小学二年级上册科学校本教材：《有趣的自然现象》

彩虹 概述 彩虹是阳光射到空气中的水滴里发生的光学现象，雨后常见。形状弯曲，色彩艳丽。有同名歌曲和音乐专辑，有同名电影和小说，有同名乐队和台风，韩国性感舞曲天后蔡妍和我国演员段奕宏的中国粉丝也统称为彩虹。 彩虹 　　【拼音】cǎi hóng 　　【英文】[rainbow] 　　【释义】日光与水气相映，呈现在天空中的弧形彩色光带。 自然界中的彩虹 　　 彩虹释义 　　“彩”，顾名思义，是“七彩”、“彩色”的意思。“虹”，“工”代表音旁，“虫”代表形旁，为什么是虫字旁呢？因为在古代，人们还不知道彩虹和水滴有关，认为彩虹是一条饮用雨滴的虫，所以取用虫字旁。 　　彩虹(Rainbow)是气象中的一种光学现象。当阳光照射到半空中的雨点，光线被折射及反射，在天空上形成拱形的七彩的光谱。彩虹七彩颜色，从外至内分别为：红、橙、黄、绿、蓝、青、紫。 　　彩虹是一种自然现象，是由于阳光射到空气的水滴里，发生光的反射和折射造成的。 　　 彩虹形成原因 　　彩虹是因为阳光射到空中接近圆形的小水滴，造成色散及反射而成。阳光射入水滴时会同时以不同角度入射，在水滴内亦以不同的角度反射。当中以40至42度的反射最为强烈，形成我们所见到的彩虹。形成这种反射时，阳光进入水滴，先折射一次，然后在水滴的背面反射，最后离开水滴时再折射一次。因为水对光有色散的作用，不同波长的光的折射率有所不同，蓝光的折射角度比红光大。由于光在水滴内被反射，所以观察者看见的光谱是倒过来，红光在最上方，其他颜色在下。 　　其实只要空气中有水滴，而阳光正在观察者的背后以低角度照射，便可能产生可以观察到的彩虹现象。彩虹最常在下午，雨后刚转天晴时出现。这时空气内尘埃少而充满小水滴，天空的一边因为仍有雨云而较暗。而观察者头上或背后已没有云的遮挡而可见阳光，这样彩虹便会较容易被看到。另一个经常可见到彩虹的地方是瀑布附近。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，亦可以人工制造彩虹。 　　空气里水滴的大小，决定了彩虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大，虹就鲜艳，也比较窄；反之，水滴小，虹色就淡，也比较宽。我们面对着太阳是看不到彩虹的，只有背着太阳才能看到彩虹，所以早晨的彩虹出现在西方，黄昏的彩虹总在东方出现。可我们看不见，只有乘飞机从高空向下看，才能见到。虹的出现与当时天气变化相联系，一般我们从虹出现在天空中的位置可以推测当时将出现晴天或雨天。东方出现虹时，本地是不大容易下雨的，而西方出现虹时，本地下雨的可能性却很大。 　　彩虹的明显程度，取决于空气中小水滴的大小，小水滴体积越大，形成的彩虹越鲜亮，小水滴体积越小，形成的彩虹就不明显。一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。 　　彩虹其实并非出现在半空中的特定位置。它是观察者看见的一种光学现象，彩虹看起来的所在位置，会随著观察者而改变。当观察者看到彩虹时，它的位置必定是在太阳的相反方向。彩虹的拱以内的中央，其实是被水滴反射，放大了的太阳影像。所以彩虹以内的天空比彩虹以外的要亮。彩虹拱形的正中心位置，刚好是观察者头部阴影的方向，虹的本身则在观察者头部的影子与眼睛一线以上40°至42°的位置。因此当太阳在空中高于42度时，彩虹的位置将在地平线以下而看不见。这亦是为什么彩虹很少在中午出现的原因。 　　彩虹由一端至另一端，横跨84°。以一般的35mm照相机，需要焦距为19mm以下的广角镜头才可以用单格把整条彩虹拍下。倘若在飞机上，会看见彩虹是原整的圆形而不是拱形，而圆形彩虹的正中心则是飞机行进的方向。 　　晚虹是一种罕见的现象，在月光强烈的晚上可能出现。由于人类视觉在晚间低光线的情况下难以分辨颜色，故此晚虹看起来好像是全白色的。 　　 　　双彩虹 很多时候会见到两条彩虹同时出现，在平常的彩虹外边出现同心，但较暗的副虹(又称霓)。副虹是阳光在水滴中经两次反射而成。当阳光经过水滴时，它会被折射、反射后再折射出来。在水滴内经过一次反射的光缐，便形成我们常见的彩虹（主虹）。若光线在水滴内进行了两次反射，便会产生第二道彩虹（霓）。霓的颜色排列次序跟主虹是相反的。由于每次反射均会损失一些光能量，因此霓的光亮度亦较弱。两次反射最强烈的反射角出现在50°至53°，所以副虹位置在主虹之外。因为有两次的反射，副虹的颜色次序跟主虹反转，外侧为蓝色，内侧为红色。副虹其实一定跟随主虹存在，只是因为它的光线强度较低，所以有时不被肉眼察觉而已。苏格兰上空的双重彩虹1307年时欧洲已有人提出彩虹是由水滴对阳光的折射及反射而造成。笛卡尔在1637年发现水滴的大小不会影响光线的折射。他以玻璃球注入水来进行实验，得出水对光的折射指数，用数学证明彩虹的主虹是水点内的反射造成，而副虹则是两次反射造成。他准确计算出彩虹的角度，但未能解释彩虹的七彩颜色。后来牛顿以玻璃菱镜展示把太阳光散射成彩色之后，关于彩虹的形成的光学原理全部被发现。 　　 彩虹为什么总是弯曲的？ 　　 彩虹的尾巴 原因一：光的波长决定光的弯曲程度 　　事实上如果条件合适的话，可以看到整圈圆形的彩虹。彩虹的形成是太阳光射向空中的水珠经过折射→反射→折射 后射向我们的眼睛所形成。 不同颜色的太阳光束 经过上述过程形成彩虹的光束与原来光束的偏折角约 180 - 42 = 138度。也就是说，若太阳光与地面水平，则观看彩虹的仰角约为 42度。 　　想象你看着东边的彩虹，太阳在从背后的西边落下。白色的阳光（彩虹中所有颜色的组合）穿越了大气，向东通过了你的头顶，碰到了从暴风雨落下的水滴。当一道光束碰到了水滴，会有两种可能：一是光可能直接穿透过去，或者更有趣的是，它可能碰到水滴的前缘，在进入时水滴内部产生弯曲，接着从水滴后端反射回来，再从水滴前端离开，往我们这里折射出来。这就是形成彩虹的光。 　　光穿越水滴时弯曲的程度，端视光的波长（即颜色）而定——红色光的弯曲度最大，橙色光与黄色光次之，依此类推，弯曲最少的是紫色光。 　　每种颜色各有特定的弯曲角度，阳光中的红色光，折射的角度是42度，蓝色光的折射角度只有40度，所以每种颜色在天空中出现的位置都不同。 　　若你用一条假想线，连接你的后脑勺和太阳，那么与这条线呈42度夹角的地方，就是红色所在的位置。这些不同的位置勾勒出一个弧。既然蓝色与假想线只呈 40度夹角，所以彩虹上的蓝弧总是在红色的下面。 　　彩虹之所以为弧型这当然与其形成有着不可分割的关系，同样这也与地球的形状有很大的关系，由于地球表面为一曲面而且还被厚厚的大气所覆盖，在雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴形成了折射，同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹！ 　　原因二：与地球的形状有很大的关系 　　由于地球表面是一个曲面并且被厚厚的大气所覆盖，雨后空气中的水含量比平时高，当阳光照射入空气中的小水滴时就形成了折射。同时由于地球表面的大气层为一弧面从而导致了阳光在表面折射形成了我们所见到的弧形彩虹！ 彩虹的宗教色彩 　　《圣经》 　　神晓谕挪亚和他的儿子说， 　　我与你们和你们的后裔立约， 　　并与你们这里的一切活物，就是飞鸟，牲畜，走兽，凡从方舟里出来的活物立约。 　　我与你们立约，凡有血肉的，不再被洪水灭绝，也不再有洪水毁坏地了。 　　神说，我与你们并你们这里的各样活物所立的永约，是有记号的。 　　我把虹放在云彩中，这就可作我与地立约的记号了。 　　我使云彩盖地的时候，必有虹现在云彩中， 　　我便记念我与你们和各样有血肉的活物所立的约，水就再不泛滥，毁坏一切有血肉的物了。 　　虹必现在云彩中，我看见，就要记念我与地上各样有血肉的活物所立的永约。 　　神对挪亚说，这就是我与地上一切有血肉之物立约的记号了。 海市蜃楼 概述 海市蜃楼是一种因光的折射而形成的自然现象，也用这个词作为成语比喻虚无缥缈而不实际存在的事物。1987年我国拍摄了同名电影。 成语 　　【拼音】 hǎi shì shèn lóu 　　【解释】 蜃：哈唎，传说中的蜃能吐气成楼台形状。实际上是大气由于光线折射而出现的自然现象。比喻虚无缥缈而不实际存在的事物。 　　【出处】语出《史记·天官书》：“海旁蜄（蜃）气象楼台；广野气成宫阙然。云气各象其山川人民所聚积。 　　【用法】 联合式；作主语、宾语、定语；含贬义 　　【示例】 巴金《春》二八：“她知道他们不会拿～来哄骗她。” 　　【近义词】 空中楼阁、子虚乌有、虚无缥缈 　　【歇后语】 大戈壁做鬼脸 —— 海市蜃楼 　　【灯谜】 太平洋上一座城 自然现象 　　 沙漠中的海市蜃楼 平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方，偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城廓、树木等幻景，称海市蜃楼。我国山东蓬莱海面上常出现这种幻景，古人归因于蛟龙之属的蜃，吐气而成楼台城廓，因而得名。 　　蜃景不仅能在海上、沙漠中产生，柏油马路上偶尔也会看到。海市蜃楼是光线在铅直方向密度不同的气层中，经过折射造成的结果。蜃景的种类很多，根据它出现的位置相对于原物的方位，可以分为上蜃、下蜃和侧蜃；根据它与原物的对称关系，可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃；根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等。 　　蜃景有两个特点：一是在同一地点重复出现，比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景；二是出现的时间一致，比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份，俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在春天出现，而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。 　　自古以来，蜃景就为世人所关注。在西方神话中，蜃景被描绘成魔鬼的化身，是死亡和不幸的凶兆。我国古代则把蜃景看成是仙境，秦始皇、汉武帝曾率人前往蓬莱寻访仙境，还屡次派人去蓬莱寻求灵丹妙药。现代科学已经对大多数蜃景作出了正确解释，认为蜃景是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像，所谓蜃景就是光学幻景。 　　蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。 　　就拿夏蜃的形成来说吧。夏季沙漠中烈日当头，沙土被晒得灼热，因沙土的比热小，温度上升极快，沙土附近的下层空气温度上升得很高，而上层空气的温度仍然很低，这样就形成了气温的反常分布，由于热胀冷缩，接近沙土的下层热空气密度小而上层冷空气的密度大，这样空气的折射率是下层小而上层大。当远处较高物体反射出来的光，从上层较密空气进入下层较疏空气时被不断折射，其入射角逐渐增大，增大到等于临界角时发生全反射，这时，人要是逆着反射光线看去，就会看到下蜃。 　　柏油马路因路面颜色深，夏天在灼热阳光下吸收能力强，同样会在路面上空形成上层的空气冷、密度大，而下层空气热、密度小的分布特征，所以也会形成下蜃。 　　 