨,北金牛座流星雨)

  金牛座流星雨在每年的10月25日11月25日左右出现,一般11月8日是其极大日,Encke彗星轨道上的碎片形成了该流星雨,极大日时平均每小时可观测到五颗流星曳空而过,虽然其流量不大,但由于其周期稳定,所以也是广大天文爱好者热衷的对象之一。

  6.天龙座流星

  天龙座流星雨在每年的10月6日至10日左右出现,极大日是10月8日,该流星雨是全年三大周期性流星雨之一,最高时流量可以达到每小时400颗。Giacobini-Zinner彗星是天龙座流星雨的本源。

  7.天琴座流星雨

  天琴座流星雨一般出现于每年的4月19日至23日,通常22日是极大日。该流星雨是我国最早记录的流星雨,在古代典籍《春秋》中就有对其在公元前687年大爆发的生动记载。彗星1861 I的轨道碎片形成了天琴座流星雨,该流星雨作为全年三大周期性流星雨之一在天文学中也占有的极其重要的地位。

流星雨的观测误区

  在这里,首先要更正有些人一番的一个错误的概念:流星雨是很高级的天文观测,没有望远镜不能完成。这个概念是极端错误的。观测流星雨需要有宽敞的视野,如果使用了望远镜,视场会大大减小,观测到的流星的数量会大大减少,而且看到的流星也只能看到镜头中一亮,什么都看不清,所以,要观测流星雨时最好不要使用望远镜,只须我们的双眼和晴朗黑暗的天空。其次,观测流星雨并不是象想像的那样如同下雨一般,F4的专辑让许多人对流星雨产生了错误认识,其实如果观测一些流量比较小的流星雨,或者是观测流星雨的条件不佳(天空不够黑暗),几小时才看到一颗流星也是很平常的事。开头所说的流星雨都是些流量较大的著名流星雨,如果在观测的当天有着晴朗的天空,这些流星雨的流量一般是不会令各位失望的,但无论多大的流星雨,一般而言,在1分钟内平均只能看见几颗,某些可能达到几十颗(如2001年的狮子座流星雨),而像下雨一样多的流星雨是极少的(历史上有发生过,如1833年11月的狮子座流星雨,那是历史上最为壮观的一次大流星雨,每小时下落的流星数达35000之多)。

流星与陨星

  一些流星体体积较大,在大气层中来不及全部烧为灰烬,落到地面即为陨星。

  陨星因成分含量的不同而分为陨石(石质为主),陨铁(铁质为主)。

  解放以来,我国共发生过5次陨石雨,其中著名的是吉林陨石。

  地球上有许多陨石坑,它们是陨石撞击的产物。然而由于地球地区的风化作用,绝大多数早已被破坏得无法辨认了,现在尚能确证的还有150多个。其中最著名的要数坐落在美国亚利桑那州北部荒漠中的一个大陨石坑。它直径有1245米,深达172米,在坑里人们已搜集到好几吨陨铁碎片。据推算,这是约2万年前一块重10多万吨的铁质陨星坠落所造成的坑洞。

  研究陨石对人类探索太阳系、地球内部结构组成,对探索地球上生命的起源和演化等等,都有重要的参考价值。

流星雨时间表

  昼间流星 白羊座流星雨

  第一季

  一月 象限仪座流星雨

  二月 半人马座流星雨?狮子座γ流星雨

  三月 矩尺座γ流星雨

  第二季

  四月 天琴座流星雨?船尾座π流星雨

  五月 宝瓶座η流星雨?天琴座ε流星雨

  六月 6月牧夫座流星雨

  第三季

  七月 南鱼座流星雨?宝瓶座δ南流星雨?摩羯座α流星雨

  八月 英仙座流星雨?天鹅座κ流星雨

  九月 9月英仙座流星雨?御夫座δ流星雨

  第四季

  十月 天龙座流星雨?双子座ε流星雨?猎户座流星雨?小狮座流星雨

  十一月 金牛座南流星雨?金牛座北流星雨?狮子座流星雨?麒麟座α流星雨?凤凰座流星雨

  十二月 船尾座流星雨?麒麟座流星雨?长蛇座α流星雨

  双子座流星雨?后发座流星雨?小熊座流星雨

  1月

  流星雨名称:象限仪座流星群(Quadrantids )

  彗星母体:2003 EH1

  辐射点: 牧夫座 (Bootes)

  预计出现日期:3日-4日

  概况描述:每小时流量大约为40颗,颜色为蓝色,速度较快(大约每秒40公里左右),亮度较高的可能会划过半边天空,有一小部分甚至会在天空中留下划过的轨道尘迹。有明显的峰值,一般仅持续一小时左右。

  4月

  流星雨名称: 天琴座 流星群(Lyrids)

  彗星母体:C/Thatcher

  辐射点:天琴座(Lyra)

  预计出现日期:21日-22日

  概况描述:明亮而迅速(大约每秒48公里左右),会在天空留下划过的轨道痕迹,几秒钟后才会消退。

  5月

  流星雨名称:宝瓶座Eta流星群(Eta Aquarids)

  彗星母体:1C/Halley

  辐射点: 宝瓶座 Eta(Aquarius Eta)

  预计出现日期:5日-6日

  概况描述:流星密度较高,但流量不是很稳定(最低仅数十颗,最高可能达每小时上百颗)。赤道和南半球可在天亮前几个小时内观测到,北方不利于观测。很多群内流星会在天空留下很长的轨道痕迹。

  6月

  流星雨名称: 天琴座 流星群(Lyrids)

  彗星母体:C/Thatcher

  辐射点:天琴座(Lyra)

  预计出现日期:14日-16日

  概况描述:流量较低,即使在峰值时,每小时流量也仅有10颗左右。观测时需要耐心。

  7月

  流星雨名称:宝瓶座Delta流星群(Delta Aquarids)

  慧星母体:1C/Halley

  辐射点: 宝瓶座 Delta(Aquarius Delta)

  预计出现日期:28日-29日

  概况描述:峰值时20颗左右,呈现出明亮的黄色,速度中等,约40公里左右。

  流星雨名称:摩羯座流星群(Capricornids )

  慧星母体:尚未确定

  辐射点: 摩羯座 (Capricornids )

  预计出现日期:29日-30日

  概况描述:峰值时15颗左右,火流星比例较大,呈现出明亮的黄色,速度较慢,仅25公里左右。观测高度较低。

  8月

  流星雨名称:英仙座流星群(Perseids )

  慧星母体:109P/Swift-Tuttle

  辐射点: 英仙座 (Perseus)

  预计出现日期:12日-13日

  概况描述:流量较高,峰值每小时流量约60颗左右。亮度较低,观测时需要耐心。

  10月

  流星雨名称:天龙座流星群(Draconids )

  慧星母体:21P/Giacobini-Zinner

  辐射点: 英仙座 (Perseus)

  预计出现日期:12日-13日

  概况描述:流量较低,每小时流量仅10颗左右。

  流星雨名称:猎户座流星群(Orionids )

  慧星母体:1P/Halley

  辐射点: 猎户座 (Oruon)

  预计出现日期:21日-22日

  概况描述: 猎户座流星雨 每小时流量20颗左右,颜色呈黄色或绿色,速度较快,约每秒66公里。有火流星出现。

  11月

  流星雨名称:狮子座流星群(Leonids )

  慧星母体: 55P/Tempel-Tuttle

  辐射点: 狮子座 (Leo)

  预计出现日期:17日-18日

  概况描述: 狮子座流星雨 33年出现一次流量高峰,峰期每小时流量可上百颗。下一次峰期约在三十年以后,虽然不是峰期,但仍然可以看一些零星的流星划过天空。

  12月

  流星雨名称:双子座流星群(Geminids )

  母体: 3200 Phaethon(行星)

  辐射点: 双子座 (Gemini)

  预计出现日期:13日-14日

  概况描述:一年中最为稳定、最为炫丽多彩的流星雨,其中白色大约为65%、黄色26,其它的为呈蓝色、红色和绿色。双子座流星雨是唯一一个非慧星母体的流星雨,其母体是小行星 3200 Phaethon。峰值时每小时流量可上百颗。

  小熊座流星雨

  正式名称:小熊座流星雨 Ursids (URS)

  活动时间:12月17-26日

  极大时间:12月22/23日

  极大流量(ZHR):10

  r值:3.0

  平均速度(无引力影响):33km/s

  极大中心:赤经348度 赤纬+75度

  北纬20度(南宁、广州、海口):全夜可观测,清晨最好。

  北纬30度(拉萨、成都、重庆、武汉、杭州、南京、上海):全夜可观测,清晨最好。

  北纬40度(北京、呼和浩特、大连):全夜可观测。

  北纬50度(塔城、哈尔滨):全夜可观测。

  望远镜视场中心:赤经348°赤纬+75°和 赤经131°赤纬+66°(纬度>+40°)

  赤经063°赤纬+84°赤经156°赤纬+64°(纬度 北纬30°- 40°)

  2009年四大适合观测的流行雨

  1 象限仪流星雨(1月3日

  作为2009年天宇奉献给公众的第一场演出,象限仪流星雨的极大值将出现在北京时间1月3日21时左右。虽然预报的极大值我国很难看到,但后半夜的观测条件还是非常不错的。

  2 英仙座流星雨(8月12日

  英仙座流星雨可说是最著名的流星雨之一,它不但数量多,而且几乎从来没有在夏季星空中缺席过,每年固定时间稳定出现,是最活跃、最常被观测到的流星雨,为全年三大周期性流星雨之首。2009年8月12日晚11时开始至第二天凌晨,它将为公众奉献一场精彩纷呈的夏夜星空大戏,人们用肉眼就可以看到流星从天空划过的美丽景象。其峰值每小时60颗流星左右。

  3 狮子座流星雨(11月18日

  据国际天文学家日前的预报,2009年将有较为强烈的狮子座流星雨出现。这一预测打破了几年来的“狮子座流星雨处于宁静期”的说法。狮子座流星雨的峰值将出现在北京时间11月18日5时43分(可能会后延30分钟-60分钟)。届时,每小时最大流量约为500颗,这将是“次暴雨级别”的。公众从18日凌晨2时至天亮都可对该流星雨进行观测。

  4 双子座流星雨(12月7日-12月17日

  就如贺岁大片一样,双子座流星雨一般都会在岁末如期而至,“上映档期”将从12月7日一直持续到17日。2009年双子座流星雨将于15日凌晨达到极盛,每小时理论流星数最多可达到120颗。双子座流星雨非常适合观测,不但流星的速度较慢,而且明亮的流星还会留下白色的余迹。

流星雨对人类活动的威胁

  1.可能对航天器造成威胁。1993年英仙座流星暴使欧洲航天局的Olympus卫星因遭到一颗流星体的撞击而一度失控。

  2.陨星可能击中人类或牲畜。关于人体被陨星直接击中尚未见报道,1969年澳大利亚曾发生过陨星击穿屋顶事件。 

  3.大批流星群闯入地球大气层造成的电离效应可能使远距离电讯发生异常。 

  4.可以利用流星出现时,流星体燃烧形成的长条电离子柱对无线电讯号的反射作用,进行高频或甚高频通讯,作用距离可达1800公里。因流星通讯不受太阳活动或核爆炸影响,在军事上有重要意义。

 

陨  石

 

    陨石(yunshi)

  ◎ 陨石 yǔn shí

  (1) [stony meteorite]∶含石质较多或全部为石质的陨星

  (2) [meteorite]∶见“陨星”

  什么是陨石?