发生在沙漠里的“海市蜃楼”，就是太阳光遇到了不同密度的空气而出现的折射现象。沙漠里，白天沙石受太阳炙烤，沙层表面的气温迅速升高。由于空气传热性能差，在无风时，沙漠上空的垂直气温差异非常显著，下热上冷，上层空气密度高，下层空气密度低。当太阳光从密度高的空气层进入密度低的空气层时，光的速度发生了改变，经过光的折射，便将远处的绿洲呈现在人们眼前了。在海面或江面上，有时也会出现这种“海市蜃楼”的现象。 　　海市蜃楼是一种光学幻景，是地球上物体反射的光经大气折射而形成的虚像。 海市蜃楼简称蜃景，根据物理学原理，海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度，而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上暖空气与高空中冷空气之间的密度不同，对光线折射而产生的。蜃景与地理位置、地球物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系。气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。 　　 形成原因 　　 　　在平静无风的海面航行或在海边了望，往往会看到空中映现出远方船舶、岛屿或城廓楼台的影像；在沙漠旅行的人有时也会突然发现，在遥远的沙漠里有一片湖水，湖畔树影摇曳，令人向往。可是当大风一起，这些景象突然消逝了。原来这是一种幻景，通称海市蜃楼，或简称蜃景。 海市蜃楼示意图 　　为什么会产生这种现象呢？要解答这个问题，得先从光的折射谈起。 　　当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候，光的速度不变，它以直线的方向前进，可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时，光的速度就会发生改变，进行的方向也发生曲折，这种现象叫做折射。当你用一根直杆倾斜地插入水中时，可以看到杆在水下部分与它露在水上的部分好象折断的一般，这就是光线折射所成的，有人曾利用装置，使光线从水里投射到水和空气的交界面上，就可以看到光线在这个交界面上分两部分：一部分反射到水里，一部分折射到空气中去。如果转动水中的那面镜子，使投向交界面的光线更倾斜一些，那么光线在空气中的折射现象就会显得更厉害些。当投向交界面的光线如左下图所示的情况时，光线就全部反射到水里，再没有折射到空气中去的光线了。这样的现象叫做全反射。 　　空气本身并不是一个均匀的介质，在一般情况下，它的密度是随高度的增大而递减的，高度越高，密度越小。当光线穿过不同高度的空气层时，总会引起一些折射，但这种折射现象在我们日常生活中已经习惯了，所以不觉得有什么异样。 　　可是当空气温度在垂直变化的反常，并会导致与通常不同的折射和全反射，这就会产生海市蜃楼的现象。由于空气密度反常的具体情况不同，海市蜃楼出现的型式也不同。 　　在夏季，白昼海水湿度比较低，特别是有冷水流经过的海面，水温更低，下层空气受水温更低，下层空气受水温影响，较上层空气为冷，出现下冷上暖的反常现象（正常情况是下暖上凉，平均每升高100米，气温降低0.6℃ 左右）。下层空气本来就因气压较高，密度较大，现在再加上气温又较上层为低，密度就显得特别大，因此空气层下密上稀的差别异常显著。 　　假使在我们的东方地平线下有一艘轮船，一般情况下是看不到它的。如果由于这时空气下密上稀的差异太大了，来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进入稀的气层，并在上层发生全反射，又折回到下层密的气层中来；经过这样弯曲的线路，最后投入我们的眼中，我们就能看到它的像。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的，因此我们所看到的轮船映像比实物是抬高了许多，所以叫做上现蜃景。 　　我国渤海中有个庙岛群岛，在夏季，白昼海水温度较低，空气密度会出现显著地下密上稀的差异，在渤海南岸的蓬莱县（古时又叫登州），常可看到庙岛群岛的幻影。宋朝时候的沈括，在他的名蓍《梦溪笔谈》里就有这样的记载： 　　“登州海中时有云气，如宫室台观，城堞人物，车马冠盖，历历可睹。” 　　这就是他在蓬莱所看到的上现蜃景。1933年５月22日上午11点多钟，青岛前海（胶州湾外口）竹岔岛上也曾发现过上现蜃景，一时轰传全市，很多人前往观看。1975年在广东省附近的海面上，曾出现一次延续６小时的上现蜃景。 　　不但夏季在海面上可以看到上现蜃景，在江面有时也可看到，例如1934年８月２日在南通附近的江面上就出现过。那天酷日当空，天气特别热，午后，突然发现长江上空映现出楼台城廓和树木房屋，全部蜃景长20多里。约半小时后，向东移动，突然消逝。后又出现三山，高耸入云，中间一山，很象香炉；又隔了半小时，才全部消失。 　　在沙漠里，白天沙石被太阳晒得灼热，接近沙层的气温升高极快。由于空气不善于传热，所以在无风的时候，空气上下层间的热量交换极小，遂使下热上冷的气温垂直差异非常显著，并导致下层空气密度反而比上层小的反常现象。在这种情况下，如果前方有一棵树，它生长在比较湿润的一块地方，这时由树梢倾斜向下投射的光线，因为是由密度大的空气层进入密度小的空气层，会发生折射。折射光线到了贴近地面热而稀的空气层时，就发生全反射，光线又由近地面密度小的气层反射回到上面较密的气层中来。这样，经过一条向下向下凹陷的弯曲光线，把树的影像送到人的眼中，就出现了一棵树的倒影。 　　由于倒影位于实物的下面，所以又叫下现蜃景。这种倒影很容易给予人们以水边树影的幻觉，以为远处一定是一个湖。凡是曾在沙漠旅行过的人，大都有类似的经历。拍摄影片《登上希夏邦马峰》的一位摄影师，行走在一片广阔的干枯草原上时，也曾看见这样一个下现蜃景，他朝蜃景的方向跑去，想汲水煮饭。等他跑到那里一看，什么水源也没有，才发现是上了蜃景的当。这是因为干枯的草和沙子一样，可以被烈日晒得热浪滚滚，使空气层的密度从下至上逐渐增大，因而产生下现蜃景。 　　无论哪一种海市蜃楼，只能在无风或风力极微弱的天气条件下出现。当大风一起，引起了上下层空气的搅动混合，上下层空气密度的差异减小了，光线没有什么异常折射和全反射，那么所有的幻景就立刻消逝了。 　　总而言之，这是有趣，又是科学的。 　　 观赏佳地 　　资料显示，长岛是中国海市蜃楼出现最频繁的地域，特别是七八月间的雨后。 　　长岛，历称庙岛群岛，又称长山列岛，由32个岛屿组成，岛陆面积56平方公里，海域面积8700平方公里，海岸线长146公里，是山东省唯一的海岛县，隶属烟台市。全县辖2镇8乡，4.5万人口。县城坐落于南长山岛。 　　长岛属亚洲东部季风区大陆性气候，具有冬暖夏凉的特点，年平均气温11.9℃，无霜期243天。全县森林覆盖率53.2%，独特的理位置和优越的自然条件，使之成为候鸟迁徙的必经之地，每年途经的候鸟有200余种，百万只之多，享有候鸟“驿站”的美誉，被列为国家级自然保护区。 　　长岛在中国版图上称为庙岛群岛（古称沙门岛），简称长岛，位于山东半岛与辽东半岛之间，黄海、渤海交会处，是山东省唯一的海岛县，共由32个岛屿组成，总面积56平方公里。海岸线总长146公里，常住人口4.5万。 　　 长岛是中国的四海福地，拥有“妈祖护海”、“八仙过海”、“张羽煮海”、“精卫填海”四大神话及民间传说人物。到长岛可以吃百种海鲜、住渔家炕头、游岛岸风光、购称心特产、娱民俗风情。长岛的山有“武陵十里画廊之美”，长岛的海有“漓江两岸风光之俊秀”。“东海赐福水沃鱼肥，南海纳祥山秀果乡”，而“黄海起号银帆追日，渤海落霞渔舟唱晚”更是仙镜渔家人最质朴、最豪放、最真实、最生动的生活写照。 　　长岛是中国的四海福地，拥有“有中国鲍鱼、扇贝、海带之乡”的美誉。长岛是中国的夏威夷，有“国家级自然保护区、国家级风景名胜区、国家森林公园，省级海豹自然保护区和省级地质公园”的称号。长岛是一片原始的、自然的、未经劳动加工的、得天独厚的旅游处女地。这里一岛有一岛之奇，一景有一景之丽，因海蚀地貌形成的各种奇礁异石，古朴清幽，玲珑剔透。 　　2003年长岛旅游局打造了“海上仙山”、“小康渔家”、“渔家海上游”，并注重经营这个品牌，整和了旅游资源，营造了一个绿色、安全、健康的旅游目的地，尤其纳福迎祥的妈祖石成为我们海岛人民俗文化中的一朵瑰丽的奇葩。 　　海上仙山 　　在烟波浩渺的大海上,镶嵌着一群宝石般苍翠如黛的岛屿,这就是被世人誉为“海上仙山”的美丽群岛——庙岛群岛，亦称长岛，长岛扼踞辽东半岛与山东半岛之间的渤海海峡，与古城登州（蓬莱）隔海相望。据《史记》记载，秦皇汉武都不辞跋涉，停步歇马于蓬莱丹崖山畔，望海中仙山，乞求长生。这仙山指的便是长岛，唐诗曾云：“忽闻海上有仙山，山在虚无缥渺间....”，宋朝的大文学家苏东坡当年曾眺望长山诸岛不由赞叹道：“真神仙所宅也!”《西游记》、《镜花缘》等神话小说更把这里描绘成一个虚幻缥渺，超脱凡尘的世外桃源。 　　 史料记载 　　史书记载《史记•封禅书》：“自威、宣、燕昭，使人入海求蓬莱、方丈、瀛洲。此三神山者，其传在勃海中，去人不远，患且至，则船风引而去。盖尝有至者，诸仙人及不死之药在焉，其物禽兽尽白，而黄金白银为宫阙。未至，望之如云；及到，三神山反居水下；临之，风辄引去，终莫能至。” 　　南宋遗民人林景熙的《蜃说》，全文一百多字，是描写海市蜃楼最好的一篇散文。 　　明朝陆容《菽园杂记》：“蜃气楼台之说，出天官书，其来远矣。或以蜃为大蛤，月令所谓雉入大海为蜃是也。或以为蛇所化。海中此物固多有之。然海滨之地，未尝见有楼台之状。惟登州海市，世传道之，疑以为蜃气所致。苏长公海市诗序谓其尝出于春夏，岁晚不复见，公祷于海神之庙，明日见焉。是又以为可祷，则非蜃气矣。” 　　清刘献廷《广阳杂记》：“莱阳董樵云：登州海市，不止幻楼台殿阁之形，一日见战舰百余，旌仗森然，且有金鼓声。顷之，脱入水。又云，崇祯三年，樵赴登州，知府肖鱼小试，适门吏报海市。盖其俗，遇海市必击鼓报官也。肖率诸童子往观，见北门外长山忽穴其中，如城门然。水自内出，顷之上沸，断山为二。自辰至午始复故。又云，涉海者云，尝从海中望岸上，亦有楼观人物，如岸上所见者。”蒲松龄山市：奂山山市“高垣睥睨，连亘六七里，居然城郭矣”（《聊斋志异》卷六），描述的是“山中蜃景”，与海市蜃楼相似。 　 沙漠中辨别海市蜃楼 　　海市蜃楼是一种光学现象。沙质或石质地表热空气上升，使得光线发生折射作用，于是就产生了海市蜃楼。海市蜃楼会发生在离海岸线大约6英里（9.6千米）的沙漠地区，会使1英里(1.6千米)以外或更远的物体看起来似乎要移动。使陆地导航变得非常困难，因为在海市蜃楼环境中，天然特征都变得模糊不清了。海市蜃楼会使一个人很难辨别远处的物体，同时也会使远处视野的轮廓变得模糊不清，你感觉好像被一片水包围着，而那片区域高出来的部分看上去就像水中的“岛屿”。海市蜃楼还会使你识别目标、估计射程、发现人员等变得十分困难。不过，如果你到一个高一点的地方高出沙漠地面10英尺（3米左右）（3又 1/3米），你就可以避开贴近地表的热空气，从而克服海市蜃楼幻境。总之，只要稍稍调整一下观望的高度，海市蜃楼现象就会消失，或者它的外观和高度会发生改变。 日食 概述 日食，又作日蚀，在月球运行至太阳与地球之间时发生。这时对地球上的部分地区来说，月球位于太阳前方，因此来自太阳的部分或全部光线被挡住，因此看起来好像是太阳的一部分或全部消失了。日食只在朔，即月球与太阳呈现合的状态时发生。日食分为日偏食、日全食、日环食。观测日食时不能直视太阳，否则会造成失明。 　　日食是相当罕见的现象，在三种日食中较罕见的是全环食，只发生在地球表面与月球本影尖端非常接近的情形下，这时不同地区会出现日偏食、日全食和日环食三种不同的日食，还会出现贝利珠等现象。日全食是一种相当壮丽的自然景象，所以时常吸引许多游客和天文爱好者特地到海外去观赏日全食。例如，在1999年发生在欧洲的日全食，吸引了非常多观光客特地前去观赏，也有旅行社推出专门为这些游客设计的行程。 　　最近一次日食发生于2009年7月22日（全食），下一次的日食将发生于2010年1月15日（环食）[3] 日食介绍 　　 日食成因(图) 　日食是月球运动到太阳和地球中间，如果三者正好处在一条直线时，月球就会挡住太阳射向地球的光，月球身后的黑影正好落到地球上，这时发生日食现象。在地球上月影里（月影：月亮投射到地球上产生的影子）的人们开始看到阳光逐渐减弱，太阳面被圆的黑影遮住，天色转暗，全部遮住时，天空中可以看到最亮的恒星和行星，几分钟后，从月球黑影边缘逐渐露出阳光，开始发光、复圆。由于月球比地球小，只有在月影中的人们才能看到日食。月球把太阳全部挡住时发生日全食，遮住一部分时发生日偏食，遮住太阳中央部分发生日环食。发生日全食的延续时间不超过7分31秒。日环食的最长时间是12分24秒。法国的一位天文学家为了延长观测日全食的时间，他乘坐超音速飞机追赶月亮的影子，使观测时间延长到了74分钟。我国有世界上最古老的日食记录，公元前一千多年已有确切的日食记录。 科学解释 　　日食、月食是光在天体中沿直线传播的典型例证。月亮运行到太阳和地球中间并不是每次都发生日食，发生日食需要满足两个条件。其一，日食总是发生在朔日（农历初一）。也不是所有朔日必定发生日食，因为月球运行的轨道（白道）和太阳运行的轨道（黄道）并不在一个平面上。白道平面和黄道平面有5°9′的夹角。如果在朔日，太阳和月球都移到白道和黄道的交点附近，太阳离交点处有一定的角度（日食限），就能发生日食，这是要满足的第二个条件。 　　由于月球、地球运行的轨道都不是正圆，日、月同地球之间的距离时近时远，所以太阳光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、伪本影（月球距地球较远时形成的）和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食；在伪本影范围内可看到日环食；而在半影范围内只能看到日偏食。 　　月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”；周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒，叫“钻石环”。有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作“贝利珠”（贝利是法国天文学家）。 　　无论是日偏食、日全食或日环食，时间都是很短的。在地球上能够看到日食的地区也很有限，这是因为月球比较小，它的本影也比较小而短，因而本影在地球上扫过的范围不广，时间不长，由于月球本影的平均长度(373293公里)小于月球与地球之间的平均距离 (384400公里)，就整个地球而言，日环食发生的次数多于日全食。 日食食相 　　日全食发生时，根据月球圆面同太阳圆面的位置关系，可分成五种食象： 　　1．初亏。月球比太阳的视运动走得快。日食时月球追上太阳。月球东边缘刚刚同太阳西边缘相“接触”时叫做初亏，是第一次“外切”，是日食的开始； 　　2．食既。初亏后大约一小时，月球的东边缘和太阳的东边缘相“内切”的时刻叫做食既，是日全食的开始，这时月球把整个太阳都遮住了；日食过程中，月亮阴影与太阳圆面第一次内切时二者之间的位置关系，也指发生这种位置关系的时刻。 　　 　　食既发生在初亏之后。从初亏开始，月亮继续往东运行，太阳圆面被月亮遮掩的部分逐渐增大，阳光的强度与热度显著下降。当月面的东边缘与日面的东边缘相内切时，称为食既。此时整个太阳圆面被遮住。 应该是月面的西边缘与日面的西边缘相内切时！天空方向与地图东西方向相反，且初亏是发生在太阳的西边缘与月球东边缘相切！ 　　3．食甚。是太阳被食最深的时刻，月球中心移到同太阳中心最近；日食过程中，太阳被月亮遮盖最多时，两者之间的位置关系；日全食过程中，太阳被月亮全部遮盖而两个中心距离最近时，两者之间的位置关系。也指发生上述位置关系的时刻。 　　 　　食甚发生在食既之后。 　　4．生光。月球西边缘和太阳西边缘相“内切”的时刻叫生光，是日全食的结束；从食既到生光一般只有二三分钟，最长不超过七分半钟； 　　对于日食，食甚后，月亮相对日面继续往东移动，当月面的西边缘和日面的西边缘相内切的瞬间，称为生光，它是全食阶段结束的时刻。 　　5．复圆。生光后大约一小时，月球西边缘和太阳东边缘相“接触”时叫做复圆，从这时起月球完全“脱离”太阳，日食结束。 　　日食过程中，生光之后，月面继续移离日面，太阳被遮蔽的部分逐渐减少，当月面的西边缘与日面的东边缘相切的刹那，即第二次外切时的位置关系称为复圆。太阳又呈现出圆盘形状，整个日全食宣告结束。 　　辞海另解： 　　日食的过程中，月亮阴影和太阳圆面第二次外切时的位置关系，也指发生这种位置关系的时刻。复圆是日食过程的结束。 [编辑本段] 图片说明 　　太阳的一部份为什么会消失了呢？ 这是那部分的太阳刚好那时躲藏在月亮后面。 这是2005年的第一个日偏食也是到2006年三月前可观测到的最后一次日全食图。日食其间，太阳、月亮与地球是在一直线上。这次的日全食首先在南太平洋登场，可观测偏食的地区则跨越南美洲与靠南方的北美地区。上面这张影像的景物是由手持数字相机在上周五所拍摄的。美国 北卡罗莱那州 Holly山区在整日霏雨后，部分被食掉的太阳暂时地从满天乌云中穿出。拍摄了一连串的影像后，这张最佳的日食照片是与另一张没那么好但有飞机的照片数字合成而来。 　　 日食 日食 日食的意义价值 　　日全食之所以受重视，更主要的原因是它的天文观测价值巨大。科学史上有许多重大的天文学和物理学发现是利用日全食的机会做出的，而且只有通过这种机会才行。最著名的例子是1919年的 一次日全食，证实了爱因斯坦广义相对论的正确性。爱因斯坦1915年发表了在当时看来是极其难懂、也极 其难以置信的广义相对论，这种理论预言光线在巨大的引力场中会拐弯。人类能接触到的最强的引力 场就是太阳，可是太阳本身发出很强的光，远处的微弱星光在经过太阳附近时是不是拐弯了，根本看不出来。但如果发生日全食，挡住太阳光，就可以测量出来光线拐没拐弯、拐了多大的弯。机会在1919年出现 了，但日全食带在南大西洋上，很遥远，也很艰苦。英国天文学家爱丁顿带着一支热情和好奇心极强的观测 队出发了。观测结果与爱因斯坦事先计算的结果十分吻合，从此相对论得到世人的承认。 　　在中国，前两次日全食都只能在边远地区看到。一次是在1980年，只有中缅边境云南瑞丽地区可见， 那时候笔者刚上初中，正是个狂热的少年天文爱好者，可惜没有经济能力，只能通过《天文爱好者》杂志过过干瘾。另一次是在1997年春节之后，在中俄边境、中国的最北端漠河可见。那次笔者是奉了报社之命前去采访的，同时也了却自己少年时的梦想。那次的观测规模之大，出乎想象，世界各国的天文学家和天 文爱好者，把个平时人迹罕至的北疆小镇挤得比过年还热闹，由于人数大大超出小镇的接待能力，人们只能宿营在火车和汽车上。当时那里还是冬天，白天气温零下25℃左右，夜里能到零下40℃，滴水 成冰，人们连洗脸漱口的水都找不到。尽管如此，观测者们没有一个后悔的，没有一个不兴奋异常的，都 把亲眼看到日全食，当成人生中不可多得的珍贵记忆。日全食之类的天文现象，要说与人们的日常生活、 吃喝拉撒，确实是没有什么直接关系。但是，它代表了一种终极的人文关怀，代表了一种对大自然的极度 热爱，代表了对支配万事万物的自然铁律的一种永恒的好奇和敬畏，一个国家、一个民族，不能缺少这些 关怀、这些热爱、这些好奇和这些敬畏。 日食的历史 　　1：中国观测日食历史悠久，早在公元前1948年就有人观测到了日食。中国在公元前2300多年前就有了当时最先进的天文观象台。中国历来重视日食的预报，据说夏代一位天文官因沉湎酒色，漏报日食，被砍首以警示玩忽职守者。 中国有世界上最早、最完整、最丰富的日食记录。光是古书(至清代)的 史料(不包括甲骨文)，就有1000多次日食记录。最早是《尚书》记载的发生在公元前1948年的一次日食。《诗经》中更是详细记载了发生在公元前776年9月6日的日食：“十月之交，朔日辛卯，日有食之。” 世界天文学家普遍承认中国古代日食记录的可信程度最高，为世人留下了珍贵的科学文化遗产。中国古代夏、商、周时期因历史久远，缺乏精确的文字记录，因此难以精确地断代，而日食天象就像是一座相当精确的历史时钟，可以帮助确定一些历史事件的时间。 　　2：古代西方一次日食中止一场战争，西洋最有名的故事记载是在西元前585年。米提斯与利比亚两族打仗，打到一半时 忽然间太阳消失不见了，两族族人害怕灾祸的到来，终于达成美好的结果－ －两族讲和通婚。对于日食现象的看法，除了大溪地人把日食当成正面意义外，其他的国家都将他作负面的解释。譬如西元前六百多年，雅典攻打某族时，因为发生食相而害怕不敢继续前进，就因为延迟了进攻，反倒让敌方趁这段时间有了准备，结果当雅典军队进攻敌方时，反而被打败了。 　　3：各民族对日全食有着如天狗吃日、狼逐日等等不同的解释，并有其各自解决的方法。 中国古时候，民间是以 敲锣打鼓的方式来对付；由于日全食的时间通常很短(至多七分半钟) ，所以在人们敲敲打打后，太阳可能就会马上重现，因而免除了人们的惊慌。 中国对日食的记载很早，在汉朝的墓中就挖出许多石头，这些石头上刻画了很多日月星辰的图形，其中一个画有「日月合璧」 ，亦即太阳与月亮叠在一起，这就是当时的日食记录。中国人对日食的科学解释为阴侵阳，中国很早就知道视为「阴」的月亮，遮蔽了视为「阳」的太阳，而造成日食现象。 古时候有「月盈则食」的说法 ，意指月食现象发生都是在满月之时。 日食发生时，中国古代朝廷也会有所行动；中国人认为天代表大自然，太阳在大自然里有着最崇高的地位，皇帝称为天子，则意指其为上天派来管理人民的。既然天代表皇帝的父亲，它会透过太阳表面上的现象来警告其地上的代理人－－皇帝，明示他做错什么事情、有什 么事情要小心等等；于是，透过各种征兆呈现出来，日食就是一个常被利用的状况。根据古书避镇殿记载，汉朝每当发生日食时，皇帝就不到大殿做早朝，而到偏殿旁的小殿进行早朝，并且一切从简。传说中，把日食称作“天狗吞日”。而“天狗吞日”的科学解释就是日食。日食是光在天体中沿直线传播的典型例证。由于月球、地球运行的轨道都不是正圆，日、月同地球之间的距离时近时远，所以太阳光被月球遮蔽形成的影子，在地球上可分成本影、伪本影(月球距地球较远时形成的)和半影。观测者处于本影范围内可看到日全食；在伪本影范围内可看到日环食；而在半影范围内只能看到日偏食。月球表面有许多高山，月球边缘是不整齐的。在食既或者生光到来的瞬间，月球边缘的山谷未能完全遮住太阳时，未遮住部分形成一个发光区，像一颗晶莹的“钻石”；周围淡红色的光圈构成钻戒的“指环”，整体看来，很像一枚镶嵌着璀璨宝石的钻戒。有时形成许多特别明亮的光线或光点，好像在太阳周围镶嵌一串珍珠，称作贝利珠(贝利是法国天文学家)。 日食的未来预测 　　1：中国进入日食高发期未来4年可赏3次日食：中国将迎来本世纪第一次日全食。未来4 年，中国公众还可欣赏到3次罕见的日食天象，其中一次为日全食，两次为日环食。天文专家表示，在5年时间集中出现如此多的日食天象是百年罕见的。 