  陨石是地球以外未燃尽的宇宙流星脱离原有运行轨道或成碎块散落到地球或其它行星表面的石体,是从宇宙空间落到某个地方的天然固体,也称“陨星”。它是人类直接认识太阳系各星体珍贵稀有的实物标本,极具收藏价值。大多数陨石来自小行星带,小部分来自月球和火星。陨石多半带有地球上没有或不常见的矿物组合,以及经过大气层高速燃烧的痕迹。至于太空人登上外星球,如月球,所带回来的则不叫陨石。而会称为月球矿石。据加拿大科学家10年的观测,每年降落到地球上的陨石有20多吨,大概有两万多块。由于多数陨石落在海洋、荒草、森林和山地等人烟罕至地区,而被人发现并收集到手的陨石每年只有几十块,数量极少。陨石的平均密度在3~3.5间,主要成分是硅酸盐;陨铁密度为 7.5~8.0,主要由铁、镍组成;陨铁石成分介于两者之间,密度在5.5~6.0间。陨星的形状各异,最大的陨石是重1770千克的吉林1 号陨石,最大的陨铁是纳米比亚的戈巴陨铁 ,重约60吨;中国陨铁石之冠是新疆清河县发现的“银骆驼”,约重28吨 。陨石是来自地球以外太阳系其他天体的碎片,绝大多数来自位于火星和木星之间的小行星,少数来自月球(40块)和火星(40块)。全世界已收集到4万多块陨石样品,它们大致可分为三大类:石陨石(主要成分是硅酸盐)、铁陨石(铁镍合金)、和石铁陨石(铁和硅酸盐混合物)。

  陨石分类表

  大部分陨石是球粒陨石(占总数的91.5%),其中普通球粒陨石最多(占总数的80%)。球粒陨石的特点是其内部含有大量毫米到亚毫米大小的硅酸盐球体(见图)。球粒陨石是太阳系内最原始的物质,是从原始太阳星云中直接凝聚出来的产物,它们的平均化学成分代表了太阳系的化学组分。世界上最大的石陨石是1976年陨落在我国吉林省的吉林普通球粒陨石,其中1号陨石重约1770公斤

  球粒陨石中的球粒

  吉林1号陨石(1770公斤

  无球粒陨石、石铁陨石和铁陨石统称为分异陨石,它们是由球粒陨石经高温熔融分异和结晶的产物,代表了小行星内部不同层次的样品。这些小行星的内部结构与地球相似,分三层,中心为铁核(铁陨石),中间为石铁混合幔层(石铁陨石),外部是石质为主的壳层(无球粒石陨石)。世界上最大的铁陨石是非洲纳米比亚的Hoba铁陨石,重60吨。在我国新疆的阿勒泰地区青沟县境内银牛沟发现的铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石。

  纳米比亚的Hoba铁陨石 (重60吨 )

  最近,世界各国科学家在南极地区和非洲沙漠地区收集到了大量的陨石样品,其中包括罕见和珍贵的月球陨石和火星陨石。

  在南极发现的月球陨石(ALH81005)

  在南极发现的火星陨石(ALH84001)美国科学家1996年报道在这块火星陨石中发现了火星生命的迹象。

  中国南极考察队先后3次在南极的格罗夫山地区发现并回收了4480块陨石,其中有两块是来自火星的陨石,“GRV99027”和“GRV020090”。 “GRV99027”号火星陨石重9.97克,表面覆盖着很薄的黑色熔壳。“GRV020090”号火星陨石重7.54克。这两块火星陨石属于较稀有的二辉橄榄岩,全世界仅有6块这样的陨石。

  我国收集到的首块火星陨石 GRV99027

  怎样鉴别陨石

  鉴定一块样品是否为陨石,可以从以下几方面考虑:

  1.外表熔壳:陨石在陨落地面以前要穿越稠密的大气层,陨石在降落过程中与大气发生磨擦产生高温,使其表面发生熔融而形成一层薄薄的熔壳。因此,新降落的陨石表面都有一层黑色的熔壳,厚度约为1毫米

  2.表面气印:另外,由于陨石与大气流之间的相互作用,陨石表面还会留下许多气印,就象手指按下的手印。

  3.内部金属:铁陨石和石铁陨石内部是有金属铁组成,这些铁的镍含量很高(5-10%)。球粒陨石内部也有金属颗粒,在新鲜断裂面上能看到细小的金属颗粒。

  4.磁性:正因为大多数陨石含有铁,所以95%的陨石都能被磁铁吸住。

  5.球粒:大部分陨石是球粒陨石(占总数的90%),这些陨石中有大量毫米大小的硅酸盐球体,称作球粒。在球粒陨石的新鲜断裂面上能看到圆形的球粒。

  6.比重:铁陨石的比重为8克/cm3,远远大于地球上一般岩石的比重。球粒陨石由于含有少量金属,其比重也较重。

  陨石,在没有落入地球大气层时,是游离于外太空的石质的,铁质的或是石铁混合的物质,若是落入大气层,在没有被大气烧毁而落到地面就成了我们平时见到的陨石,简单的说,所谓陨石,就是微缩版的小行星“撞击了地球”而留下的残骸。

  我国是世界上发现陨石最早的国家,远至新石器时代,后经历朝历代,直到20世纪末均有文字记载,并有不少标有“落星”的地名,如“落星山”、“落星湖”等。

  陨石按组成成分一般分为3大类,即铁陨石,也叫陨铁。一般铁镍含量在95℅以上,其中含铁80℅至95℅,含镍5℅至20℅。密度为8至8.5。其他成分可有硫化物,金刚石,稀土化元素及硅酸盐等。铁陨石约占陨石总量的3℅。世界3号铁陨石于19世纪末发现于我国新疆青河县,大小为2.42×1.85×1.37,重约30吨。该陨铁含铁88.67℅,含镍9.27℅。其中含有多种地球上没有矿物,如锥纹石、镍纹石等宇宙矿物。

陨石的分类

  陨石根据其内部的铁镍金属含量高低通常分为三大类:石陨石、铁陨石、石铁陨石。石陨石中的铁镍金属含量小于等于30%;石铁陨石的铁镍金属含量在30%——65%之间;铁陨石的铁镍金属含量大于等于95%。

  石铁陨石

  石铁陨石由铁、镍和硅、酸、盐矿物组成,铁镍金属含量30至65,这类陨石约占陨石总量的1.2,故商业价值最高。著名的石——铁陨石是山东莒南的“铁牛”,长1.4米,重达3.72吨,为世界陨石之首。该陨石含铁70%以上,其次为硅、铝、镍,主要矿物有锥纹石、镍纹石、合纹石等,次要矿物为陨硫铁、铬铁矿、石墨等。石铁陨石根据起内部的主要成分和构造特点分为:橄榄石石铁陨石(PAL)、中铁陨石(MES)、古铜辉石——鳞石英石铁陨石。

  石陨石

  石陨石上硅酸盐矿物如橄榄石、辉石和少量斜长石组成,也含有少量金属铁微粒,有时可达20以上。密度3至3.5。石陨石占陨石总量的95。1976年3月8日15时,吉林地区东西12公里,南北8公里,总面积500多平方公里的范围内,降一场世界罕见的陨石雨。所收集到的陨石有200多块,最大的1号陨石重1770公斤,名列世界单块陨石重量之最。吉林陨石表面,有黑色、黑棕色熔壳和大小不等气印。化学组成成分为Sio2占37.2,Mgo2占3.19 Fe占28.43。主要矿物有贵橄榄石、古铜辉石、铁纹石和陨硫铁;次要矿物有单斜辉石、斜长石等。石陨石根据起内部是否含有球粒结构又可分为两类:球粒陨石、不含球粒陨石。球粒陨石根据化学-岩石学分类被分为:E、H、L、LL、C 五个化学群类。E群中铁镍金属含量最高,形成在一个极端还原的环境中,其橄榄石和辉石中几乎不含氧化铁;C群中的铁镍金属含量最低(或不含铁镍金属成分),形成在一个相当氧化的环境中,其橄榄石和辉石中的氧化铁含量比值最高;H、L、LL群的形成环境界于E群和C群之间,其特点也界于E群和C群之间。无球粒陨石根据其氧化钙含量的高低分为:贫钙无球粒陨石、富钙无球粒陨石两个大类。贫钙无球粒陨石中的氧化钙含量小于等于3%;富钙无球粒陨石中氧化钙含量大于等于5%。

  铁陨石

  铁陨石中含有90%的铁,8%的镍。它的外表裹着一层黑色或褐色的1毫米厚的氧化层,叫熔壳。外表上还有许多大大小小的圆坑叫做气印。此外还有形状各异的沟槽,叫做熔沟。这些都是由于它们有陨落过程中与大气剧烈摩擦燃烧而形成的。铁陨石的切面与纯铁一样,很亮。

  铁陨石按其内部主要化学群的相对丰度和镍含量分为:

  I(A、B、C);

  II(A、B、C、D、E);

  III(A、B、C、D、E、F);

  IV(A、B)四个大类。

陨石鉴别

  若是你面前有一堆石头或铁块,你能分辨出哪一块是陨石,哪一块是地球上的岩石或自然铁么? 根据物质成分的不同,陨石可以大致分为3类:石陨石、铁陨石(也叫陨铁)和石铁陨石。

  浪子于04年5月执于德庆的石陨陨石在高空飞行时,表面温度达到几千度。在这样的高温下,陨石表面融化成了液体。后来由于低层比较浓密大气的阻挡,他的速度越来越慢,融化的表面冷却下来,形成一层薄壳叫“熔壳”。熔壳很薄,一般在1毫米左右,颜色是黑色或棕色的。在熔壳冷却的过程中,空气流动在陨石表面吹过的痕迹也保留下来,叫“气印”。气印的样子很像在面团上按出的手指印。 熔壳和气印是陨石表面的主要特征。若是你看到的石头或铁块的表面有这样一层熔壳或气印,那你可以立刻断定,这是一块陨石。但是落下来的年代较长的一些陨石,由于长期的风吹、日晒和雨淋,熔壳脱落了,气印也就不易辨认出来了,但是那也不要紧,还有别的办法来辨认。 石陨石的样子很像地球上的岩石,用手掂量一下,会觉得它比同体积的岩石重些。石陨石一般都含百分之几的铁,有磁性,用吸铁石试一试便会感到。另外,仔细看看石陨石的断面,会发现有不少的小的球粒。球粒一般有1毫米左右,也有大到2~3毫米以上的,90%以上的石陨石都有这样的球粒,它们是陨石生成的时候产生的。是辨认石陨石的一个重要标记。铁陨石的主要成分是铁和镍。其中,铁占90%左右,镍的含量一般在4~8%之间,地球上的自然铁中镍的含量一般不会有这么多。

  在铁陨石上切割一个断面,磨光后,用5%的硝酸酒精侵蚀,光亮的端面会呈现出特殊的条纹,像花格子一样。这是因为铁陨石本身成分分布不均匀,有的地方含镍量多些,有的地方少些,含镍量多的部分,化学性质稳定,不易被酸腐蚀,而含镍量少的部分受酸腐蚀后,变得粗糙无光泽,这样就由这些亮的和暗的部分组成了花格子一样的条纹。除了极少数含镍量特多的陨石外,都会出现这些条纹。这是辨认铁陨石的一个主要方法。石铁陨石极少见,由石和铁组成,它含有大致相等的铁和硅酸盐矿物。 在3类陨石中,石陨石最多,1976年3月8日,在我国吉林省吉林地区降落的一场大规模的陨石雨,便是一次石质的球粒陨石雨。这次陨石雨散落的范围达四、五百平方公里,搜集到的陨石有一百多块,总重量在2600公斤以上。其中,最大的一号陨石重1770公斤,是目前世界上搜索到的最重的一块石陨石。第二位的是美国诺顿石陨石,重1079公斤。铁陨石比石陨石要重的多,最重的一块在非洲纳米比亚,名字要戈巴陨石,有60吨重。在我国新疆的一块大陨铁重30吨,是世界的第三位。

陨石形态

  由于陨石在大气中燃烧磨蚀,形态多浑圆而无棱无角。熔坑:陨石表面都布有大小不一、深浅不等的凹坑,即熔蚀坑。不少陨石还具有浅而长条形气印,可能是低熔点矿物脱落留下的。比重:陨石因为含铁镍比重较大,铁陨石比重可达8,石陨石也因常含20铁镍,比一般岩石比重也大些。磁性:各种陨石因含有铁而具强度不等的磁性。经风化的陨石没有磁性,因而也就不算陨石了。条痕:陨石在无釉瓷板上摩擦一般没有条痕或仅有浅灰色条痕;而铁矿石的条痕则是黑色或棕红色,以此加以区别。

  神秘的陨冰

  坠落到地球上的陨石已使科学家非常惊奇,但更使科学家困惑不解的是地球上出现了陨冰。1990年3月31日上午9时53分,中国江苏锡山市鸿升香璞家里村的三个农民正站在一起聊天,忽然听到啪的一声,前面突然出现了一大堆冰,其中最大的一块竟有40厘米长。这些冰块有浅绿的光泽,质地细密,在阳光下成半透明状。事后,有关部门做了调查分析,确认这些冰是从天上掉下来的陨冰。天文学家认为陨冰极有可能来自地球以外的太空。它应该是彗星的慧核部分的碎块。但是,这种陨冰在很短时间内在一个地区降落多次是非常少见的。甚至有人认为,地球上的水主要就是由这些陨冰带来的。

陨石起源

  人们在观察中发现,在太阳的卫星——火星和木星的轨道之间有一条小行星带,它就是陨石的故乡,这些小行星在自己轨道运行,并不断地发生着碰撞,有时就会被撞出轨道奔向地球,在进入大气层时,与之摩擦发出光热便是流星。流星进入大气层时,产生的高温,高压与内部不平衡,便发生爆炸,就形成陨石雨。未燃尽者落到地球上,就成了陨石。陨落在吉林桦甸方圆五百里的土地上的陨石雨就是这样形成的。其中“1号陨石”落到永吉县桦皮厂附近,遁入地下6米多,升起一片蘑菇云,它产生的震动相当于6.7级地震,附近房中的家具都倾倒了,杯碗都摔碎了。这是多么强大的力量啊!可是更有甚者,那是在西伯利亚的通古斯地区上空爆炸的陨石,不但把一百里以外居民住宅楼的玻璃震碎,而且使方圆三十里的森林化为灰烬,在爆炸的中心区树林还没有得及燃烧就已炭化,并且呈辐射状向外倒去;在其正下方的几棵“炭树”竟然直立着,原因是当时产生的高压使其变得坚固,那颗陨石爆炸时,连傍晚的莫斯科也如同白昼,可见,当时的情景是多么可怕。其实,比较起来,这也算不得什么。人们先后在美国亚利桑那州发现了一个深170米,直径1240米的陨坑;在南极还有直径达300公里的大陨坑。在大西洋中部竟发现了直径达1000多公里的巨形陨坑,可以想象出,在它们陨落的一刹那间是怎样宏大而可怕的景观啊!