天津市天文学会理事赵之珩介绍说，自上世纪80年代 以来，中国曾经发生过两次有利于观测的日全食，一次是1980年发生在昆明、贵阳等西南城市；一次是 1997年发生在漠河地区。“今明两年的日全食天象，无论是全食带的范围，还是全食发生的时间，都有 利于中国公众观测，只要天公作美，公众将能一饱眼福。”赵之珩说。除今年8月1日这次日全食外，2009年7月22日，中国发生一次更为壮观的日全食，全食带横扫中国中部的长江流域。中国的拉萨、成都、上海等40多个城市都能观赏到这次日全食。与8月1日的日全食相比，此次日全食发生 的范围更广，持续时间也更长，将达到5分钟至6分钟，这种状况可谓百年难遇。除了这两次日全食天象外 ，2010年1月15日还将发生日环食，云南、四川、湖北、安徽等地公众可一睹日环食风采。2012年5月21日 ，日环食天象再次上演，广西、广东、福建、香港和澳门等地公众可欣赏。 　　2：2008年八月一日，中国境内将自新疆阿勒泰经哈密、酒泉、西安至郑州一线出现日全食，开始时间为北京时间十八时二十分左右，持续时间约两分钟。这是二十一世纪首次发生在中国境内的日全食天象。 发生的次数 　　以下是20世纪（1901-1999）发生全世界范围内日食的次数： 　　日偏食 78 　　日环食 73 　　日全食 71 　　混合食 6 　　总计 228 日食的观测 　　巴德膜 目前最流行， 　　0.012mm厚 　　目视：5.0 减光10000倍 　　摄影：3.8 　　期间，太阳不会发出任何特殊的射线。日食的观测常常被曲解，太阳不会预知地球上日食的发生，不会发出其它的射线，因此日食时待在室外并无害处。但看日偏食时应该凝视还是匆匆一瞥呢？日食时太阳光虽比平时弱很多，但如若直视，对眼睛还是有伤害，可能损伤眼角膜。人们由于好奇心，会凝视或斜视太阳。当然，日偏食还是很刺眼的，如果你看太阳久一点，没等你反应过来你的眼角膜已经受损。日食时眼睛受损不是因为太阳的异常，而是人们由于好奇而没注意保护措施。无论日食发生与否，都不要用眼睛直视太阳；不要用所谓的“墨镜”；不要用“太阳镜”，甚至几个叠放也不行；不要看太阳在镜子或水面的像；用14号焊接镜看太阳；用有特殊涂层的迈拉镜观看，这可以从著名的天文馆或科学博物馆获得；构制一个孔式投射器。 　　警告：直接佩戴太阳眼镜（墨镜）观测日全食是一个大误区，这是因为镜片有聚焦的作用，太阳镜离眼睛太近，阳光会将眼球灼伤，严重者会造成失明。而直接用肉眼观测，是不可取的办法，正确的做法应该是将太阳镜摘下，离眼睛一臂的距离，并从侧面观测镜片。另外，利用小孔成像法观测也是一个不错的方法。切记水盆倒影法并不是科学可取的方法。 　　 注意事项： 　　1.严禁在自然现象期间变相宣传封建迷信，恶意蛊惑群众，破坏民族与国家统一。 　　2.不要在街道、马路等其他危险地点观看，以免过于关注日食造成生命危险，在阳台观看时要注意安全，以免坠楼。 2009.7.22日食 　　3.由于日食导致气温，地球磁场变化、白日突暗。导致部分动物生理习惯不适应，如狗、猫等宠物应拴好，以免家畜恐慌发生伤人事件。 　　 观测日全食 　　　不要直接观测 　　医学专家指出，长时间直视太阳因其紫外线和红外线而导致视网膜黄斑被烧伤的“日光性视网膜炎”，是几乎无法治疗的。视网膜黄斑是视网膜当中最敏感的部位，它使光线汇聚，让影像清晰。一旦被烧伤，视网膜黄斑将永远无法复原。被烧伤时可能没有感觉，但几小时以后就会出现反应，严重者失明。为此观看日全食时，首先要注意一点：千万不要用肉眼或任何光学设备（如望远镜等）直视太阳！这不仅仅是一个建议，还是一个非常严肃的警告。如何避免一些意外的发生呢？下面的几种方法给大家介绍一下。 　　（一）快速简易的观测方法 　　其实，建议的做法仅仅使用两张白纸即可。一张白色纸板用作银幕，另一张纸板上戳一个针孔，将针孔纸板举起，尽量远离银幕纸板。两纸板距离越远，形成的图像就越大。 　　当然，还有更为简易的方式，只需要自己的双手帮忙，将双手举起，手指相互垂直、交叉重叠，于是双手形成了一个带有许多小孔的网，这些小孔可以作为简易的成像孔。 　　（二）买观测眼镜 　　保护眼镜需要一副特别的眼镜。市场上有这种专用太阳观察保护镜的眼镜，价格约在5元左右。 　　不可以自制观测眼镜，这是十分危险的。 　　 　观测贝利珠及日珥：拍摄好贝利珠及日珥现象的关键是掌握好时机，因为它一闪即逝，顶多能延续几秒钟，因此人们必须在食既前和生光前一两分钟开始密切监视取景器上的毛玻璃，一看到贝利珠及日珥就果断曝光，决不能有片刻犹豫，注意别忘了去掉滤光片。 　　下面简要介绍日全食时的天空可观测的天体情况。 　　1. 土星在太阳的正东面，非常接近地面，在城市不是那么容易观测到； 　　2. 大部分人从未见过的水星就在太阳的东面旁边，非常明显； 　　3. 金星和火星在太阳的西边，在地面看来，已经在西边天空； 　　4. 全天最亮的恒星天狼星，在南方天空； 　　5. 非常著名的亮星云集的冬季星座猎户座，在正南方天空高高悬挂，用望远镜观测，猎户座大星云（猎户大星系）就在其中； 　　6. 在本次日全食的天空中，除太阳外，天空中最明亮的天体由亮到暗排序：金星、水星、土星、天狼星、土星、火星； 　　7. 比较明亮的容易观测的恒星还有：猎户座的参宿四和参宿七、大犬座的天狼星、双子座的北河二和北河三、小犬座的南河三、御夫座的五车二、狮子座的轩辕十 日食的故事 　　对古代人而言，日食是十分可怕的。如果你能了解太阳对粮食耕种、日常生活的影响，你就会关心天上的太阳为什么突然不见了。中国古代认为日食是因为一条龙吞掉了太阳，其它的文明也认为这是不祥之兆，有许多“解决方法”：打鼓、朝天空射箭、拿物或人祭祀等。 据传，曾经有一次致命的日食报告错误。这是说公元前二世纪的两个中国天文家由于一些原因没报告日食。那时的中国帝王认为自己是天子，十分重视天象，认为那是上天给的暗示，因此他请了一批天文家定期观测天象。那时彗星和流星不能被预言，但日食是可以预测的。两位天文家没有告诉帝王日食这一重大天象的发生，帝王盛怒，将两人斩首示众。那时的天文学家比现在危险得多。 　　日全食的故事：古代西方一次日食中止一场战争，西洋最有名的故事记载是在西元前585年。米提斯与利比亚两族打仗，打到一半时 忽然间太阳消失不见了，两族族人害怕灾祸的到来，终于达成美好的结果两族讲和通婚。对于日食现象的看法，除了大溪地人把日食当成正面意义外，其他的国 家都将他作 负面的解释。譬如西元前六百多年，雅典攻打某族时，因为发生食相而害怕不敢继续前进，就因为延迟了进攻，反倒让敌方趁这段时间有了准备，结果当雅典军队进攻敌方时，反而被打败了。 月食 概述 月食是一种特殊的天文现象，指当月球运行至地球的阴影部分时，在月球和地球之间的地区会因为太阳光被地球所遮闭，就看到月球缺了一块。此时的太阳、地球、月球恰好 (或几乎) 在同一条直线上。月食可以分为月偏食、月全食和半影月食三种。月食只可能发生在农历十五前后。 天文特征 　　以地球而言，当月食发生的时候，太阳和月球的方向会相差180 度，所以月食必定发生在“望”(即农历15日)前后。要注意的是，月食只能发生在满月的时候，这时，太阳，地球和月球成一直线，整个月面被照亮，所以只要天清气朗，保证能看清楚看到这种壮观的场面。然而并不是每次满月都会发生月食，因为月球绕地球的轨道偏离了黄道约5°的交角，只有当满月时刻正好是在月球在其轨道上穿过黄道平面时，才会发生月全食。 　　古代月食记录有时可用来推定历史事件的年代。中国古代迷信的说法又叫做天狗吃月亮。 月食分类 　　月食可分为月偏食、月全食以及半影月食三种(切记不会发生月环食。因为，月球的体积比地球小的多）。 　　）。当月球只有部分进入地球的本影时，就会出现月偏食；而当整个月球进入地球的本影时，就会出现月全食。至于半影月食，那就是指月球 月食分类 只是掠过地球的半影区，造成月面亮度极轻微的减弱，很难用肉眼看的出差别，因此不为人们所注意。 　　地球的直径大约是月球的4倍，在月球轨道处，地球的本影的直径仍相当于月球的2.5倍。所以当地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会完全进入地球的本影，而产生月全食。而如果月球始终只有部分为地球本影遮住时，即只有部分月亮进入地球的本影，就发生月偏食。因为，月球的体积比地球小的多。 　　太阳的直径比地球的直径大得多，地球的影子可以分为本影和半影。如果月球进入半影区域，太阳的光也可以被遮掩掉一些，这种现象在天文上称为半影月食。由于在半影区阳光仍十分强烈，月面的光度只是极轻微减弱，多数情况下半影月食不容易用肉眼分辨。在一般情况下，由于较不易为人发现，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。 　　另外由于地球的本影比月球大得多，这也意味著在发生月全食时，月球会完全进入地球的本影区内，所以不会出现月环食这种现象。 　　每年发生月食数一般为2次，最多发生3次，有时一次也不发生。因为在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，所以一般情况下就不会发生月食。 　　据观测资料统计，每世纪中半影月食、月偏食、月全食所发生的百分比约为36.60％，34.46％和28.94％。 月全食光度分级 　　L=0 深黑色 (食甚时，月球几乎肉眼看不见) 　　L=1 黑带有灰或者棕色 (分辨细节有困难) 　　L=2 深红或銹红色 (本影中心深黑色但外围较光亮) 　　L=3 砖红色 (本影边缘光亮或带黄色) 　　L=4 明亮橙红色 (明亮本影，边缘带蓝色) 　　月全食光度分级 　　2 肉眼可见月海及主要环形山，其它细节须用小形双筒望远镜(口径4 cm 以下)才可看见 　　1 须要口径5cm 至15cm 的望远镜才可见细节 　　0 须要15cm 以上口径望远镜才可见细节 　　这两项数据很重要，在做月全食正式观测时需要将这两项参数写到报告里。 月食过程 　　月全蚀后半影食始：月球刚刚和半影区接触，这时肉眼觉察不到。 　　 月食过程 正式的月食的过程分为初亏、食既、食甚、生光、复圆五个阶段。 　　初亏：标志月食开始。月球由东缘慢慢进入地影，月球与地球本影第一次外切。 　　食既：月球的西边缘与地球本影的西边缘内切，月球刚好全部进入地球本影内。 　　食甚：月球的中心与地球本影的中心最近。 　　生光：月球东边缘与地球本影东边缘相内切，这时全食阶段结束。 　　复圆：月球的西边缘与地球本影东边缘相外切，这时月食全过程结束。 　　月球被食的程度叫“食分”，它等于食甚时月轮边缘深入地球本影最远距离与月球视经之比。 　　半影食终：月球离开半影，整个月食过程正式完结。 科学研究 　　月食现象一直推动着人类认识的发展。 　　最早的月食记录是前2283年美索不达米亚的记录。中国在汉朝时，张衡就已经发现了月食的原理。前4世纪的亚里士多德根据月食看到地球影子的圆形而推断出地球是圆的。前3世纪古希腊的天文学家阿里斯塔克（Aristarchus）、前2世纪的喜帕恰斯（Hipparchus）都提出过通过月食来测定太阳、地球、月亮的大小。伊巴谷还提出在相距遥远的两个地方同时观测月食，来测量地理经度。2世纪，托勒密利用古代月食记录来研究月球运动，这种方法一直延用到今天。在火箭和人造地球卫星出现之前，科学家一直通过观测月食来探索地球的大气结构。 　　在农历十五、十六，月亮运行到和太阳相对的方向。这时如果地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食。如果只有部分月亮进入地球的本影，就产生月偏食。当月球进入地球的半影时，应该是半影食，但由于它的亮度减弱得很少，不易察觉，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。 月食都发生在望（满月），但不是每逢望都有月食，这和每逢朔不都出现日食是同样的道理。 　　日食和月食统称交食。由日月食的原理可看出，交食的出现与日、地、月三者的会合运动密切相关，此会合运动具有周期性，所以日月食自然也应有周期性。交食的周期是古代巴比伦人发现的，叫做“沙罗周期”（“沙罗”是重复的意思），为18年零11天多一点。即6585．32天。 成因阶段 　　地球在背著太阳的方向会出现一条阴影，称为地影。地影分为本影和半影两部分。本影是指没有受到太阳光直射的地方，而半影则只受到部分太阳直射的光线。月球在环绕地球运行过程中有时会进入地影，这就产生月食现象( 见图一 )。 　　当月球整个都进入本影时，就会发生月全食；但如果只是一部分进入本影时，则只会发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。 　　在月全食时，月球并不是完全看不见的，这是由於太阳光在通过地球的稀薄大气层时受到折射进入本影，投射到月面上，令到月面呈红铜色。视乎月球经过本影的路径及当时地球的大气情况，光度在不同的月全食会有所不同。 　　有时月球并不会进入本影而只进入半影，这就称为半影月食。在半影月食发生期间，月亮将略为转暗，但它的边缘并不会被地球的影子所阻挡。 月食原理 　　月食的原理。在农历十五、十六，月亮运行到和太阳相对的方向。这时如果地球和月亮的中心大致在同一条直线上，月亮就会进入地球的本影，而产生月全食。如果只有部分月亮进入地 月食原理 球的本影，就产生月偏食。当月球进入地球的半影时，应该是半影食，但由于它的亮度减弱得很少，不易察觉，故不称为月食，所以月食只有月全食和月偏食两种。 月食都发生在望（满月），但不是每逢望都有月食，这和每逢朔不都出现日食是同样的道理。在一般情况下，月亮不是从地球本影的上方通过，就是在下方离去，很少穿过或部分通过地球本影，因此，一般情况下就不会发生月食。每年月食最多发生3次，有时一次也不发生。 地球在背着太阳的方向会出现一条阴影，称为地影。地影分为本影和半影两部分。本影是指没有受到太阳光直射的地方，而半影则只受到部份太阳直射的光线。月球在环绕地球运行过程中有时会进入地影，这就生成月食现象。 　　当月球整个都进入本影时，就会发生月全食；但如果只是一部份进入本影时，则只会发生月偏食。月全食和月偏食都是本影月食。 在月全食时，月球并不是完全看不见的，这是由于太阳光在通过地球的稀薄大气层时受到折射进入本影，投射到月面上，令到月面呈红铜色。视乎月球经过本影的路径及当时地球的大气情况，亮度在不同的月全食会有所不同。 有时月球并不会进入本影而只进入半影，这就称为半影月食。在半影月食发生期间，月亮将略为转暗，但它的边缘并不会被地球的影子所阻挡 初识月食 　　 月食 古时候，人们不懂得月食发生的科学道理，像害怕日食一样，对月食也心怀恐惧。外国有人传说，16世纪初，哥伦布航海到了南美洲的牙买加，与当地的土著人发生了冲突。哥伦布和他的水手被困在一个墙角，断粮断水，情况十分危急。懂点天文知识的哥伦布知道这天晚上要发生月全食，就向土著人大喊，“再不拿食物来，就不给你们月光！”到了晚上，哥伦布的话应验了，果然没有了月光。土著人见状诚惶诚恐，赶快和哥伦布化干戈为玉帛。 龙卷风 　　 地球上最快最猛的强风：龙卷风 　　（Tornado） 　　龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋，是在极不稳定天气下由空气强烈对流运动而产生的，由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云(龙卷)产生的强烈的旋风，其风力可达12级以上，最大可达100米每秒以上，一般伴有雷雨，有时也伴有冰雹。 　　空气绕龙卷的轴快速旋转，受龙卷中心气压极度减小的吸引，近地面几十米厚的一 薄层空气内，气流被从四面八方吸入涡旋的底部。并随即变为绕轴心向上的涡流，龙卷中的风总是气旋性的，其中心的气压可以比周围气压低百分之十。 　　龙卷风是一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋，其中心附近风速可达100m/s～200m/s，最大300m/s，比台风（产生于海上）近中心最大风速大好几倍。中心气压很低，一般可低至400hPa，最低可达200hPa。它具有很大的吸吮作用，可把海(湖)水吸离海(湖)面，形成水柱，然后同云相接，俗称“龙取水”。由于龙卷风内部空气极为稀薄，导致温度急剧降低，促使水汽迅速凝结，这是形成漏斗云柱的重要原因。漏斗云柱的直径，平均只有250m左右。龙卷风产生于强烈不稳定的积雨云中。它的形成与暖湿空气强烈上升、冷空气南下、地形作用等有关。它的生命史短暂，一般维持十几分钟到一二小时，但其破坏力惊人，能把大树连根拔起，建筑物吹倒，或把部分地面物卷至空中。江苏省每年几乎都有龙卷风发生，但发生的地点没有明显规律。出现的时间，一般在六七月间，有时也发生在8月上、中旬。 　　龙卷风的形成 即将形成的龙卷风 　　龙卷风这种自然现象是云层中雷暴的产物。具体的说，龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段： 　　（1）大气的不稳定性产生强烈的上升气流，由于急流中的最大过境气流的影响，它被进一步加强。 　　（2）由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用，上升气流在对流层的中部开始旋转，形成中尺度气旋。 　　（3）随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展，它本身变细并增强。同时，一个小面积的增强辅合，即初生的龙卷在气旋内部形成，产生气旋的同样过程，形成龙卷核心。 　　 海上龙卷风 　　（4）龙卷核心中的旋转与气旋中的不同，它的强度足以使龙卷一直伸展到地面。当发展的涡旋到达地面高度时，地面气压急剧下降，地面风速急剧上升，形成龙卷。 　　龙卷风常发生于夏季的雷雨天气时，尤以下午至傍晚最为多见。袭击范围小，龙卷风的直径一般在十几米到数百米之间。龙卷风的生存时间一般只有几分钟，最长也不超过数小时。风力特别大，在中心附近的风速可达100-200米/秒。破坏力极强，龙卷风经过的地方，常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象，有时把人吸走，危害十分严重。 　　龙卷风的危害： 　　1995年在美国俄克拉何马州阿得莫尔市发生的一场陆龙卷，诸如屋顶之类的重物被吹出几十英里之远。大多数碎片落在陆龙卷通道的左侧，按重量不等常常有很明确的降落地带。较轻的碎片可能会飞到300多千米外才落地。 　　在强烈龙卷风的袭击下，房子屋顶会像滑翔翼般飞起来。一旦屋顶被卷走后，房子的其他部分也会跟着崩解。因此，建筑房屋时，如果能加强房顶的稳固性，将有助于防止龙卷风过境时造成巨大损失。 　　龙卷的袭击突然而猛烈，产生的风是地面上最强的。在美国，龙卷风每年造成的死亡人数仅次于雷电。它对建筑的破坏也相当严重，经常是毁灭性的。 　　1626年5月30日(明熹宗天启六年五月初六)上午9时许，北京城内王恭厂( 今北京市宣武门一带)周围突然爆发了一场奇异的灾变，明代有重要史料价值的官方新闻通讯刊物《天变邸抄》对此灾有详尽的记载，摘录如下：“蓟州城东角震坍，坏屋数百间，是州离京一百八十里。初十日，地中掘出二人，尚活。问之，云：‘如醉梦’。又掘出一老儿，亦活。”在王恭厂奇灾中，是什么力量能使三个人从北京到蓟州飞行飘达一百八十里皆落地不死？是什么力量能极快地剥去人衣送到几百里外而又能不伤人？为什么被脱衣者竟不知自己的衣服是如何被脱光的呢？这其中一定有某种必然性因素在起作用，然而这种必然性因素今后能被人类所认识吗？这种神奇的力量今后能被人类所掌握、控制和利用吗？详见下面的扩展阅读博文《奇特的“大风吹人”事件》。 　　龙卷风的防范措施 　　(1) 在家时，务必远离门、窗和房屋的外围墙壁，躲到与龙卷风方向相反的墙壁或小房间内抱头蹲下。躲避龙卷风最安全的地方是地下室或半地下室。 　　(2) 在电杆倒、房屋塌的紧急情况下，应及时切断电源，以防止电击人体或引起火灾。 　　(3) 在野外遇龙卷风时，应就近寻找低洼地伏于地面，但要远离大树、电杆，以免被砸、被压和触电。 　　(4) 汽车外出遇到龙卷风时，千万不能开车躲避，也不要在汽车中躲避，因为汽车对龙卷风几乎没有防御能力，应立即离开汽车，到低洼地躲避。 　　在1999年5月27日，美国得克萨斯州中部，包括首府奥斯汀在内的 4个县遭受特大龙卷风袭击，造成至少32人死亡，数十人受伤。据报道，在离奥斯汀市北部40英里的贾雷尔镇，有50多所房屋倒塌，已有30多人在龙卷风丧生。遭到破坏的地区长达 1英里，宽200码。这是继5月13日迈阿密市遭龙卷风袭击之后，美国又一遭受龙卷风的地区。 　　一般情况下，龙卷风是一种气旋。它在接触地面时，直径在几米到1公里不等，平均在几百米。龙卷风影响范围从数米到几十上百公里，所到之处万物遭劫。龙卷风漏斗状中心由吸起的尘土和凝聚的水气组成可见的“龙嘴”。在海洋上，尤其是在热带，类似的景象在发生称为海上龙卷风。 　　大多数龙卷风在北半球是逆时针旋转，在南半球是顺时针，也有例外情况。卷风形成的确切机理仍在研究中，一般认为是与大气的剧烈活动有关。 　　从19世纪以来，天气预报的准确性大大提高，气象雷达能够监测到龙卷风、飓风等各种灾害风暴。 　　龙卷风通常是极其快速的，每秒钟100米的风速不足为奇，甚至达到每秒钟175米以上，比12级台风还要大五、六倍。风的范围很小，一般直径只有25~100米，只在极少数的情况下直径才达到一公里以上；从发生到消失只有几分种，最多几个小时。 　　龙卷风的力气也是很大的。1956年9有24日上海曾发生过一次龙卷风，它轻而易举地把一个22万斤重的大储油桶“举”到15米高的高空，再甩到120米以外的地方。 　　1879年5月30日下午4时，在堪萨斯州北方的上空有两块又黑又浓的乌云合并在一起。15分钟后在云层下端产生了旋涡。旋涡迅速增长，变成一根顶天立地的巨大风柱，在三个小时内像一条孽龙似的在整个州内胡作非为，所到之处无一幸免。但是，最奇怪的事是发生在刚开始的时候，龙卷风旋涡横过一条小河，遇上了一座峭壁，显然是无法超过这个障碍物，旋涡便折抽西进，那边恰巧有一座新造的75米长的铁路桥。龙卷风旋涡竟将它从石桥墩上“拔”起，把它扭了几扭然后抛到水中。 　　龙卷风的探测 　　龙卷风长期以来一直是个谜，正是因为这个理由，所以有必要去了解它。龙卷风的袭击突然而猛烈，产生的风是地面最强的。由于它的出现和分散都十分突然，所以很难对它进行有效的观测。 　　龙卷风的风速究竟有多大？没有人真正知道，因为龙卷风发生至消散的时间短，作用面积很小，以至于现有的探测仪器没有足够的灵敏度来对龙卷风进行准确的观测。相对来说，多普勒雷达是比较有效和常用的一种观测仪器。多普勒雷达对准龙卷风发出的微波束，微波信号被龙卷风中的碎屑和雨点反射后重被雷达接收。如果龙卷风远离雷达而去，反射回的微波信号频率将向低频方向移动；反之，如果龙卷风越来越接近雷达，则反射回的信号将向高频方向移动。这种现象被称为多普勒频移。接收到信号后，雷达操作人员就可以通过分析频移数据，计算出龙卷风的速度和移动方向。 　　