  科学家们说,我们地球每天都要接受5万吨这样的“礼物”。它们大多数在距地面10到40里的高空就已燃尽,即便落在地上也难找到。它们在宇宙中运行,由于没有其它的保护,所以直接受到各种宇宙线的辐射和灾变,而其本身的放射性加热不能使它有较大的变化。所以它本身的记录是可靠的。对于它的研究范围有着相当广阔的领域,比如高能物理,天体演变,地球化学,生命的起源。

  近来,科学家们在二三十亿年前的陨石中大量发现原核细胞和真核细胞。因此科学家断定,在宇宙中甚至是太阳系在45亿年前就有生命存在。在含碳量高的陨石中还发现了大量的氨、核酸、脂肪酸,色素和11种氨基酸等有机物,因此,人们认为地球生命的起源与陨石有相当大的关系。

  目前世界上保存最大的铁陨石是非洲纳米比亚的戈巴(Hoba)铁陨石,重约60吨;其次是格林兰的约角1号铁陨石,重约33吨;我国新疆铁陨石,重约28吨,是世界第三大铁陨石;世界上最大的石陨石是吉林陨石,以收集的样品总重为2550公斤,吉林1号陨石,重1770公斤,是人类已收集的最大的石陨石块体。

  另外,还有一种陨石被称为“玻璃陨石”,它呈黑色或墨绿色,有点象石头,但不是石头;有点象玻璃,但它是一种很特别的没有结晶的玻璃状物质。它的形状五花八门,一般都不大,重量从几克到几十克。到目前为止,已发现的玻璃陨石有几十万块,而且另人奇怪的是它们的分布有明显的区域性。关于玻璃陨石的来源和成因,现在还没有定论。

古人怎样看待陨石

  在古代,人们往往把陨石当作圣物。比如,古罗马人把陨石当作神的使者,他们在陨石坠落的地方盖起钟楼来供奉。匈牙利人则把陨石抬进教堂,用链子把它锁起来,以防这个“神的礼物”飞回天上。伊斯兰教圣地麦加也有一块陨石,被视为“圣石”。在一些文明古国,还常常用陨石作为皇帝和达官贵人的陪葬。

从陨石坑中能推测出什么

  地球上已发现的撞击陨石坑超过120个,大部分是2亿年以内形成的。一般来说,更大的更老一些。一个靠加拿大安大略省萨德伯里的陨石坑,其直径有145千米。它大约有18亿岁了。另一个惟一与它一样年纪的陨石坑是在南非的费里德堡。

  加拿大拥有地球上残存的大部分的陨石坑,尽管只有一个是老的。在魁北克的马尼夸根湖的一个陨石坑大约有2.1亿年的历史,它注满了雨水,现在已经形成了一个直径74千米的湖,造成这个湖的陨石的直径应该将近3千米

  地球上现存的最大的陨石坑来自于太阳系历史中较近的时期。在亚利桑那州沙漠中的巴林格尔陨石坑是大约在3万年以前由一个铁陨星撞击形成的。据估算,铁陨星的直径为60米,质量超过100万吨。

  世界上没有爆炸的最大的陨石比起形成一些最大陨石坑的古老天体来要小得多。在非洲西南部纳米比亚的霍巴西部陨铁有60吨重,体积为2.75米×2.75米×1米。这可能是几千年前落至地球的,但是没有留下陨石坑。惟一合乎逻辑的解释是它以一个很小的角度接近地球,导致它的速度比通常的情况要小很多。

  已知的第二大陨石重30吨,像最重的十大陨石一样,是由铁组成的。阿赫尼格亥托陨石或特恩特陨石于约1万年前坠入格陵兰的约克角。这最终成为约克角上爱斯基摩人的奇物,他们用陨石碎片制作鱼叉的金属头。现在这块陨石保存在纽约美国自然历史博物馆。

  每年落到地球上的陨石物质使地球增重大约1万吨,大多陨石物质不比沙粒大。大到足以产生“火球”的陨石是很稀有的。全世界的民间传说都充满着“轰隆隆的雷石”的故事以及其他奇妙的自然现象。一些重大的陨石坠落事件都有记载,尽管直到19世纪人们才普遍相信陨石来自地球大气圈之外。

全球十大著名陨石坑

  美国亚利桑那的陨石坑

  美国内华达州亚利桑那陨石坑。这个陨石坑是5万年前,一颗直径约为30~50米的铁质流星撞击地面的结果。这颗流星重约50万千克、速度达到20千米/秒,爆炸力相当于2000万千克梯恩梯(TNT),超过美国轰炸日本广岛那颗原子弹的一千倍。爆炸在地面上产生了一个直径约1245米,平均深度达180米的大坑。据说,坑中可以安放下20个足球场,四周的看台则能容纳200多万观众。

  墨西哥尤卡坦陨石坑

  墨西哥尤卡坦半岛契克苏勒伯陨石坑,直径有198千米。肇事者是6500万年前一颗直径为10到13千米的小天体。陨石坑被埋藏在1100米厚的石灰岩底下,先被石油勘探工作者发现,随即又被“奋进号”航天飞机通过遥感技术证实了它的存在。

  俄罗斯通古拉斯陨石坑

  俄罗斯西伯利亚通古斯地区有陨石痕迹。1908年6月30日,目击者看见一个火球从南到北划过天空,消失在地平线外,地平线上随即升腾起火焰,响起巨大的爆炸声。爆炸之后的几天里,通古斯地区的天空被阴森的橘黄色笼罩,大片地区连续出现了白夜现象。调查者相信这是一颗陨石撞击到西伯利亚所引起的爆炸。据推测,这颗直径小于60米的小行星或者彗星碎块闯入大气层,在距地面8千米的上空发生了爆炸。1947年2月12日,俄罗斯远东城市锡霍特发生与通古拉斯相似的大爆炸,发现了100多个陨石坑,收集到8000多块镍铁陨石,总重量23千克多。

  戈斯峭壁

  澳大利亚探险家戈斯于一八七三年发现了戈斯峭壁。最早光顾这个陨石坑的是生活在澳大利亚荒漠中的土著,坑中的营地遗址留下了他们当年活动的痕迹。像大多数类似的陨石坑一样,戈斯峭壁也有从中心向四周辐射的地质裂缝。根据科学家对该坑形成的研究,证实它是在一亿三千万年前,遭受来自太空的撞击形成的,撞击物体速度极快,但密度相对较低,因而推测是彗星(由固体二氧化碳、冰块和尘埃组成)而非小行星陨石。

  最初的陨石坑直径大约二十千米,而现在由戈斯峭壁围合的坑径只有4千米,是中心坑,外围的在亿年漫长的岁月里早已被侵蚀掉了。在坑的外边缘有两道坚硬的砂岩峭壁,高出平原地面一百八十米,它也是在那次彗星撞击中形成的。地下探测表明,与之相同的岩层在地下二千米的深处,可想而知当年的撞击有多么强烈。

  塔吉克斯坦KaraKul陨石坑

  这个临近阿富汗边界,在帕米尔高原上的陨石坑大约在1千万年前形成,直径45千米

  加拿大的ClearwaterLakes陨石坑

  这是一对孪生陨石坑,形成在2亿9千万年以前,可能是由分裂成两块的小行星同时撞击而成。陨石坑西面的那个直径32千米,东面的那个直径22千米

  加拿大的Manicouagan陨石坑

  陨石坑有明显的被冰面覆盖的环状湖。这个陨石坑有100千米直径,形成在2亿1千万年前。

  澳大利亚的WalfCreek陨石坑

  位于北部沙漠中心。直径875米,形成于30万年以前,是一个比较年轻的陨石坑。坑边高度位25米,坑的中心深度为50米。陨石坑里至今还有铁陨石氧化后的残余物质,以及高温下沙粒熔化形成的玻璃物。

  德国的ries陨石坑

  有1500万年历史,现在已是一片茂盛的农田

  南非的vredefort陨石坑

  其直径达到了3万多米,其年代约为20亿年

致命的灾难能导致物种的灭绝吗

  科学家认为约于6600万年前落入地球的巨大陨星导致了地球上许多动植物的灭绝。这块据估计直径为10千米的陨星在白垩纪后期击中了地球,这导致了恐龙的突然灭亡,这些巨大的爬行动物在统治地球长达数百万年后,在接下来的第三纪中让位于小型的哺乳动物。

  全世界那个年代的粘土中不同寻常地富含铱元素。这种物质在地球上很稀有,但在陨石中含量丰富,所以粘土中的铱被认为是这次巨大的陨星撞击释放出来的。

  巨大的陨星能以许多方式导致物种的灭绝。如果它落入海洋,会导致海啸,巨大的潮汐海浪高达100米。一些研究表明海洋冲积层与在此时的巨浪的通过是一致的。

  撞击同样能把大量的物质抛送入大气层。这会阻拦太阳的光线,有碍植物的生长,进而影响以植物为生的动物。科学家知道那时有70%的生物绝种。白垩纪和第三纪交界时期同样发现了大范围的煤灰化石,有强烈冲击特征的矿物颗粒以及熔融岩石的小球体。巨大的陨石可以造出40千米深的陨石坑,这个深度足以穿透海洋或大陆的地壳层,导致大量的火山喷发。

  不论是加拿大的萨德伯里陨石坑,还是南非的费里德堡陨石坑,有证据表明都曾引起火山喷发。大规模的火山活动能直接导致许多物种的灭绝。大范围的火山喷发会增加大气层中的灰尘,首先使一段时期的气候持续变冷,然后逐渐导致相应的全球破坏性气候变暖,最后是致命的酸雨。

  陨石与人类有何关系呢?我们都知道,恐龙是古代一种大型爬行动物,如果中生代末期它们不灭绝,那么处于蒙昧时代的古猿至少没有机会变成现在的人。那么恐龙是怎样来灭绝的呢?科学家们发现,在白垩纪——第三边界沉积层堆积着一层厚约几十里米的白色粉末,那是地球上极为罕见的氨基酸。因此,他们推断:6500万年前一颗直径约10公里的陨石与地球相撞,撞击后的巨大爆炸使大多数恐龙立刻死去,爆炸后的粉末笼罩在大地上空,数年之久,土温骤变,致使恐龙无一幸存,而恐龙的灭绝却给其它新生动物带来了生机,比如哺乳动物的出现,古猿也被迫走出森林。

  陨石促成了人类的产生,由于陨石的影响,促进了生物的产生。进化,发展,但陨石也会带来毁灭人类的危害性。比如没入大西洋海底的古文明大陆大西洲,因为它正处于上面所提到的大西洋巨型陨坑的边上,创造出灿烂的玛雅文化的古印第安人之所以突然失踪,也是因为在他们那里时常有陨石出现。

  在不断发展着的今天,身外是个充满神奇的世界,同时也充满着危险。如l989年3月23 日,一颗相当于几千颗广岛原子弹威力的小行星与地球擦身而过,它的下次光临,是2015年,到时是否相撞,只能由事实去证明,但是我们不能让过去的悲剧重演,坐以待毙,让我们抓紧一切时间,去了解它,征服它直至利用它。相信,不久的将来一定会的。

十大陨石

  

名称

  

国家

重量(千克) 