龙吸水：龙卷风的别名。龙卷风，因为与古代神话里从波涛中窜出、腾云驾雾的东海跤龙很相象而得名，它还有不少的别名，如“龙吸水”、“龙摆尾”、“倒挂龙”等等。 　　龙卷风的特点 　　龙卷风是大气中最强烈的涡旋现象，影响范围虽小，但破坏力极大。它往往使成片庄稼、成万株果木瞬间被毁，令交通中断，房屋倒塌，人畜生命遭受损失。龙卷风的水平范围很小，直径从几米到几百米，平均为250米左右，最大为1千米左右。在空中直径可有几千米，最大有10千米。极大风速每小时可达150千米至450千米，龙卷风持续时间，一般仅几分钟，最长不过几十分钟，但造成的灾害很严重。 　　龙卷风常发生于夏季的雷雨天气时，尤以下午至傍晚最为多见。袭击范围小，龙卷风的直径一般在十几米到数百米之间。龙卷风的生存时间一般只有几分钟，最长也不超过数小时。风力特别大。破坏力极强，龙卷风经过的地方，常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象，有时把人吸走，危害十分严重。 　　龙卷风的等级 　　 　　龙卷风共分5个等级（Fujita scale /F-Scale，藤田级数），分别是F1级、F2级、F3级、F4级和F5级。F1级龙卷风体形较小，风力较弱，足以掀起屋顶和拔倒活动房屋，旋涡中央的风时速73哩到112哩之间，F2级风速介于113哩至150哩之间，足以使厢形车翻覆，F3风速高达260哩，足以连树拔根而起，F4足以卷起房屋树木与车辆。凌空而起至数百码外，最恐怖的就是难以想象的F5，它足以掀起坚固的房屋，钢筋水泥等强化性建筑也会被撕成断瓦碎片，德州乔洛郡1997年5月的龙卷风便属于这一等级，风速高达318哩；该龙卷风直径大于一公里，给美国造成了数亿美元的损失。提示：英制单位“1哩”，化为每小时走多少公里的话，就乘于1.6。例如风速112哩，化为公里为，112哩乘于1.6可知每小时速度可达180公里。 　　2007年二月一日后，美国的龙卷风改用改进藤田等级（Enhanced Fujita Scale/ EF Scale） 沙尘暴 沙尘暴 一、什么是沙尘暴？ 　　沙尘暴 (sand duststorm) 是沙暴 (sandstorm) 和尘暴 (duststorm) 两者兼有的总称，是指强风把地面大量沙尘物质吹起卷入空中，使空气特别混浊，水平能见度小于 1千米的严重风沙天气现象。其中沙暴系指大风把大量沙粒吹入近地层所形成的挟沙风暴；尘暴则是大风把大量尘埃及其它细粒物质卷入高空所形成的风暴。 二、沙尘暴来源及其路径 　　沙尘暴天气主要发生在春末夏初季节,这是由于冬春季干旱区降水甚少, 地表异常干燥松散, 抗风蚀能力很弱, 在有大风刮过时, 就会将大量沙尘卷入空中, 形成沙尘暴天气。 　　从全球范围来看, 沙尘暴天气多发生在内陆沙漠地区, 源地主要有非洲的撒哈拉沙漠, 北美中西部和澳大利亚也是沙尘暴天气的源地之一。1933一1937年由于严重干旱, 在北美中西部就产生过著名的碗状沙尘暴。亚洲沙尘暴活动中心主要在约旦沙漠、巴格达与海湾北部沿岸之间的下美索不达米亚、阿巴斯附近的伊朗南部海滨, 稗路支到阿富汗北部的平原地带。前苏联的中亚地区哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦及土库曼斯坦都是沙尘暴频繁（≥15/年）影响区, 但其中心在里海与咸海之间沙质平原及阿姆河一带。 沙尘暴 　　我国西北地区由于独特的地理环境, 也是沙尘暴频繁发生的地区, 主要源地有古尔班通古特沙漠、塔克拉玛干沙漠、巴丹吉林沙漠、腾格里沙漠、乌兰布和沙漠和毛乌素沙漠等。 　　从1999年到2002年春季，我国境内共发生53次（ 1999年9次，2000年14次，2001年18次，2002年12次）沙尘天气，其中有33次起源于蒙古国中南部戈壁地区，换句话说，就是每年肆虐我国的沙尘，约有六成来自境外。这是7月2日，中国气象局副局长李黄向媒体公布的研究结果。他说，2002年春季，我国北方共出现了12次沙尘天气过程。具有出现时段集中、发生强度大、影响范围广等3个特点。影响我国的沙尘天气源地，可分为境外和境内两种。分析表明：三分之二的沙尘天气起源于蒙古国南部地区，在途经我国北方时得到沙尘物质的补充而加强；境内沙源仅为三分之一左右。发生在中亚 （哈萨克斯坦）的沙尘天气，不可能影响我国西北地区东部乃至华北地区。新疆南部的塔克拉玛干沙漠是我国境内的沙尘天气高发区，但一般不会影响到西北地区东部和华北地区。我国的沙尘天气路径可分为西北路径、偏西路径和偏北路径：西北1路路径，沙尘天气一般起源于蒙古高原中西部或内蒙古西部的阿拉善高原，主要影响我国西北、华北；西北2路路径，沙尘天气起源于蒙古国南部或内蒙古中西部，主要影响西北地区东部、华北北部、东北大部；偏西路径，沙尘天气起源于蒙古国西南部或南部的戈壁地区、内蒙古西部的沙漠地区，主要影响我国西北、华北；偏北路径，沙尘天气一般起源于蒙古国乌兰巴托以南的广大地区，主要影响西北地区东部、华北大部和东北南部。 三、近年我国的大风沙尘天气 　　经统计，60年代特大沙尘暴在我国发生过8次，70年代发生过13次，80年代发生过14次，而90年代至今已发生过20多次，并且波及的范围愈来愈广，造成的损失愈来愈重。现将90年代以来我国出现的几次主要大风和沙尘暴天气的有关情况介绍如下：1993年：4月至5月上旬，北方多次出现大风天气。4月19日至5月8日，甘肃、宁夏、内蒙古相继遭大风和沙尘暴袭击。其中5月5日至6日，一场特大沙尘暴袭击了新疆东部、甘肃河西、宁夏大部、内蒙古西部地区，造成严重损失。1994年：4月6日开始，从蒙古国和我国内蒙古西部刮起大风，北部沙漠戈壁的沙尘随风而起，飘浮到河西走廊上空，漫天黄土持续数日。1995年：11月7日，山东40多个县（市）遭受暴风袭击，35人死亡，121人失踪，320人受伤，直接经济损失10亿多元。1996年：5月29日至30日，自1965年以来最严重的强沙尘暴袭掠河西走廊西部，黑风骤起，天地闭合，沙尘弥漫，树木轰然倒下，人们呼吸困难，遭受破坏最严重的酒泉地区直接经济损失达两亿多元。1998年：4月5日，内蒙古的中西部、宁夏的西南部、甘肃的河西走廊一带遭受了强沙尘暴的袭击，影响范围很广，波及北京、济南、南京、杭州等地。4月19日，新疆北部和东部吐鄯托盆地遭瞬间风力达12级的大风袭击，部分地区同时伴有沙尘。这次特大风灾造成大量财产损失，有6人死亡、44人失踪、256人受伤。5月19日凌晨，新疆北部地区突遭狂风袭击，阿拉山口、塔城等风口地区风力达9至10级，瞬间风速达每秒32米，其他地区风力普遍达到6至7级。狂风刮倒大树，部分地段电力线路被刮断。1999年：4月3日至4日，呼和浩特地区接连两天发生持续大风及沙尘暴天气。这次沙尘暴的范围从内蒙古自治区的西部地区一直到东部的通辽市南部，瞬时风速为每秒16米。伊克昭盟达拉特旗风力最高达到10级。2000年：3月22日至23日，内蒙古自治区出现大面积沙尘暴天气，部分沙尘被大风携至北京上空，加重了扬沙的程度。3月27日，沙尘暴又一次袭击北京城，局部地区瞬时风力达到8至9级。正在安翔里小区一座两层楼楼顶施工的7名工人被大风刮下，两人当场死亡。一些广告牌被大风刮倒，砸伤行人，砸坏车辆。2002年：3月18日到21日，20世纪90年代以来范围最大、强度最强、影响最严重、持续时间最长的沙尘天气过程袭击了我国北方140多万平方公里的大地，影响人口达1.3亿。 四、沙尘天气概念、规定和标准 （一）沙尘天气概念： 　　 澳大利亚沙尘暴卫星照片 　　沙尘天气分为浮尘、扬沙、沙尘暴和强沙尘暴四类。 　　浮尘：尘土、细沙均匀地浮游在空中，使水平能见度小于10公里的天气现象； 　　扬沙：风将地面尘沙吹起，使空气相当混浊，水平能见度在1公里至10公里以内的天气现象； 　　沙尘暴：强风将地面大量尘沙吹起，使空气很混浊，水平能见度小于1公里的天气现象； 　　强沙尘暴：大风将地面尘沙吹起，使空气模糊不清，浑浊不堪，水平能见度小于500米的天气现象。 （二）沙尘天气过程分类 　　沙尘天气过程分为四类：浮尘天气过程、扬沙天气过程、沙尘暴天气过程和强沙尘暴天气过程。 　　浮尘天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了浮尘天气； 　　扬沙天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内5个或5个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了扬沙天气； 　　沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了沙尘暴天气； 　　强沙尘暴天气过程：在同一次天气过程中，我国天气预报区域内3个或3个以上国家基本（准）站在同一观测时次出现了强沙尘暴天气。 （三）沙尘天气预报警报发布标准： 　　1、决策服务 　　预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生时，在内部公报、专报及决策服务材料中发布沙尘天气预报。 　　2、公众预报 　　国家级标准： 　　预计未来24小时内将有沙尘天气过程发生，且影响范围较大或影响到京津地区时，向社会公众发布沙尘暴警报。； 　　预计未来24小时内将有沙尘暴或强沙尘暴天气过程发生，并将造成严重影响时，向社会公众发布沙尘暴警报。 　　省级标准： 　　由各省（区、市）气象局参照国家级标准确定。 　　说明： 　　1、省级沙尘天气预报警报发布标准报中国气象局备案。 　　2、沙尘天气预报、警报应包括发生沙尘天气的区域、时段、强度、可能造成的影响及对策。 　　3、中央气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向有关省气象台通报，省级气象台向公众发布沙尘天气预报警报前应及时通过有效方式向中央气象台及有关气象台站通报。 五、沙尘暴天气成因及物理机制 　　沙尘暴天气成因 　　有利于产生大风或强风的天气形势,有利的沙、尘源分布和有利的空气不稳定条件是沙尘暴或强沙尘暴形成的主要原因。强风是沙尘暴产生的动力，沙、尘源是沙尘暴物质基础，不稳定的热力条件是利于风力加大、强对流发展，从而夹带更多的沙尘，并卷扬得更高。 　　除此之外，前期干旱少雨，天气变暖，气温回升，是沙尘暴形成的特殊的天气气候背景；地面冷锋前对流单体发展成云团或飑线是有利于沙尘暴发展并加强的中小尺度系统；有利于风速加大的地形条件即狭管作用,是沙尘暴形成的有利条件之一。 　　沙尘暴形成的物理机制 　　在极有利的大尺度环境、高空干冷急流和强垂直风速、风向切变及热力不稳定层结条件下，引起锋区附近中小尺度系统生成、发展，加剧了锋区前后的气压、温度梯度，形成了锋区前后的巨大压温梯度。在动量下传和梯度偏差风的共同作用下，使近地层风速陡升，掀起地表沙尘，形成沙尘暴或强沙尘暴天气。 　　沙尘暴主要危害方式 　　⑴ 强风：携带细沙粉尘的强风摧毁建筑物及公用设施，造成人畜伤亡。 　　⑵ 沙埋：以风沙流的方式造成农田、渠道、村舍、铁路、草场等被大量流沙掩埋，尤其是对交通运输造成严重威胁。 　　⑶ 土壤风蚀：每次沙尘暴的沙尘源和影响区都会受到不同程度的风蚀危害，风蚀深度可达1～10厘米。据估计，我国每年由沙尘暴产生的土壤细粒物质流失高达106～107 吨，其中绝大部分粒径在10微米以下，对源区农田和草场的土地生产力造成严重破坏。 　　⑷ 大气污染：在沙尘暴源地和影响区，大气中的可吸入颗粒物（TSP）增加，大气污染加剧。