陨落或发现日期 

主要保存地 

吉林 

中国 

1770

1976.3.8陨落

 

诺顿

美国 

1138

1948.2.18陨落 

 

陆格亚立特

美国

564

1891年发现

 

巴拉哥尔

美国

372

1930.2.17陨落

 

皮席波尔

芬兰

330

1859.3.2陨落

 

许格顿

美国

325

1727年发现

 

奥汗斯克

俄罗斯

300

1887.8.30陨落

 

里亚金尼亚

奥地利

295

1866.6.9陨落

 

格劳费斯

美国

283

1961年发现

 

萨拉托夫

俄罗斯

221

1918.9.6陨落

 

 

 

 

 

 

 

 

晚  霞

早晨和傍晚,在日出和日落前后的天边,时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒,就会发生散射。这些大气分子和微粒本身是不会发光的,但由于它们散射了太阳光,使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律,太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来,而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此,我们看到晴朗的天空总是呈蔚蓝色,而地平线上空的光线只剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后,那里的天空就带上了绚丽的色彩。俗话说"朝霞不出门,晚霞行千里",这就是说,早晨出现鲜红的朝霞,说明大气中水滴已经很多,预示天气将要转雨。如果出火红色或金黄色的晚霞,表明西方已经没有云层,阳光才能透射过来形成晚霞,因此预示天气将要转晴。

  早上太阳从东方升起,如果大气中水汽过多,则阳光中一些波长较短的青光、蓝光、紫光被大气散射掉,只有红光、橙光、黄光穿透大气,天空染上红橙色,开成朝霞。红霞出现表示西方的云雨将要移来,所以,“朝霞不出门”。到了晚上,看到晚霞,表明云雨已移到东方,天气将转晴,所以“晚霞行千里”。 在日出和日落前后的天边,有时会出现五彩缤纷的霞。日出前后在东方天空看到霞称早霞,日落前后的霞称晚霞。

  霞是由于日出和日落前后,阳光通过厚厚的大气层,被大量的空气分子散射的结果。当空中的尘埃、水汽等杂质愈多时,其色彩愈显著。如果有云层,云块也会染上橙红艳丽的颜色。

  日出前后出现鲜红的朝霞,说明大气中的水汽已经很多,而且云层已经从西方开始侵入本地区,预示天气将要转雨的征兆。出现大红色金黄色的晚霞,表示在我们西边的上游地区天气已经转晴或云层已经裂开,阳光才能透过来造成晚霞,预示笼罩在本地上空的雨云即将东移,天气就要转晴。

  为什么晚霞是红色的:早晨和傍晚,在日出和日落前后的天边,时常会出现五彩缤纷的彩霞。朝霞和晚霞的形成都是由于空气对光线的散射作用。当太阳光射入大气层后,遇到大气分子和悬浮在大气中的微粒,就会发生散射。这 些大气分子和微粒本身是不会发光的,但由于它们散射了太阳光,使每一个大气分子都形成了一个散射光源。根据瑞利散射定律,太阳光谱中的波长较短的紫、蓝、青等颜色的光最容易散射出来,而波长较长的红、橙、黄等颜色的光透射能力很强。因此,我们看到晴朗的天空总是呈蔚蓝色,而地平线上空的光线只 剩波长较长的黄、橙、红光了。这些光线经空气分子和水汽等杂质的散射后,那里的天空就带上了绚丽的色彩。

 

 

           闪  电

 

自然现象

  闪电是云与云之间、云与地之间或者云体内各部位之间的强烈放电现象(一般发生在积雨云中)。

  积雨云通常产生电荷,底层为阴电,顶层为阳电,而且还在地面产生阳电荷,如影随形地跟着云移动。正电荷和负电荷彼此相吸,但空气却不是良好的传导体。正电荷奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上,企图和带有负电的云层相遇;负电荷枝状的触角则向下伸展,越向下伸越接近地面。最后正负电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去,产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百米(最短的为100米),但最长可达数千米。 闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后用所得的秒数除以3,即可大致知道闪电离你有几千米。

闪电的过程

  如果我们在两根电极之间加很高的电压,并把它们慢慢地靠近。当两根电极靠近到一定的距离时,在它们之间就会出现电火花,这就是所谓“弧光放电”现象。

  雷雨云所产生的闪电,与上面所说的弧光放电非常相似,只不过闪电是转瞬即逝,而电极之间的火花却可以长时间存在。因为在两根电极之间的高电压可以人为地维持很久,而雷雨云中的电荷经放电后很难马上补充。当聚集的电荷达到一定的数量时,在云内不同部位之间或者云与地面之间就形成了很强的电场。电场强度平均可以达到几千伏特/厘米,局部区域可以高达1万伏特/厘米。这么强的电场,足以把云内外的大气层击穿,于是在云与地面之间或者在云的不同部位之间以及不同云块之间激发出耀眼的闪光。这就是人们常说的闪电。

  肉眼看到的一次闪电,其过程是很复杂的。当雷雨云移到某处时,云的中下部是强大负电荷中心,云底相对的下垫面变成正电荷中心,在云底与地面间形成强大电场。在电荷越积越多,电场越来越强的情况下,云底首先出现大气被强烈电离的一段气柱,称梯级先导。这种电离气柱逐级向地面延伸,每级梯级先导是直径约5米、长50米、电流约100安培的暗淡光柱,它以平均约150000米/秒的高速度一级一级地伸向地面,在离地面5—50米左右时,地面便突然向上回击,回击的通道是从地面到云底,沿着上述梯级先导开辟出的电离通道。回击以5万公里/秒的更高速度从地面驰向云底,发出光亮无比的光柱,历时40微秒,通过电流超过1万安培,这即第一次闪击。相隔几秒之后,从云中一根暗淡光柱,携带巨大电流,沿第一次闪击的路径飞驰向地面,称直窜先导,当它离地面5—50米左右时,地面再向上回击,再形成光亮无比光柱,这即第二次闪击。接着又类似第二次那样产生第三、四次闪击。通常由3—4次闪击构成一次闪电过程。一次闪电过程历时约0.25秒,在此短时间内,窄狭的闪电通道上要释放巨大的电能,因而形成强烈的爆炸,产生冲击波,然后形成声波向四周传开,这就是雷声或说“打雷”。

闪电时发生的化学反应

  闪电时,可以使大气空中的氧气化学合键发生改变,生成臭氧;同时也可以让氧气和氮气化合生成一氧化氮,这是天然固氮的一种重要形式.

  闪电的温度,从摄氏一万七千度至二万八千度不等,也就是等于太阳表面温度的3—5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速,因此形成波浪并发出声音。

闪电的结构

  被人们研究得比较详细的是线状闪电,我们就以它为例来讲述闪电的结构。闪电是大气中脉冲式的放电现象。一次闪电由多次放电脉冲组成,这些脉冲之间的间歇时间都很短,只有百分之几秒。脉冲一个接着一个,后面的脉冲就沿着第一个脉冲的通道行进。现在已经研究清楚,每一个放电脉冲都由一个“先导”和一个‘回击”构成。第一个放电脉冲在爆发之前,有一个准备阶段—“阶梯先导”放电过程:在强电场的推动下,云中的自由电荷很快地向地面移动。在运动过程中,电子与空气分子发生碰撞,致使空气轻度电离并发出微光。第一次放电脉冲的先导是逐级向下传播的,象一条发光的舌头。开头,这光舌只有十几米长,经过千分之几秒甚至更短的时间,光舌便消失;然后就在这同一条通道上,又出现一条较长的光舌(约30米长),转瞬之间它又消失;接着再出现更长的光舌……光舌采取“蚕食”方式步步向地面逼近。经过多次放电—消失的过程之后,光舌终于到达地面。因为这第一个放电脉冲的先导是一个阶梯一个阶梯地从云中向地面传播的,所以叫做“阶梯先导”。在光舌行进的通道上,空气已被强烈地电离,它的导电能力大为增加。空气连续电离的过程只发生在一条很狭窄的通道中,所以电流强度很大。

  当第一个先导即阶梯先导到达地面后,立即从地面经过已经高度电离了的空气通道向云中流去大量的电荷。这股电流是如此之强,以至空气通道被烧得白炽耀眼,出现一条弯弯曲曲的细长光柱。这个阶段叫做“回击”阶段,也叫“主放电”阶段。阶梯先导加上第一次回击,就构成了第一次脉冲放电的全过程,其持续时间只有百分之一秒。

  第一个脉冲放电过程结束之后,只隔一段极其短暂的时间(百分之四秒),又发生第二次脉冲放电过程。第二个脉冲也是从先导开始,到回击结束。但由于经第一个脉冲放电后,“坚冰已经打破,航线已经开通”,所以第二个脉冲的先导就不再逐级向下,而是从云中直接到达地面。这种先导叫做“直窜先导”。直窜先导到达地面后,约经过千分之几秒的时间,就发生第二次回击,而结束第二个脉冲放电过程。紧接着再发生第三个、第四个….。直窜先导和回击,完成多次脉冲放电过程。由于每一次脉冲放电都要大量地消耗雷雨云中累积的电荷,因而以后的主放电过程就愈来愈弱,直到雷雨云中的电荷储备消耗殆尽,脉冲放电方能停止,从而结束一次闪电过程。

闪电频率

  就在你阅读这篇文章的时候,世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电,其中有100次袭击地球。

  闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物,借雨水冲下地面。一年当中,地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。

  乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛,是最易受到闪电袭击的地方。据统计,爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电,则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次,当时死了21个人。

类型

  最常见的闪电是线形闪电,它是一些非常明亮的白色、粉红色或淡蓝色的亮线,它很像地图上的一条分支很多的河流,又好像悬挂在天空中的一棵蜿蜒曲折、枝杈纵横的大树。线形闪电的“脾气”早已被科学工作者摸透,用连续高速的照相机可以完整地记录线形闪电的全过程,并能在实验室成功地进行模拟实验。

  除了线形闪电,另外还有球形闪电和链形闪电,这两种闪电都比较少见。

  球形闪电多半在强雷雨的恶劣天气里才会出现。在线形闪电过后,天空突然出现一个火球,火球沿着弯曲的路经在天空飘游,有时也可能停止不动,悬在空中。这种火球喜欢钻洞,有时会从烟囱、窗户、门缝等窜入屋内,然后再溜出屋去。

  比起球形闪电,链形闪电的踪迹更难寻觅。目前,人们只知道它也是出现在线形闪电之后,与线形闪电出现在同一路径上,它像一排发光的链球挂在天空,在云层的衬托下好像一条虚线在云幕上慢慢滑行。

  闪电对人类活动影响很大,尤其是建筑物、输电线网等遭其袭击,可能造成严重损失。保护建筑物免受闪电袭击的最切实可行的办法是安装避闪器(避雷针),把闪电中的电引向地面事先选好的安全区。

  线状闪电、带状闪电、片状闪电、火箭状闪电、球状闪电、联珠状闪电都可以对人类进行伤害,因此不能出门。

  我们常见的通常是线状闪电,犹如枝杈丛生的一根树枝,蜿蜒曲折。带状闪电与线状闪电相似,只是亮的通道比较宽,看上去好像一条较亮的亮带。球状闪电一般发生在线状闪电之后,它是一个直径为20厘米左右的火球,发出红色或桔黄色的光,偶然发出美丽的绿色,一般维持几秒钟。火球在空中随风飘移,喜欢沿物体边缘滑行,还能穿过缝隙进入室内,当它行将消失时会发生震耳的爆炸声。

  各种闪电中,最罕见的是联珠状闪电,世界上绝大多数人都未曾见过它。这种闪电形如一串发光的珍珠从云低伸向地面(1916年5月8日在德国德累斯顿城市的一所钟楼上空,曾发生过一次联珠状闪电,并作了记载。人们首先看到一个线状闪电从云低伸下来;其后,人们看见线状闪电的通道变宽,颜色也由白色变为黄色。不久闪电通道渐渐变暗,但整个通道不是在同时间均匀地变暗,因此明亮的通道变成一串珍珠般的亮点,从云间垂挂下来,美丽动人,人们估计亮珠有32颗,每颗直径为5米。之后,亮珠逐渐缩小,形状变圆;最后亮度愈来愈暗,后完全熄灭。)由于联珠状闪电出现的机会极少,维持的时间也极短,因此人们对这种闪电的成因研究得很少,形成的原因尚不清楚。

闪电的类型

  线状闪电

  线状闪电与其它闪电不同的地方是它有特别大的电流强度,平均可以达到几万安培,在少数情况下可达20万安培。这么大的电流强度,可以毁坏和摇动大树,有时还能伤人。当它接触到建筑物的时候,常常造成"雷击"而引起火灾。线状闪电多数是云对地的放电。