以1993年“5.5”特强沙尘暴为例，甘肃省金昌市的室外空气的TSP浓度达到1016 mg/m3，室内为80 mg/m3，超过国家标准的40倍。2000年3—4月，北京地区受沙尘暴的影响，空气污染指数达到4级以上的有10天，同时影响到我国东部许多城市。3月24—30日，包括南京、杭州在内的18个城市的日污染指数超过4级。 　　黑风的危害 　　黑风的危害主要有两个字，一是风二是沙。 　　大风的危害也有二：一是风力破坏，二是刮蚀地皮。 　　先说风力破坏。大风破坏建筑物，吹倒或拔起树木电杆，撕毁农民塑料温室大棚和农田地膜等等。此外，由于西北地区四、五月正是瓜果、蔬菜、甜菜、棉花等经济作物出苗，生长子叶或真叶期和果树开花期，此时最不耐风吹沙打。轻则叶片蒙尘，使光合作用减弱，且影响呼吸，降低作物的产量；重则苗死花落，那就更谈不上成熟结果了。例如，993年5月5日黑风，使西北地区8.5万株果木花蕊被打落，10.94万株防护林和用材林折断或连根拔起。此外，大风刮倒电杆造成停水停电，影响工农业生产。1993年5月5日黑风造成的停电停水，仅金昌市金川公司一家就造成经济损失8300万元。 　　大风作用于干旱地区疏松的土壤时会将表土刮去一层，叫做风蚀。例如1993年5月5日黑风平均风蚀深度十厘米（最多50厘米），也就是每亩地平均有60到70立方米的肥沃表土被风刮走。其实大风不仅刮走土壤中细小的黏土和有机质，而且还把带来的沙子积在土壤中，使土壤肥力大为降低。此外大风夹沙粒还会把建筑物和作物表面磨去一层，叫做磨蚀，也是一种灾害。 　　沙的危害主要是沙埋。前面说过，狭管，迎风和隆起等地形下，因为风速大，风沙危害主要是风蚀，而在背风凹洼等风速较小的地形下，风沙危害主要便是沙埋了。例如，1993年5月5日黑风中发生沙埋的地方，沙埋厚度平均20厘米，最厚处达到了1.2米。 　　此外更重要的是，人的生命的损失。例如1993年5月5日黑风中共死亡85人，伤264人，失踪31人。此外，死亡和丢失大牲畜12万头，农作物受灾560万亩，沙埋干旱地区的生命线水渠总长2000多公里，兰新铁路停运31小时。总经济损失超过5.4亿元。 六、沙尘暴产生的原因 　　沙尘暴缘起土壤风蚀 　　据新华社兰州电在中国科学院寒区旱区环境与工程研究所专家的努力下，一项为探讨沙尘物质的启动、传输机理而专门设立的沙尘暴风洞模拟实验近日用品顺利完成。 　　通过实验，专家们发现，土壤风蚀是沙尘暴发生发展的首要环节。风是土壤最直接的动力，其中气流性质、风速大小、土壤风蚀过程中风力作用的相关条件等是最重要的因素。另外土壤含水量也是影响土壤风蚀的重要原因之一。 　　这项实验还证明，植物措施是防治沙尘暴的有效方法之一。专家认为植物通常以3种形式来影响风蚀：分散地面上一定的风动量，减少气流与沙尘之间的传递；阻止土壤、沙尘等的运动。 　　此外，通过实验研究人员得出一条结论：沙尘暴发生不仅是特定自然环境条件下的产物，而且与人类活动有对应关系。人为过度放牧、滥伐森林植被，工矿交通建设尤其是人为过度垦荒破坏地面植被，扰动地面结构，形成大面积沙漠化土地，直接加速了沙尘暴的形成和发育。 　　沙尘暴的元凶：大气环流 　　北京春天里发生沙尘暴的短暂一幕，只不过是中国北方连绵约30万平方公里的黄土高原在二三百万年中每年都要经历的天气过程，所不同的是，后者的风力更强，刮风的时间更长(可以持续几天)，沙尘的来源并不是50米开外的十字路口，而是上百公里以外的沙漠和戈壁。 　　就如同上帝在玩一个匪夷所思的游戏：他把中国西北部和中亚地区沙漠和戈壁表面的沙尘抓起来往东南方向抛去，任凭沙尘落下的地方渐渐堆积起一块高地。这个游戏从大约240万年以前就开始了，上帝至今乐此不疲(2002年《自然》杂志发表了中国学者的最新研究成果，把其开始的时间推到了2200万年前)。 　　事实上，风就是上帝抛沙的那只手。 　　印度板块向北移动与亚欧板块碰撞之后，印度大陆的地壳插入亚洲大陆的地壳之下，并把后者顶托起来。从而喜马拉雅地区的浅海消失了，喜马拉雅山开始形成并渐升渐高，青藏高原也被印度板块的挤压作用隆升起来。这个过程持续6000多万年以后，到了距今大约240万年前，青藏高原已有2000多米高了。 　　地表形态的巨大变化直接改变了大气环流的格局。在此之前，中国大陆的东边是太平洋，北边的西伯利亚地区和南边喜马拉雅地区分别被浅海占据着，西边的地中海在当时也远远伸入亚洲中部，所以平坦的中国大陆大部分都能得到充足的海洋暖湿气流的滋润，气候温暖而潮湿。中国西北部和中亚内陆大部分为亚热带地区，并没有出现大范围的沙漠和戈壁。 　　然而东西走向的喜马拉雅山挡住了印度洋暖湿气团的向北移动，久而久之，中国的西北部地区越来越干旱，渐渐形成了大面积的沙漠和戈壁。这里就是堆积起了黄土高原的那些沙尘的发源地。体积巨大的青藏高原正好耸立在北半球的西风带中，240万年以来，它的高度不断增长着。青藏高原的宽度约占西风带的三分之一，把西风带的近地面层分为南北两支。南支沿喜马拉雅山南侧向东流动，北支从青藏高原的东北边缘开始向东流动，这支高空气流常年存在于3500—7000米的高空，成为搬运沙尘的主要动力。与此同时，由于青藏高原隆起，东亚季风也被加强了，从西北吹向东南的冬季风与西风急流一起，在中国北方制造了一个黄土高原。 　　在中国西北部和中亚内陆的沙漠和戈壁上，由于气温的冷热剧变，这里的岩石比别处能更快地崩裂瓦解，成为碎屑，地质学家按直径大小依次把它们分成：砾(大于2毫米)，沙(2—0.05毫米)，粉沙(0.05—0.005毫米)，黏土(小于0.005毫米)。黏土和粉沙颗粒，能被带到3500米以上的高空，进入西风带，被西风急流向东南方向搬运，直至黄河中下游一带才逐渐飘落下来。 　　二三百万年以来，亚洲的这片地区从西北向东南搬运沙土的过程从来没有停止过，沙土大量下落的地区正好是黄土高原所在的地区，连五台山、太行山等华北许多山的顶上都有黄土堆积。当然，中国北部包括黄河在内的几条大河以及数不清的沟谷对地表的冲刷作用与黄土的堆积作用正好相反，否则的话，黄土高原一定不会是现在这样，厚度不超过409.93米。太行山以东的华北平原也是沙土的沉降区，但是这里是一个不断下沉的区域，同时又发育了众多河流，所以落下来的沙子要么被河流冲走，要么就被河流所带来的泥沙埋葬了。 　　中国古籍里有上百处关于“雨土”、“雨黄土”、“雨黄沙”、“雨霾”的记录，最早的“雨土”记录可以追溯到公元前1150年：天空黄雾四塞，沙土从天而降如雨。这里记录的其实就是沙尘暴。 　　雨土的地点主要在黄土高原及其附近。古人把这类事情看成是奇异的灾变现象，相信这是“天人感应”的一种征兆。晋代张华编的博物志中就记有:“夏桀之时，为长夜宫于深谷之中，男女杂处，十旬不出听政，天乃大风扬沙，一夕填此空谷。” 　　1966—1999年间，发生在我国的持续两天以上的沙尘暴竟达60次。中科院刘东生院士认为，黄土高原应该说是沙尘暴的一个实验室，这个实验室积累了过去几百万年以来沙尘暴的记录。中国西北部沙漠和戈壁的风沙漫天漫地洒过来，每年都要在黄土高原上留下一层薄薄的黄土。 七、沙尘暴天气的危害 　　沙尘暴天气是我国西北地区和华北北部地区出现的强灾害性天气，可造成房屋倒塌、交通供电受阻或中断、火灾、人畜伤亡等，污染自然环境，破坏作物生长， 沙尘暴 给国民经济建设和人民生命财产安全造成严重的损失和极大的危害。沙尘暴危害主要在以下几方面： 1、生态环境恶化　 　　出现沙尘暴天气时狂风裹的沙石、浮尘到处弥漫，凡是经过地区空气浑浊，呛鼻迷眼，呼吸道等疾病人数增加。如1993年5月5日发生在金昌市的强沙尘暴天气，监测到的室外空气含尘量为1016毫米/立方厘米，室内为80毫米/立方厘米，超过国家规定的生活区内空气含尘量标准的40倍。 2、生产生活受影响 　　沙尘暴天气携带的大量沙尘蔽日遮光，天气阴沉，造成太阳辐射减少，几小时到十几个小时恶劣的能见度，容易使人心情沉闷，工作学习效率降低。轻者可使大量牲畜患染呼吸道及肠胃疾病，严重时将导致大量“春乏”牲畜死亡、刮走农田沃土、种子和幼苗。沙尘暴还会使地表层土壤风蚀、沙漠化加剧，覆盖在植物叶面上厚厚的沙尘，影响正常的光合作用，造成作物减产。 3、生命财产损失 　　1993年5月5日，发生在甘肃省金昌、威武、民勤、白银等地市的强沙尘暴天气，受灾农田253.55万亩，损失树木4.28万株，造成直接经济损失达2.36亿元，死亡50人，重伤153人。2000年4月12日，永昌、金昌、威武、民勤等地市强沙尘暴天气，据不完全统计仅金昌、威武两地市直接经济损失达1534万元。 4、影响交通安全（飞机、汽车等交通事故） 　　沙尘暴天气经常影响交通安全，造成飞机不能正常起飞或降落，使汽车、火车车厢玻璃破损、停运或脱轨。 5、危害人体健康 　　当人暴露于沙尘天气中时，含有各种有毒化学物质、病菌等的尘土可透过层层防护进入到口、鼻、眼、耳中。这些含有大量有害物质的尘土若得不到及时清理将对这些器官造成损害或病菌以这些器官为侵入点，引发各种疾病。 　　清理： 　　口：回到室内即漱口和刷牙。 希瓦 帕萨德示范洗鼻 　　眼：以清水冲洗。 　　耳：以棉签蘸酒精将耳中尘土粘出。 　　重点清理对象：鼻。兑浓度约为0.9%的纯盐水，灌入洗鼻壶中。分别冲洗两边鼻孔。每冲完一边即擤鼻子，将两边鼻孔内的尘土擤出。重复此动作直到鼻腔清洗干净为止。 八、沙尘暴在生态系统中的作用 　　沙尘暴的危害虽然甚多，但整个沙尘暴的过程却也是自然生态系所不能或缺的部份，例如澳洲的赤色沙暴中所夹带来的大量铁质已证明是南极海浮游生物重要的营养来源，而浮游植物又可消耗大量的二氧化碳，以减缓温室效应的危害，因此沙暴的影响层级并非全为负面。或许在另一层面来说，沙尘暴也许也是地球为了应对环境变迁的一种症候，就像我们感冒了会发生咳嗽是为了排除气管中的废物一样。为研究沙暴提供塔斯曼海养分以及其它诸多效应等，澳洲曾汇集了许多气候学者。他们发现澳洲沙暴的红色石英沉积物也可在新西兰找到，并且反而肥沃了新西兰的土地；因此澳洲沙尘暴所造成的养分损失却可造成新西兰土地的养分收获。而像是夏威夷当地肥沃的土壤沉积物根据分析资料也可证明有许多的养料成分也是来自遥远的欧亚大陆内部。正因为两地相隔万里，普通的风无法把内陆的尘埃吹到这么遥远的地方，因此正是沙尘暴，把细小却包含养分的尘土携上3000米高空，穿越大洋，再播种一般把它们撒下来。除了夏威夷群岛，科学家还发现，地球上最大的绿肺―亚马孙盆地的雨林也得益于沙尘暴，它的一个重要的养分来源也是空中的沙尘。沙尘暴能把盘石变得葱葱郁郁的秘密在于，沙尘气溶胶含有铁离子等有助于植物生长的成分。此外由于沙尘暴多诞生在干燥高盐碱的土地上，沙尘暴所挟带的一些土粒当中也经常带有一些碱性的物质，所以往往可以减缓沙尘暴附近沉降区的酸雨作用或土壤酸化作用。中国科学院大气物理研究所的王自发先生曾说：“沙尘暴的确降低了酸雨的酸性。沙尘及其土壤粒子的中和作用使中国北方降水的PH值增加0.8-2.5，韩国增加05.-0.8，日本增加0.2-0.5。如果没有沙尘的作用，那么很多北方地区的酸雨危害要严重得多。”也因此，沙尘暴虽然危害甚大，却也是地球自然生态当中的一个必经的过程，因为自人类有史以来，便有沙尘暴的出现了。只是我们应该更积极的找寻异常沙尘暴频率发生的机制，以真正解决异常气候变迁所对于环境的危害性。 九、沙尘暴的治理和预防措施 　　1.加强环境的保护，把环境的保护提到法制的高度来。 　　2.恢复植被，加强防止风沙尘暴的生物防护体系。实行依法保护和恢复林草植被，防止土地沙化进一步扩大，尽可能减少沙尘源地。 　　3.根据不同地区因地制宜制定防灾、抗灾、救灾规划，积极推广各种减灾技术，并建设一批示范工程，以点带面逐步推广，进一步完善区域综合防御体系。 　　