  片状闪电

  片状闪电也是一种比较常见的闪电形状。它看起来好像是在云面上有一片闪光。这种闪电可能是云后面看不见的火花放电的回光,或者是云内闪电被云滴遮挡而造成的漫射光,也可能是出现在云上部的一种丛集的或闪烁状的独立放电现象。

  球状闪电

  球状闪电虽说是一种十分罕见的闪电形状,却最引人注目。它像一团火球,有时还像一朵发光的盛开着的"绣球"菊花。它约有人头那么大,偶尔也有直径几米甚至几十米的。球状闪电有时候在空中慢慢地转游,有时候又完全不动地悬在空中。它有时候发出白光,有时候又发出像流星一样的粉红色光。球状闪电"喜欢"钻洞,有时候,它可以从烟囱、窗户、门缝钻进屋内,在房子里转一圈后又溜走。球状闪电有时发出"咝咝"的声音,然后一声闷响而消失;有时又只发出微弱的噼啪声而不知不觉地消失。球状闪电消失以后,在空气中可能留下一些有臭味的气烟,有点像臭氧的味道。球状闪电的生命史不长,大约为几秒钟到几分钟。

  带状闪电

  带状闪电是由连续数次的放电组成,在各次闪电之间,闪电路径因受风的影响而发生移动,使得各次单独闪电互相靠近,形成一条带状。带的宽度约为10米。这种闪电如果击中房屋,可以立即引起大面积燃烧。

  联珠状闪电

  联珠状闪电看起来好像一条在云幕上滑行或者穿出云层而投向地面的发光点的连线,也像闪光的珍珠项链。有人认为联珠状闪电似乎是从线状闪电到球状闪电的过渡形式。联珠状闪电往往紧跟在线状闪电之后接踵而至,几乎没有时间间隔。

  火箭状闪电

  火箭状闪电比其它各种闪电放电慢得多,它需要l~1.5秒钟时间才能放电完毕。可以用肉眼很容易地跟踪观测它的活动。

  黑色闪电

  一般闪电多为蓝色、红色或白色,但有时也有黑色闪电。由于大气中太阳光、云的电场和某些理化因素的作用,天空中会产生一种化学性能十分活泼的微粒。在电磁场的作用下,这种微粒便聚集在一起,形成许多球状物。这种球状物不会发射能量,但可以长期存在,它没有亮光,不透明,所以只有白天才能观测到它。

超级闪电

  超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特,而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特,甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。

  纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击,连13公里以外的房屋也被震得格格响,整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。

海底闪电

  海底也有闪电,这是前苏联科学家在日本海底发现的。灵敏的电场仪表明,海底放电的频率与大气中闪电的频率相同,这使科学家大惑不解。因为按水文物理学规律,深层海水的导电性良好,理应与雷公电母无缘。

  科学家经过反复试验,最后认为:电荷源实际上来自陆地上近海岸的空中,再经过岩石传导,一直深入到海底。但随着传导距离的增加,电量逐渐减少。因此海底测得的放电量一般是较弱的。

黑色闪电

  最后,有一件事可以聊以自慰:等到你看见闪电时,它已经打不中你了。

  黑色闪电的形成令科学家无法解释。长期以来,人们的心目中只有蓝白色闪电,这是空中的大气放电的自然现象,一般均伴有耀眼的光芒!而从未看见过不发光的“黑色闪电”。可是,科学家通过长期的观察研究确实证明有“黑色闪电”存在。

  1974年6月23日,前苏联天文学家契尔诺夫就曾经在扎巴洛日城看见一次“黑色闪电”:一开始是强烈的球状闪电,紧接着,后面就飞过一团黑色的东西,这东西看上去像雾状的凝结物。经过研究分析表明:黑色闪电是由分子气凝胶聚集物产生出来的,而这些聚集物是发热的带电物质,极容易爆炸或转变为球状的闪电,其危险性极大。

  据观察研究认为:黑色闪电一般不易出现在近地层,如果出现了,则较容易撞上树木、桅杆、房屋和其他金属,一般呈现瘤状或泥团状,初看似一团脏东西,极容易被人们忽视,而它本身却载有大量的能量,所以,它是“闪电族”中危险性和危害性均较大的一种。尤其是,黑色闪电体积较小,雷达难以捕捉;而且,它对金属物极具“青睐”;因而被飞行人员称作“空中暗雷”。飞机在飞行过程中,倘若触及黑色闪电,后果将不堪设想。而每当黑色闪电距离地面较近时,又容易被人们误认为是一只飞鸟或其他什么东西,不易引起人们的警惕和注意;如若用棍物击打触及,则会迅速发生爆炸,有使人粉身碎骨的危险。另外,黑色闪电和球状闪电相似,一般的避雷设施如避雷针、避雷球、避雷网等,对黑色闪电起不到防护作用;因此它常常极为顺利地到达防雷措施极为严密的储油罐、储气罐、变压器、炸药库的附近。此时此刻,千万不能接近它。应当避而远之,以人身安全为要。

  闪电形成的原因

气流在雷雨云中会因为水分子的摩擦和分解产生静电.这些电分两种.一种是带有正电荷粒子的正电,一种是带有负电荷粒子的负电.正负电荷会相互吸引,就象磁铁一样.正电荷在云的上端,负电荷在云的下端吸引地面上的正电荷.云和地面之间的空气都是绝缘体,会阻止两极电荷的电流通过.当雷雨云里的电荷和地面上的电荷变得足够强时,两部分的电荷会冲破空气的阻碍相接触形成强大的电流,正电荷与负电荷就此相接触.当这些异性电荷相遇时便会产生中和作用(放电).激烈的电荷中和作用会放出大量的光和热,这些放出的光就形成了[闪电].

  大多数的闪电都是接连两次的.第一次叫前导闪接,是一股看不见的空气,一直下到接近地面的地方.这一股带电的空气就象一条电线,为第二次电流建立一条导路.在前导接近地面的一刹那,一道回接电流就沿着这条导路跳上来,这次回接产生的闪光就是我们通常所能看到的闪电了.

打雷的原因

  现在知道电荷中和作用时会放出大量的光和热,瞬间放出大量的热会将周围的空气加热到30000摄氏度的高温.强烈的电流在空气中通过时,造成沿途的空气突然膨胀,同时推挤周围的空气,使空气产生猛烈的震动,此时所产生的声音就是[雷声].(不要忘记告诉小宝宝,雷电是同时发生的,因为光速比声速快很多,所以我们总是先看到闪电后才听到雷声的.)

  闪电若落在近处,我们听到的就是震耳欲聋的轰隆声.闪电若是落在较远处,我们听到的是隆隆不觉的雷鸣声.这是因为声波受到大气折射和地面物体反射后所发出的回声.

  别人的见闻,思维是只个人对外界事物的浅显反馈,雷电的形成,或许是「神」的礼花,或许是「蛟龙」的产物,对事物的分析,重在细节,只有看清分子的运动,才能明白万物的结构变化:『建议于百度中搜索闪电慢镜头』,以众人的眼光来审视「天人合一」:微者「人体血脉形状」,「树枝走向」;中者『闪电走向』;宏者『大地血脉(河流)形状』,『大地龟裂形状』(或)『山脉卫星遥感图』::::万变不离其『宗』

雷电发生的必要条件

  1.空气要很潮湿;

  2.云一定要很大块的;一般是积雨云;

  3.天气干燥的地区一般不容易出现雷电。

闪电与雷雨云

  雷暴时的大气电场与晴天时有明显的差异,产生这种差异的原因,是雷雨云中有电荷的累积并形成雷雨云的极性,由此产生闪电而造成大气电场的巨大变化。但是雷雨云的电是怎么来的呢? 也就是说,雷雨云中有哪些物理过程导致了它的起电?为什么雷雨云中能够累积那么多的电荷并形成有规律的分布?本节将要回答这些问题。前面我们已经讲过,雷雨云形成的宏观过程以及雷雨云中发生的微物理过程,与云的起电有密切联系。科学家们对雷雨云的起电机制及电荷有规律的分布,进行了大量的观测和实验,积累了许多资料并提出了各种各样的解释,有些论点至今也还有争论。归纳起来,云的起电机制主要有如下几种科学假说:

  A.对流云初始阶段的“离子流”假说

  大气中总是存在着大量的正离子和负离子,在云中的水滴上,电荷分布是不均匀的:最外边的分子带负电,里层带正电,内层与外层的电位差约高0.25伏特。为了平衡这个电位差,水滴必须“优先’吸收大气中的负离子,这样就使水滴逐渐带上了负电荷。当对流发展开始时,较轻的正离子逐渐被上升气流带到云的上部;而带负电的云滴因为比较重,就留在下部,造成了正负电荷的分离。

  B.冷云的电荷积累

  当对流发展到一定阶段,云体伸入0℃层以上的高度后,云中就有了过冷水滴、霰粒和冰晶等。这种由不同相态的水汽凝结物组成且温度低于0℃的云,叫冷云。冷云的电荷形成和积累过程有如下几种:

  a. 冰晶与霰粒的摩擦碰撞起电

  霰粒是由冻结水滴组成的,呈白色或乳白色,结构比较松脆。由于经常有过冷水滴与它撞冻并释放出潜热,故它的温度一般要比冰晶来得高。在冰晶中含有一定量的自由离子(OH-或H+),离子数随温度升高而增多。由于霰粒与冰晶接触部分存在着温差,高温端的自由离子必然要多于低温端,因而离子必然从高温端向低温端迁移。离子迁移时,较轻的带正电的氢离子速度较快,而带负电的较重的氢氧离子(OH-)则较慢。因此,在一定时间内就出现了冷端H+离子过剩的现象,造成了高温端为负,低温端为正的电极化。当冰晶与霰粒接触后又分离时,温度较高的霰粒就带上负电,而温度较低的冰晶则带正电。在重力和上升气流的作用下,较轻的带正电的冰晶集中到云的上部,较重的带负电的霞粒则停留在云的下部,因而造成了冷云的上部带正电而下部带负电。

  b. 过冷水滴在霰粒上撞冻起电

  在云层中有许多水滴在温度低于0℃时仍不冻结,这种水滴叫过冷水滴。过冷水滴是不稳定的,只要它们被轻轻地震动一下,马上就会冻结成冰粒。当过冷水滴与霰粒碰撞时,会立即冻结,这叫撞冻。当发生撞冻时,过冷水滴的外部立即冻成冰壳,但它内部仍暂时保持着液态,并且由于外部冻结释放的潜热传到内部,其内部液态过冷水的温度比外面的冰壳来得高。温度的差异使得冻结的过冷水滴外部带正电,内部带负电。当内部也发生冻结时,云滴就膨胀分裂,外表皮破裂成许多带正电的小冰屑,随气流飞到云的上部,带负电的冻滴核心部分则附在较重的霰粒上,使霰粒带负电并停留在云的中、下部。

  c. 水滴因含有稀薄的盐分而起电

  除了上述冷云的两种起电机制外,还有人提出了由于大气中的水滴含有稀薄的盐分而产生的起电机制。当云滴冻结时,冰的晶格中可以容纳负的氯离子(Cl-),却排斥正的钠离子(Na+)。因此,水滴已冻结的部分就带负电,而未冻结的外表面则带正电(水滴冻结时,是从里向外进行的)。由水滴冻结而成的霰粒在下落过程中,摔掉表面还来不及冻结的水分,形成许多带正电的小云滴,而已冻结的核心部分则带负电。由于重力和气流的分选作用,带正电的小滴被带到云的上部,而带负电的霰粒则停留在云的中、下部。

  d.暖云的电荷积累

  上面讲了一些冷云起电的主要机制。在热带地区,有一些云整个云体都位于0℃以上区域,因而只含有水滴而没有固态水粒子。这种云叫做暖云或“水云”。暖云也会出现雷电现象。在中纬度地区的雷暴云,云体位于0℃等温线以下的部分,就是云的暖区。在云的暖区里也有起电过程发生。

  在雷雨云的发展过程中,上述各种机制在不同发展阶段可能分别起作用。但是,最主要的起电机制还是由于水滴冻结造成的。大量观测事实表明,只有当云顶呈现纤维状丝缕结构时,云才发展成雷雨云。飞机观测也发现,雷雨云中存在以冰、雪晶和霰粒为主的大量云粒子,而且大量电荷的累积即雷雨云迅猛的起电机制,必须依靠霰粒生长过程中的碰撞、撞冻和摩擦等才能发生。

闪电与打雷为什么“不同时发生”?

  闪电和雷声是同时发生的,但它们在大气中传播的速度相差很大,因此人们总是先看到闪电然后才听到雷声。光每秒大约能走30万公里,而声音只能走 340米。根据这个现象,我们可以从看到闪电起到听到雷声止,这一段时间的长短,来计算闪电发生处离开我们的距离。假如闪电在西北方,隔10秒听到了雷声,说明这块雷雨距离我们约有3400米远。

闪电离我们有多远

  闪电距离近,听到的就是尖锐的爆裂声;如果闪电距离远,听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表,听到雷声后即把它按停,然后以3来除所得的秒数,即可大致知道闪电离你有几千米。如时差为3秒,则闪电在一千米外。

遇到闪电应该怎么做?

  1)除非绝对需要时,不要冒险外出。留在室内。

  2)不要靠近打开的门,窗、火炉、暖气片、金属管道、阴沟、插上电源的电气用具。

  3)在风暴期间不要使用插入式电气设备如电吹风,电压刷或电动剃须刀。

  4)风暴期间,不要使用电话,闪电可能击中外面电话线。

  5)不要去收晒衣绳上的衣服。

  6)不要从事栅栏、电话或输电线、管道或建筑钢材等安装工作。

  7)不要应用金属物体如鱼竿和高尔夫球棍。穿好钉有铁钉的鞋子的高尔夫球运动员成了极好的避雷针。

  8)不要处理打开的容器里的易燃材料。

  9)离开水和小船。

  10)如果您正自律性的话,那么呆在您的汽车里,汽车往往是极好的避雷设施。在没有掩蔽所的时候,应避开该地的最高物体。如果附近只有孤立的树,那么您的最好防护就是蹲在露天下,离开孤立的树的距离是其高度两倍。

  11)避开商定、开阔的空地、金属丝栏杆金属晒衣绳。敞开的棚子以及任何突出地面的导电物体。

  12)当您感觉到电荷是,即如果您的头发竖起,或者您的皮肤颤动,那么您可能就受到电击了。要立刻倒在地上。受到雷击的人会严重休克,并且可能被烧伤,但是他们身上不带电,可以安全进行处理。被电击昏的人,通常进行及时的口对口的呼吸、心脏按摩以及长时间的人工呼吸时能够苏醒的。在受电极的一群人里,对于明显的死亡者应首先处理。那些还有活着迹象的人可能会自行恢复过来。(优因培注)

谁更易受到闪电袭击?

  闪电的受害者有2/3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。在闪电击死的人中,85%是男性,年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。

  苏利文也许是遭闪电袭击的冠军。他是退休的森林管理员,曾被闪电击中7次。闪电曾经烫焦他的眉毛,烧着他的头发,灼伤他的肩膀,扯走他的鞋子,甚至把他抛到汽车外面。他轻描淡写地说:“闪电总是有办法找到我。”

防击须知

  (1)不要站在大树下。

  (2)不要让自己成为四周最高的物体。

  (3)放下所有的金属物件。不要骑自行车。

  (4)不要使用电话、水管或须接上插头的电器。

  (5)远离门、窗、暖气炉和炉灶、烟囱。

  (6)屋内最安全的地方,是楼下最大一个房间的中央。

  (7) 高地安避雷针。

 

            雷  暴

 

雷暴(Thunderstorms)是伴有雷击和闪电的局地对流性天气。它必定产生在强烈的积雨云中,因此常伴有强烈的阵雨或暴雨,有时伴有冰雹和龙卷风,属强对流天气系统。形成雷暴的积雨云发展旺盛,云的上部常有冰晶。冰晶的凇附、水滴的破碎以及空气对流等过程,使云中产生电荷。云中电荷的分布很复杂,但总的说来,云的上部以正电荷为主,云的中、下部以负电荷为主,云的下部前方的强烈上升气流中还有一范围小的正电区。因此,云的上、下之间形成一个电位差,当电位差大到一定程度后,就产生放电,这就是平常所见得闪电现象,放电过程中,闪道中的温度骤增,使空气体积急剧膨胀,从而产生冲击波,导致强烈的雷鸣。当云层很低时,有时可形成云地间放电,这就是雷击。因此,雷暴是大气不稳定状况的产物,是积雨云及其伴生的各种强烈天气的总称。雷暴的持续时间一般较短,单个雷暴的生命史一般不超过2小时。我国雷暴是南方多于北方,山区多于平原。多出现在夏季和秋季,冬季只在我国南方偶有出现。雷暴出现的时间多在下午。夜间因云顶辐射冷却,使云层内的温度层结变得不稳定,也可引起雷暴,称为夜雷暴。

  雷暴是大气中的放电现象,一般伴有阵雨,有时还会出现局部的大风、冰雹等强对流天气。强雷暴天气出现有时还带来灾害,如雷击危及人身安全,家用电器、计算机机房直接遭雷击或感应雷的影响而损坏,有时还引起火灾等。 雷电是一种大气中放电现象,产生于积雨中,积雨云在形成过程中,某些云团带正电荷,某些云团带负电荷。它们对大地的静电感应,使地面或建(构)筑物表面产生异性电荷,当电荷积聚到一定程度时,不同电荷云团之间,或云与大地之间的电场强度可以击穿空气(一般为25-30KV/cm),开始游离放电,我们称之为"先导放电"。云对地的先导放电是云向地面跳跃式逐渐发展的,当到达地面时(地面上的建筑物,架空输电线等),便会产生由地面向云团的逆导主放电。在主放电阶段里,由于异性电荷的剧烈中和,会出现很大的雷电流(一般为几十千安至几百千安),并随之发生强烈的闪电和巨响,这就形成雷电。

雷暴的种类

  雷暴共分为三种,分别为单细胞雷暴、多细胞雷暴及超级细胞雷暴三种。而分辨它们的方法是根据大气的不稳定性及不同层次里的相对风速而定(参看风切变)。

  单细胞雷暴(Single cell storms)是在大气不稳定,但只有少量甚至没有风切变时发生。这些雷暴通常较为短暂,不会持续超过1小时。在平日亦有很多机会看到这种雷暴,因此亦被称为阵雷。

  多细胞雷暴(Multicell storms)由多个单细胞雷暴所组成,是单细胞雷暴的进一步发展而成的。这时会因为气流的流动而形成阵风带,这个阵风带可以延绵数里,如果风速加快、大气压力加大及温度下降,这个阵风带会越来越大,并且吹袭更大的区域。

  超级细胞雷暴(Supercell storms)是在风切变极大时发生的,并由各种不同程度的雷暴组成。这种雷暴的破坏力最大,并且有30%可能性会产生龙卷风。

  根据雷暴形成时不同的大气条件和地形条件,一般将雷暴分为热雷暴、锋雷暴和地形雷暴三大类。此外,也有人把冬季发生的雷暴划为一类,称为冬季雷暴。在我国南部还常出现所谓旱天雷,也叫干雷暴。

雷击的产生

  雷击是指一部分带电的云层与另一部分带异种电荷的云层,或者是带电的云层对大地间迅猛的放电。其中后一种即云层对大地的放电,则对建筑物、人和建筑物内电子设备产生极大危害,是人类研究的主要对象。

雷暴的产生

  3~5条左右闪电在很近的距离同时产生放电的现象,称为雷暴.雷暴产生的时有时候会生成火球,从直径15厘米2米不等的大小,也有直径很大的超过5米以上的,但一般发生在雷区,雷暴产生火球后,经常袭击生命体,并释放出强大的能量,并且雷暴产生的火球行进速度也超快大约速度在几米每秒~几十米每秒不等,具体要看火球的大小而定,雷区产生的雷暴所形成的火球速度不论大小都比人类奔跑速度要快的多,所以在雷区避免雷暴击中的方法是一动不动的静止,并且不能发出声响,它运动的时间也比不是雷区的地方时间长,一般要2~6个小时左右,当然还有运行时间更长的.更要说明的是有的火球会开门袭击人类,有的是袭击房屋,是不一样的.

雷云的成因

  雷云的成因或者说其所蕴涵的能量主要来自大气的运动,气流的运动、摩擦以及风对云块作用,令其作切割地球磁场磁力线运动,使不同的电荷、带电微粒进一步分离、极化,最终形成积聚大量电荷的雷云。当雷云的电场强度达到足够大时将引起雷云中的内部放电,或雷云间的强烈放电,或雷云对大地、其他物体间放电,即所谓雷电。

如何评价某一地区雷电活动的强弱

  习惯使用“雷暴日”,即以一年当中该地区有多少天发生耳朵能听到雷鸣来表示该地区的雷电活动强弱。

  地 区 年平均雷暴日

  海南岛及广东的雷州半岛 100日以上

  北纬23℃南 80日以上

  长江以南地区>40日

  长江以北大部分地区 15~40日

  西北地区 <15日

雷暴中注意事项

  留在室内。在室外工作的人,应躲入建筑物内。

  切勿游泳或进行其他水上运动。离开水面及找寻地方躲避。

  避免使用电话或其他带有插头的电器,包括电脑等。

  切勿接触天线、水龙头、水管、铁丝网或其他类似金属装置。   避免用花洒淋浴。

  切勿处理以开口容器盛载的易燃物品。

  切勿站立於山顶上或接近导电性高的物体。树木或桅杆容易被闪电击中,应尽量远离。闪电击中物体后,电流会经地面传开,因此不要躺在地上,潮湿地面尤其危险。应该蹲著并尽量减少与地面接触的面积。

  远足及其他户外活动人士,应随身带备收音机,不断留意天文台发出的最新天气消息。

  留意暴雨可能随时出现,切勿在河流、溪涧或低洼地区逗留。

  驾车人士如驶经高速公路或天桥,应提防强劲阵风吹袭。

  海上的小艇应小心提防狂风或水龙卷袭击。

  如遇上龙卷风,应立即躲入坚固的建筑物内。要远离窗户、蹲伏在地上并用手或厚垫保护头部。如在室外,应远离树木、汽车或其他可被龙卷风吹起的物件。

 

 

            极  光

 

    在地球南北两极附近地区的高空,夜间常会出现灿烂美丽的光辉。它轻盈地飘荡,同时忽暗忽明,发出红的、蓝的、绿的、紫的光芒。这种壮丽动人的景象就叫做极光。

  极光多种多样,五彩缤纷,形状不一,绮丽无比,在自然界中还没有哪种现象能与之媲美。任何彩笔都很难绘出那在严寒的北极空气中嬉戏无常、变幻莫测的炫目之光。

  极光有时出现时间极短,犹如节日的焰火在空中闪现一下就消失得无影无踪;有时却可以在苍穹之中辉映几个小时;有时像一条彩带,有时像一团火焰,有时像一张五光十色的巨大银幕;有的色彩纷纭,变幻无穷;有的仅呈银白色,犹如棉絮、白云,凝固不变;有的异常光亮、掩去星月的光辉;有的又十分清淡,恍若一束青丝;有的结构单一,状如一弯弧光,呈现淡绿、微红的色调;有的犹如彩绸或缎带抛向天空,上下飞舞、翻动;有的软如纱巾,随风飘动,呈现出紫色、深红的色彩;有时极光出现在地平线上,犹如晨光曙色;有时极光如山茶吐艳,一片火红;有时极光密聚一起,犹如窗帘幔帐;有时它又射出许多光束,宛如孔雀开屏,蝶翼飞舞。

极光产生

  许多世纪以来,这一直是人们猜测和探索的天象之谜。从前,爱斯基摩人以为那是鬼神引导死者灵魂上天堂的火炬。13世纪时,人们则认为那是格陵兰冰原反射的光。到了17世纪,人们才称它为北极光——北极曙光(在南极所见到的同样的光称为南极光)。

  随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流,因而属于等离子态。太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。

  1890年,挪威物理学家柏克兰认为,离地球1.5亿千米的太阳几乎连续不断地向地球放射物质点。而离地球5万千米至6.5万千米以外有一层磁场将地球罩住,当太阳的质点直射这层磁场而被挡住时,它便向地球四周扩散,寻找钻入的空隙,结果约有1%的质点钻入北磁极附近的大气层。每颗太阳质点含有等于1000伏特的电力。它们在100千米外的高空大气层中与原子和多半由氧和氮构成的分子相遇,原子吸收了太阳质点所含的一部分能量时,立即又将这能量释放出来而产生极强的光,氧发出绿色和红色的光,氮则发出紫、蓝和一些深红色的光。这些缤纷的色彩组成了绮丽壮观的极光景象。

  目前,许多科学家正在对极光作深入的研究。人们看到的极光,主要是带电粒子流中的电子造成的。而且,极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻,可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束,地球大气为电视屏幕,地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如,通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源,粒子种类,能量大小,地球磁尾的结构,地球磁场与行星磁场的相互作用,以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。

  极光不但美丽,而且在地球大气层中投下的能量,可以与全世界各国发电厂所产生电容量的总和相比。这种能量常常搅乱无线电和雷达的信号。极光所产生的强力电流,也可以集结在长途电话线或影响微波的传播,使电路中的电流局部或完全“损失”,甚至使电力传输线受到严重干扰,从而使某些地区暂时失去电力供应。怎样利用极光所产生的能量为人类造福,是当今科学界的一项重要使命。

  极光 常常出现于纬度靠近地磁极地区上空大气中的彩色发光现象。一般呈带状、弧状、幕状、放射状,这些形状有时稳定有时作连续性变化。极光是来自太阳活动区的带电高能粒子“可达1万电子伏”流使高层大气分子或原子激发或电离而产生的。由于地磁场的作用,这些高能粒子转向极区,所以极光常见于高磁纬地区。在大约离磁极25°—30°的范围内常出现极光,这个区域称为极光区。在地磁纬度45°—60°之间的区域称为弱极光区,地磁纬度低于45°的区域称为微极光区。 极光下边界的高度,离地面不到100公里,极大发光处的高度约110公里左右,正常的最高边界为300公里左右,在极端情况下可达1000公里以上。根据近年来关于极光分布情况的研究,极光区的形状不是以地磁极为中心的圆环状,而是更像卵形。 极光的光谱线范围约为3100—6700埃,其中最重要的谱线是5577埃的氧原子绿线,称为极光绿线。 早在2000多年前,中国就开始观测极光,有着丰富的极光记录。

极光的形态

  极光按形态可分为:

  匀光弧极光 射线式光柱极光 射线式光弧光带极光 帘幕状极光 极光冕 按观测的电磁波波段分为:

  光学极光 无线电极光 按激发粒子类型可分为:

  电子极光 质子极光 按发生区域可分为:

  极光带极光 极盖极光 中纬极光红弧

木星上的极光

  最近,南欧洲天文台发表了在二〇〇〇年十一月拍摄到木星上极光的照片,和木星两极上空的烟雾,这是科学家第一次清楚拍摄到木星两极的情况。

  木星(Jupiter)离地球(Earth)约六亿一千万公里,过去,科学家曾经利用太空总署(NASA)的哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope),拍摄到木星极光(aurora)的照片,不过,使用南欧洲天文台(European Southern Observatory)的红外线(infrared)望远镜,科学家可以更清楚地观察到木星极光和北极上空的烟雾(haze)。

  科学家指出,极光是环绕木星的磁轴(magnetic axis),而这些烟雾,是环绕著木星的旋转轴(rotation axis),是在极光环之下;烟雾是受到木星上的地带风(zonal winds)影响,这些地带风是在同一纬度(latitude)上移动的;科学家相信,木星以十小时一次的迅速自转,也会影响两极上空烟雾的移动。

土星和木星的极光形成过程可能非常相似

  对土星极光发射所做的一项新的研究,发现了一个二级极光卵形环(auroral oval),亮度是主极光卵形环的四分之一。主极光卵形环是十多年前首次在哈勃太空望远镜的图像中看到的,此后其形态已被详细确定,但关于其起源一直存在争论。一种理论认为,它们是地球上所看到的极光卵形环(主要由与太阳风的相互作用形成)和木星上的极光卵形环(由与等离子流的相互作用形成)之间的一个混合结构。但土星二级极光卵形环的性质表明,它是木星主极光卵形环的一个弱对应体,它之所以相对较暗,是由于土星没有一个像“木卫一”(有火山喷发活动)这样的大型离子源。现在看来,土星和木星上的极光形成过程是非常相似的,其外观的差别是由比例尺差别造成的。

中国传说

  1.相传公元前两千多年的一天,夜来临了。随着夕阳西沉,夜已将它黑色的翅膀张开在神州大地上,把远山、近树、河流和土丘,以及所有的一切全都掩盖起来。一个名叫附宝②的年轻女子独自坐在旷野上,她眼眉下的一湾秋水闪耀着火一般的激情,显然是被这清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像无边无际的大海,显得广阔。安详而又神秘。天幕上,群星闪闪烁烁,静静地俯瞰着黑魆魆的地面,突然,在大熊星座③中,飘洒出一缕彩虹般的神奇光带,如烟似雾,摇曳不定,时动时静,像行云流水,最后化成一个硕大无比的光环,萦绕在北斗星的周围。其时,环的亮度急剧增强,宛如皓月悬挂当空,向大地泻下一片淡银色的光华,映亮了整个原野。四下里万物都清晰分明,形影可见,一切都成为活生生的了。附宝见此情景,心中不禁为之一动。由此便身怀六甲,生下了个儿子。这男孩就是黄帝轩辕氏。以上所述可能是世界上关于极光的最古老神话传说之一。

  2.在我国的古书《山海经》中也有极光的记载。书中谈到北方有个神仙,形貌如一条红色的蛇,在夜空中闪闪发光,它的名字叫触龙。关于触龙有如下一段描述:“人面蛇身,赤色,身长千里,钟山之神也。”这里所指的烛龙,实际上就是极光。

匹兹堡的极光

  美国匹兹堡磁纬高得多,就比北京看到极光的机会大多了。2004年11月7日晚, 较强极光出现在匹兹堡. 肉眼能看出绿色,红色.。2003年11月20日傍晚, 极光出现在匹兹堡南方地平线! 一小时后消退. 半夜时又出现在北方低空. 。2003年10月30日出现在 匹兹堡的极光 . 虽然是在光污染严重的市内, 但仍能看到光芒和红色. 。

外国传说

  极光这一术语来源于拉丁文伊欧斯一词。传说伊欧斯是希腊神话中“黎明”(其实,指的是晨曦和朝霞)的化身,是希腊神泰坦的女儿,是太阳神和月亮女神的妹妹,她又是北风等多种风和黄昏星等多颗星的母亲。极光还曾被说成是猎户星座的妻子。在艺术作品中,伊欧斯被说成是一个年轻的女人,她不是手挽个年轻的小伙子快步如飞地赶路,便是乘着飞马驾挽的四轮车,从海中腾空而起;有时她还被描绘成这样一个女神,手持大水罐,伸展双翅,向世上施舍朝露,如同我国佛教故事中的观音菩萨,普洒甘露到人间。

极光之美

  极光不仅是个光学现象,而且是个无线电现象,可以用雷达进行探测研究,它还会辐射出某些无线电波。有人还说,极光能发出各种各样的声音。极光不仅是科学研究的重要课题,它还直接影响到无线电通信,长电缆通信,以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目。极光还可以影响到气候,影响生物学过程。当然,极光也还有许许多多没有解开的谜。极光被视为自然界中最漂亮的奇观之一。如果我们乘着宇宙飞船,越过地球的南北极上空,从遥远的太空向地球望去,会见到围绕地球磁极存在一个闪闪发亮的光环,这个环就叫做极光卵。由于它们向太阳的一边有点被压扁,而背太阳的一边却稍稍被拉伸,因而呈现出卵一样的形状。极光卵处在连续不断的变化之中,时明时暗,时而向赤道方向伸展,时而又向极点方向收缩。处在午夜部分的光环显得最宽最明亮。长期观测统计结果表明,极光最经常出现的地方是在南北磁纬度67度附近的两个环带状区域内,分别称作南极光区和北极光区。在极光区内差不多每天都会发生极光活动。在极光卵所包围的内部区域,通常叫做极盖区,在该区域内,极光出现的机会反而要比纬度较低的极光区来得少。在中低纬地区,尤其是近赤道区域,很少出现极光,但并不是说压根儿观测不到极光。1958年2月10日夜间的一次特大极光,在热带都能见到,而且显示出鲜艳的红色。这类极光往往与特大的太阳耀斑暴发和强烈的地磁暴有关。在寒冷的极区,人们举目瞭望夜空,常常见到五光十色,千姿百态,各种各样形状的极光。毫不夸大地说,在世界上简直找不出两个一模一样的极光形体来,从科学研究的角度,人们将极光按其形态特征分成五种:一是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光孤;二是有弯扭折皱的飘带状的极光带;三是如云朵一般的片朵状的极光片;四是面纱一样均匀的帐幔状的极光幔;五是沿磁力线方向的射线状的极光芒。

  极光形体的亮度变化也是很大的,从刚刚能看得见的银河星云般的亮度,一直亮到满月时的月亮亮度。在强极光出现时,地面上物体的轮廓都能被照见,甚至会照出物体的影子来。最为动人的当然是极光运动所造成的瞬息万变的奇妙景象。我们形容事物变得快时常说:“眼睛一眨,老母鸡变鸭。”极光可真是这样,翻手为云,覆手为雨,变化莫测,而这一切又往往发生在几秒钟或数分钟之内。极光的运动变化,是自然界这个魔术大师,以天空为舞台上演的一出光的活剧,上下纵横成百上千公里,甚至还存在近万公里长的极光带。这种宏伟壮观的自然景象,好像沾了一点仙气似的,颇具神秘色彩。令人叹为观止的则是极光的色彩,早已不能用五颜六色去描绘。说到底,其本色不外乎是红、绿、紫、蓝、白、黄,可是大自然这一超级画家用出神入化的手法,将深浅浓淡、隐显明暗一搭配、一组合,好家伙,一下子变成了万花筒啦。根据不完全的统计,目前能分辨清楚的极光色调已达一百六十余种。极光这般多姿多彩,如此变化万千,又是在这样辽阔无垠的穹窿中、漆黑寂静的寒夜里和荒无人烟的极区,此情此景,此时此刻,面对五彩缤纷的极光图形,亲爱的读者,你说能不令人心醉,不叫人神往吗?无怪乎在许许多多的极区探险者和旅行家的笔记中,描写极光时往往显得语竭词穷,只好说些“无法以言语形容”,“再也找不出合适的词句加以描绘”之类的话作为遁辞。是的,普通的美丽、壮观、奇妙等字眼在极光面前均显得异常的苍白无力,可以说,即使有生花妙笔也难述说极光的神采、气势、秉性脾气于万一。

观察地点

  大多数极光出现在地球上空90---130千米处。但有些极光要高得多。1959年,一次北极光所测得的高度是160千米,宽度超过4800千米。在地平线上的城市灯光和高层建筑可能会妨碍我们看光,所以最佳的极光景象要在乡间空旷地区才能观察得到。在加拿大的丘吉尔城,一年在有300个夜晚能见到极光;而在罗里达州,一年平均只能见到4次左右。我国最北端的漠河,也是观看极光的好地方。18世纪中叶,瑞典一家地球物理观象台的科学家发现,当该台观测到极光的时候,地面上的罗盘的指针会出现不规则的方向变化,变化范围有1度之多。与此同时,伦敦的地磁台也记录到类似的这种现象。由此他们认为,极光的出现与地磁场的变化有关。原来,极光是太阳风与地球磁场相互作用的结果。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,当它吹到地球上空,会受到地球磁场的作用。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。高层大气是由多种气体组成的,不同元素的气体受轰击后所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光和红光,氮被激后发出紫色的光,氩激后发出蓝色的光,因而极光就显得绚丽多彩,变幻无穷。

  科学家已经了解到,地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下,它已经变成某种"流线型"。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩,相反方向却拉出一条长长的,形似彗尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1,000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用,变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具"冻结"磁力线特性,所以,太阳风粒子不能穿越地球磁场,而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发),常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速,并沿磁力线运动。从极区向地球注入,这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子,使后者被激发--退激而发光。不同的分子,原子发生不同颜色的光,这些单色光混合在一起,就形成多姿多彩的极光。事实上,人们看到的极光,主要是带电粒子流中的电子造成的。而且,极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻,可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束,地球大气为电视屏幕。地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如,通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源,粒子种类,能量大小,地球磁尾的结构,地球磁场与行星磁场的相互作用,以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。极光的形成与太阳活动息息相关。逢到太阳活动极大年,可以看到比平常年更为壮观的极光景象。在许多以往看不到极光的纬度较低的地区,也能有幸看到极光。2000年4月6日晚,在欧洲和美洲大陆的北部,出现了极光景象。在地球北半球一般看不到极光的地区,甚至在美国南部的佛罗里达州和德国的中部及南部广大地区也出现了极光。当夜,红、蓝、绿相间的光线布满夜空中,场面极为壮观。虽然这是一件难得一遇的幸事,但在往日平淡的天空突然出现了绚丽的色彩,在许多地区还造成了恐慌。据德国波鸿天文观象台台长卡明斯基说,当夜德国莱茵地区以北的警察局和天文观象台的电话不断,有的人甚至怀疑又发生毒气泄漏事件。这次极光现象被远在160公里高空的观测太阳的宇宙飞行器ACE发现,并发出了预告。在北京时间4月7日凌晨零时三十分,宇宙飞行器ACE发现一股携带着强大带电粒子的太阳风从它旁边掠过,而且该太阳风突然加速,速度从每秒375公里提高到每秒600公里,一小时后,这股太阳风到达地球大气层外缘,为我们显示了难得一见的造化神工。

补充资料

  极光是南北极地区特有的一种大气发光现象。极光在东西方的神话传说中都留下了美丽的身影,现代科学的发展,使人类能够用理性的眼光看待极光,对它作出科学的解释。

  长期以来,极光的成因机理未能得到满意的解释。在相当长一段时间内,人们一直认为极光可能是由以下三种原因形成的。一种看法认为极光是地球外面燃起的大火,因为北极区临近地球的边缘,所以能看到这种大火。另一种看法认为,极光是红日西沉以后,透射反照出来的辉光。还有一种看法认为,极地冰雪丰富,它们在白天吸收阳光,贮存起来,到夜晚释放出来,便成了极光。总之,众说纷纭,无一定论。直到20世纪60年代,将地面观测结果与卫星和火箭探测到的资料结合起来研究,才逐步形成了极光的物理性描述。

  现在人们认识到,极光一方面与地球高空大气和地磁场的大规模相互作用有关,另一方面又与太阳喷发出来的高速带电粒子流有关,这种粒子流通常称为太阳风。由此可见,形成极光必不可少的条件是大气、磁场和太阳风,缺一不可。具备这三个条件的太阳系其他行星,如木星和水星,它们的周围,也会产生极光,这已被实际观察的事实所证明。

  地磁场分布在地球周围,被太阳风包裹着,形成一个棒槌状的胶体,它的科学名称叫做磁层。为了更形象化,我们打这样一个比方。可以把磁层看成一个巨大无比的电视机显像管,它将进入高空大气的太阳风粒子流汇聚成束,聚焦到地磁的极区,极区大气就是显像管的荧光屏,极光则是电视屏幕上移动的图像。但是,这里的电视屏幕却不是 18英寸24英寸,而是直径为4000公里的极区高空大气。通常,地面上的观众,在某个地方只能见到画面的l/50。在电视显像管中,电子束击中电视屏幕,因为屏上涂有发光物质,会发射出光,显示成图像。同样,来自空间的电子束,打入极区高空大气层时,会激发大气中的分子和原子,导致发光,人们便见到了极光的图像显示。在电视显像管中,是一对电极和一个电磁铁作用于电子束,产生并形成一种活动的图像。在极光发生时,极光的显示和运动则是由于粒子束受到磁层中电场和磁场变化的调制造成的。

  极光不仅是个光学现象,而且是个无线电现象,可以用雷达进行探测研究,它还会辐射出某些无线电波。有人还说,极光能发出各种各样的声音。极光不仅是科学研究的重要课题,它还直接影响到无线电通信,长电缆通信,以及长的管道和电力传送线等许多实用工程项目。极光还可以影响到气候,影响生物学过程。当然,极光也还有许许多多没有解开的谜。

  极光被视为自然界中最漂亮的奇观之一。如果我们乘着宇宙飞船,越过地球的南北极上空,从遥远的太空向地球望去,会见到围绕地球磁极存在一个闪闪发亮的光环,这个环就叫做极光卵。由于它们向太阳的一边有点被压扁,而背太阳的一边却稍稍被拉伸,因而呈现出卵一样的形状。极光卵处在连续不断的变化之中,时明时暗,时而向赤道方向伸展,时而又向极点方向收缩。处在午夜部分的光环显得最宽最明亮。长期观测统计结果表明,极光最经常出现的地方是在南北磁纬度67度附近的两个环带状区域内,分别称作南极光区和北极光区。在极光区内差不多每天都会发生极光活动。在极光卵所包围的内部区域,通常叫做极盖区,在该区域内,极光出现的机会反而要比纬度较低的极光区来得少。在中低纬地区,尤其是近赤道区域,很少出现极光,但并不是说压根儿观测不到极光。1958年2月10日夜间的一次特大极光,在热带都能见到,而且显示出鲜艳的红色。这类极光往往与特大的太阳耀斑暴发和强烈的地磁暴有关。

  在寒冷的极区,人们举目瞭望夜空,常常见到五光十色,千姿百态,各种各样形状的极光。毫不夸大地说,在世界上简直找不出两个一模一样的极光形体来,从科学研究的角度,人们将极光按其形态特征分成五种:一是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光孤;二是有弯扭折皱的飘带状的极光带;三是如云朵一般的片朵状的极光片;四是面纱一样均匀的帐幔状的极光幔;五是沿磁力线方向的射线状的极光芒。

  极光形体的亮度变化也是很大的,从刚刚能看得见的银河星云般的亮度,一直亮到满月时的月亮亮度。在强极光出现时,地面上物体的轮廓都能被照见,甚至会照出物体的影子来。最为动人的当然是极光运动所造成的瞬息万变的奇妙景象。我们形容事物变得快时常说:“眼睛一眨,老母鸡变鸭。”极光可真是这样,翻手为云,覆手为雨,变化莫测,而这一切又往往发生在几秒钟或数分钟之内。极光的运动变化,是自然界这个魔术大师,以天空为舞台上演的一出光的活剧,上下纵横成百上千公里,甚至还存在近万公里长的极光带。这种宏伟壮观的自然景象,好像沾了一点仙气似的,颇具神秘色彩。令人叹为观止的则是极光的色彩,早已不能用五颜六色去描绘。说到底,其本色不外乎是红、绿、紫、蓝、白、黄,可是大自然这一超级画家用出神入化的手法,将深浅浓淡、隐显明暗一搭配、一组合,好家伙,一下子变成了万花筒啦。根据不完全的统计,目前能分辨清楚的极光色调已达一百六十余种。

  极光这般多姿多彩,如此变化万千,又是在这样辽阔无垠的穹窿中、漆黑寂静的寒夜里和荒无人烟的极区,此情此景,此时此刻,面对五彩缤纷的极光图形,亲爱的读者,你说能不令人心醉,不叫人神往吗?无怪乎在许许多多的极区探险者和旅行家的笔记中,描写极光时往往显得语竭词穷,只好说些“无法以言语形容”,“再也找不出合适的词句加以描绘”之类的话作为遁辞。是的,普通的美丽、壮观、奇妙等字眼在极光面前均显得异常的苍白无力,可以说,即使有生花妙笔也难述说极光的神采、气势、秉性脾气于万一。

  人们知道极光至少己有2000年了,因此极光一直是许多神话的主题。在中世纪早期,不少人相信,极光是骑马奔驰越过天空的勇士。在北极地区,因纽特人认为,极光是神灵为最近死去的人照亮归天之路而创造出来的。随着科技的进步,极光的奥秘也越来越为我们所知,原来,这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。

  产生极光的原因是来自大气外的高能粒子(电子和质子)撞击高层大气中的原子的作用。这种相互作用常发生在地球磁极周围区域。现在所知,作为太阳风的一部分荷电粒子在到达地球附近时,被地球磁场俘获,并使其朝向磁极下落。它们与氧和氮的原子碰撞,击走电子,使之成为激发态的离子,这些离子发射不同波长的辐射,产生出红、绿或蓝等色的极光特征色彩。在太阳活动盛期,极光有时会延伸到中纬度地带,例如,在美国,南到北纬40度处还曾见过北极光。极光有发光的帷幕状、弧状、带状和射线状等多种形状。发光均匀的弧状极光是最稳定的外形,有时能存留几个小时而看不出明显变化。然而,大多数其他形状的极光通常总是呈现出快速的变化。弧状的和折叠状的极光的下边缘轮廓通常都比上端更明显。极光最后都朝地极方向退去,辉光射线逐渐消失在弥漫的白光天区。造成极光动态变化的机制尚示完全明了。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中,有一种能量被称为"太阳风"。这是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流,该太阳风在地球上空环绕地球流动,以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场,磁场使该颗粒流偏向地磁极,从而导致带电颗粒与地球上层大气发生化学反应,形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区同样可看到这一现象,一般称之为北极光。

  大多数极光出现在地球上空90---130千米处。但有些极光要高得多。1959年,一次北极光所测得的高度是160千米,宽度超过4800千米。在地平线上的城市灯光和高层建筑可能会妨碍我们看光,所以最佳的极光景象要在乡间空旷地区才能观察得到。在加拿大的丘吉尔城,一年在有300个夜晚能见到极光;而在罗里达州,一年平均只能见到4次左右。我国最北端的漠河,也是观看极光的好地方。

  18世纪中叶,瑞典一家地球物理观象台的科学家发现,当该台观测到极光的时候,地面上的罗盘的指针会出现不规则的方向变化,变化范围有1度之多。与此同时,伦敦的地磁台也记录到类似的这种现象。由此他们认为,极光的出现与地磁场的变化有关。原来,极光是太阳风与地球磁场相互作用的结果。太阳风是太阳喷射出的带电粒子,当它吹到地球上空,会受到地球磁场的作用。地球磁场形如漏斗,尖端对着地球的南北两个磁极,因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个"漏斗"沉降,进入地球的两极地区。两极的高层大气,受到太阳风的轰击后会发出光芒,形成极光。高层大气是由多种气体组成的,不同元素的气体受轰击后所发出的光的前面色不一样。例如氧被激后发出绿光和红光,氮被激后发出紫色的光,氩激后发出蓝色的光,因而极光就显得绚丽多彩,变幻无穷。

  科学家已经了解到,地球磁场并不是对称的。在太阳风的吹动下,它已经变成某种"流线型"。就是说朝向太阳一面的磁力线被大大压缩,相反方向却拉出一条长长的,形似彗尾的地球磁尾。磁尾的长度至少有1,000个地球半径长。由于与日地空间行星际磁场的偶合作用,变形的地球磁场的两极外各形成一个狭窄的、磁场强度很弱的极尖区。因为等离子体具"冻结"磁力线特性,所以,太阳风粒子不能穿越地球磁场,而只能通过极尖区进入地球磁尾。当太阳活动发生剧烈变化时(如耀斑爆发),常引起地球磁层亚暴。于是这些带电粒子被加速,并沿磁力线运动。从极区向地球注入,这些带电粒子撞击高层大气中的气体分子和原子,使后者被激发--退激而发光。不同的分子,原子发生不同颜色的光,这些单色光混合在一起,就形成多姿多彩的极光。事实上,人们看到的极光,主要是带电粒子流中的电子造成的。而且,极光的颜色和强度也取决于沉降粒子的能量和数量。用一个形象比喻,可以说极光活动就像磁层活动的实况电视画面。沉降粒子为电视机的电子束,地球大气为电视屏幕。地球磁场为电子束导向磁场。科学家从这个天然大电视中得到磁层以及日地空间电磁活动的大量信息。例如,通过极光谱分析可以了解沉降粒子束来源,粒子种类,能量大小,地球磁尾的结构,地球磁场与行星磁场的相互作用,以及太阳扰乱对地球的影响方式与程度等。

  极光的形成与太阳活动息息相关。逢到太阳活动极大年,可以看到比平常年更为壮观的极光景象。在许多以往看不到极光的纬度较低的地区,也能有幸看到极光。2000年4月6日晚,在欧洲和美洲大陆的北部,出现了极光景象。在地球北半球一般看不到极光的地区,甚至在美国南部的佛罗里达州和德国的中部及南部广大地区也出现了极光。当夜,红、蓝、绿相间的光线布满夜空中,场面极为壮观。虽然这是一件难得一遇的幸事,但在往日平淡的天空突然出现了绚丽的色彩,在许多地区还造成了恐慌。据德国波鸿天文观象台台长卡明斯基说,当夜德国莱茵地区以北的警察局和天文观象台的电话不断,有的人甚至怀疑又发生毒气泄漏事件。这次极光现象被远在160公里高空的观测太阳的宇宙飞行器ACE发现,并发出了预告。在北京时间4月7日凌晨零时三十分,宇宙飞行器ACE发现一股携带着强大带电粒子的太阳风从它旁边掠过,而且该太阳风突然加速,速度从每秒375公里提高到每秒600公里,一小时后,这股太阳风到达地球大气层外缘,为我们显示了难得一见的造化神工。