4.人们对自然资源进行长期掠夺式开发，因而造成对自然生态环境的严重破坏，而环境的恶化又为沙尘暴提供了丰富的沙尘物质来源。 　　5.控制人口增长，减轻人为因素对土地的压力，保护好环境。 　　6.加强沙尘暴的发生、危害与人类活动的关系的科普宣传，使人们认识到所生活的环境一旦破坏，就很难恢复，不仅加剧沙尘暴等自然灾害，还会形成恶性循环，所以人们要自觉地保护自己的生存环境。 　　四道防线阻击沙尘暴 　　第一，在北京北部的京津周边地区建立以植树造林为主的生态屏障； 　　第二，在内蒙古浑善达克中西部地区建起以退耕还林为中心的生态恢复保护带； 　　第三，在河套和黄沙地区建起以黄灌带和毛乌素沙地为中心的鄂尔多斯生态屏障； 　　第四，尽快与蒙古国建立长期合作防治沙尘暴的计划框架，设置到蒙古国的保护屏障。 十、沙尘暴防灾应急 　　应急要点 　　●及时关闭门窗，必要时可用胶条对门窗进行密封。 　　●外出时要戴口罩，用纱巾蒙住头，以免沙尘侵害眼睛和呼吸道而造成损伤。应特别注意交通安全。 　　●机动车和非机动车应减速慢行，密切注意路况，谨慎驾驶。 　　●妥善安置易受沙尘暴损坏的室外物品。 　　专家提示 　　●发生强沙尘暴天气时不宜出门，尤其是老人、儿童及患有呼吸道过敏性疾病的人。 　　●平时要做好防风防沙的各项准备。 十一、“看不见”的沙尘暴 　　通常情况下的沙尘暴仅存在于特定的地理环境中，但“看不见”的沙尘暴却无处不在，其对人体的危害程度远远高于可视沙尘暴。 　　成分： 　　颗粒：粉尘、雾、降尘、飘尘、痰及排泄物干燥后的可漂浮微粒、细菌、病毒、真菌、化石燃料颗粒、螨虫肢体残骸等。 　　气体：二氧化硫、三氧化硫、三氧化二硫、一氧化硫、一氧化碳、氧化亚氮、一氧化氮、二氧化氮、三氧化二氮、甲烷、乙烷、含氟气体及含氯气体以及各种有机污染物等。 　　存在环境： 　　公共活动区域如公园、公路，以及室内如办公室、娱乐健身场所、家中等。 　　危害： 　　腐蚀性化学物质可腐蚀人体组织细胞，破坏人体正常的防御体系，从而为病毒、细菌、真菌等的入侵创造有利条件。 　　解决方法： 　　1、保持室内环境的清洁、干燥，减少室内生存的尘螨、真菌、细菌等的数量。 　　2、室内装修尽量选用天然材料，不宜过多使用含有机化学物的材料。 　　3、从尘土较重或人群集中场所归来尽快洗鼻，清除鼻腔中各类颗粒和溶于鼻粘液中的有害化学物质以及各种细菌、病毒等。 　　4、定时洗鼻，如晨起时及晚睡前，保持鼻腔正常的生理环境，为组织的恢复及正常运行提供条件。 海啸 概述 海啸，由风暴或海底地震造成的海面恶浪并伴随巨响的现象。是一种具有强大破坏力的海浪。另有，同名电视剧、电影《海啸》，历史小说《海啸》，诗人海啸，庾澄庆专辑《海啸》和电脑病毒“海啸 ”。 名词解释 　　拼音：hǎi xiào 　　释义：亦称“ 海吼 ”。亦称“ 海唑 ”。海水往往冲上陆地，造成灾害。 　　示例：明杨慎《古今谚·吴谚楚谚蜀谚滇谚》：“山抬风雨来，海啸风雨多。” 　　清施鸿保《闽杂记》卷三：“近海诸处常闻海吼，亦曰海唑，俗有‘南唑风，北唑雨’之谚，亦曰海啸。其声或大或小，小则如击花鼓，点点如撒豆声，乍近乍远，若断若续，逾一二时即止；大则汹涌澎湃，虽十万军声未足拟也；久则或逾半月，日夜罔间，暂则三、四日或四、五日方止。” 　　严复《救亡决论》：“海啸忽来，淹死兵丁数百。” 　　郭沫若《洪波曲》第一章二：“ 日本帝国主义的狂暴侵略，像海啸一样，几个月期间席卷了半个中国 。” 【自然灾害——海啸】 　　地球的终极毁灭者，是地球上最强大的自然力：海啸Tidal Wave 　　 水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等大地活动都可能引起海啸。当地震发生于海底，因震波的动力而引起海水剧烈的起伏，形成强大的波浪，向前推进，将沿海地带一一淹没的灾害，称之为海啸。 　　海啸在许多西方语言中称为“tsunami”，词源自日语“津波”，即“港边的波浪”（“津”即“港”）。这也显示出了日本是一个经常遭受海啸袭击的国家。目前，人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变，只能通过观察、预测来预防或减少它们所造成的损失，但还不能阻止它们的发生。 　　海啸通常由震源在海底下50千米以内、里氏地震规模6.5以上的海底地震引起。海啸波长比海洋的最大深度还要大，在海底附近传播也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传播过去，海啸在海洋的传播速度大约每小时五百到一千公里，而相邻两个浪头的距离也可能远达500到650公里，当海啸波进入陆棚后，由于深度变浅，波高突然增大，它的这种波浪运动所卷起的海涛，波高可达数十米，并形成“水墙”。 　　由地震引起的波动与海面上的海浪不同，一般海浪只在一定深度的水层波动，而地震所引起的水体波动是从海面到海底整个水层的起伏。此外，海底火山爆发，土崩及人为的水底核爆也能造成海啸。此外，陨石撞击也会造成海啸，“水墙”可达百尺。而且陨石造成的海啸在任何水域也有机会发生，不一定在地震带。不过陨石造成的海啸可能千年才会发生一次。 　　海啸同风产生的浪或潮是有很大差异的。微风吹过海洋，泛起相对较短的波浪．相应产生的水流仅限于浅层水体。猛烈的大风能够在辽阔的海洋卷起高度3米以上的海浪，但也不能撼动深处的水。而潮汐[2]每天席卷全球两次．它产生的海流跟海啸一样能深入海洋底部，但是海啸并非由月亮或太阳的引力引起，它由海下地震推动所产生，或由火山爆发、陨星撞击、或水下滑坡所产生。海啸波浪在深海的速度能够超过每小时700千米，可轻松地与波音747飞机保持同步。虽然速度快．但在深水中海啸并不危险，低于几米的一次单个波浪在开阔的海洋中其长度可超过750千米这种作用产生的海表倾斜如此之细微，以致这种波浪通常在深水中不经意间就过去了。海啸是静悄悄地不知不觉地通过海洋，然而如果出乎意料地在浅水中它会达到灾难性的高度． 　　啸是一种具有强大破坏力的海浪。水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等大地活动都可能引起海啸。 　　地震发生时，海底地层发生断裂，部分地层出现猛然上升或者下沉，由此造成从海底到海面的整个水层发生剧烈“抖动”。这种“抖动”与平常所见到的海浪大不一样。海浪一般只在海面附近起伏，涉及的深度不大，波动的振幅随水深衰减很快。地震引起的海水“抖动”则是从海底到海面整个水体的波动，其中所含的能量惊人。 　　海啸时掀起的狂涛骇浪，高度可达10多米至几十米不等，形成“水墙”。另外，海啸波长很大，可以传播几千公里而能量损失很小。由于以上原因，如果海啸到达岸边，“水墙”就会冲上陆地，对人类生命和财产造成严重威胁。 　　 起因 　　海啸是一种灾难性的海浪，通常由震源在海底下50千米以内、里氏震级6.5以上的海底地震引起。水下或沿岸山崩或火山爆发也可能引起海啸。在一次震动之后，震荡波在海面上以不断扩大的圆圈，传播到很远的距离，正象卵石掉进浅池里产生的波一样。海啸波长比海洋的最大深度还要大，轨道运动在海底附近也没受多大阻滞，不管海洋深度如何，波都可以传播过去。 　　水下地震、火山爆发或水下塌陷和滑坡等激起的巨浪，在涌向海湾内和海港时所形成的破坏性的大浪称为海啸。破坏性的地震海啸，只在出现垂直断层、里氏震级大于6.5级的条件下才能发生。当海底地震导致海底变形时，变形地区附近的水体产生巨大波动，海啸就产生了。 　　海啸的传播速度与它移行的水深成正比。在太平洋，海啸的传播速度一般为每小时两三百公里到1000多公里。海啸不会在深海大洋上造成灾害，正在航行的船只甚至很难察觉这种波动。海啸发生时，越在外海越安全。 　　一旦海啸进入大陆架，由于深度急剧变浅，波高骤增，可达20至30米，这种巨浪可带来毁灭性灾害。 　　海啸来袭之前，海潮为什么先是突然退到离沙滩很远的地方，一段时间之后海水才重新上涨？ 　　大多数情况下，出现海面下落的现象都是因为海啸冲击波的波谷先抵达海岸。波谷就是波浪中最低的部分，它如果先登陆，海面势必下降。同时，海啸冲击波不同于一般的海浪，其波长很大，因此波谷登陆后，要隔开相当一段时间，波峰才能抵达。 　　另外，这种情况如果发生在震中附近，那可能是另一个原因造成的：地震发生时，海底地面有一个大面积的抬升和下降。这时，地震区附近海域的海水也随之抬升和下降，然后就形成了海啸。 　　 分类 　　海啸可分为4种类型。即由气象变化引起的风暴潮、火山爆发引起的火山海啸、海底滑坡引起的滑坡海啸和海底地震引起的地震海啸。中国地震局提供的材料说，地震海啸是海底发生地震时，海底地形急剧升降变动引起海水强烈扰动。其机制有两种形式：“下降型”海啸和“隆起型”海啸。 　　“下降型”海啸：某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧下降，海水首先向突然错动下陷的空间涌去，并在其上方出现海水大规模积聚，当涌进的海水在海底遇到阻力后，即翻回海面产生压缩波，形成长波大浪，并向四周传播与扩散，这种下降型的海底地壳运动形成的海啸在海岸首先表现为异常的退潮现象。1960年智利地震海啸就属于此种类型。 　　“隆起型”海啸：某些构造地震引起海底地壳大范围的急剧上升，海水也随着隆起区一起抬升，并在隆起区域上方出现大规模的海水积聚，在重力作用下，海水必须保持一个等势面以达到相对平衡，于是海水从波源区向四周扩散，形成汹涌巨浪。这种隆起型的海底地壳运动形成的海啸波在海岸首先表现为异常的涨潮现象。1983年5月26日，中日本海7．7级地震引起的海啸属于此种类型 海啸的预警 　　 海啸预警的物理基础 　　 　　在大地震之后如何迅速地、正确地判断该地震是否会激发海啸，这仍然是个悬而未决的科学问题。尽管如此，根据目前的认识水平，仍可通过海啸预警为预防和减轻海啸灾害做出一定的贡献。 　　海啸预警的物理基础在于地震波传播速度比海啸的传播速度快。地震纵波即P波的传播速度约为6～7千米/秒，比海啸的传播速度要快20～30倍，所以在远处，地震波要比海啸早到达数十分钟乃至数小时，具体数值取决于震中距和地震波与海啸的传播速度。例如，当震中距为1000千米时，地震纵波大约2.5分钟就可到达，而海啸则要走大约1个多小时；1960年智利特大地震激发的特大海啸22小时后才到达日本海岸。 　　如能利用地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差分析地震波资料，快速地、准确地测定出地震参数，并与预先布设在可能产生海啸的海域中的压强计（不但应当有布设在海面上的压强计，更应当有安置在海底的压强计）的记录相配合，就有可能做出该地震是否激发了海啸、海啸的规模有多大的判断。然后，根据实测水深图、海底地形图及可能遭受海啸袭击的海岸地区的地形地貌特征等相关资料，模拟计算海啸到达海岸的时间及强度，运用诸如卫星、遥感、干涉卫星孔径雷达等空间技术监测海啸在海域中传播的进程、采用现代信息技术将海啸预警信息及时传送给可能遭受海啸袭击的沿海地区的居民，并在可能遭受海啸袭击的沿海地区，开展有关预防和减轻海啸灾害的科技知识的宣传、教育、普及以及应对海啸灾害的训练和演习。这样，就有希望在海啸袭击时，拯救成千上万生命和避免大量的财产损失。 　　海啸预警具有可靠的物理基础，它不但在理论上是成立的，实际上也是可行的，并且已经有了成功的范例。例如，1946年，海啸给夏威夷的“曦嵝”(Hilo)市造成了严重的人员伤亡和财产损失。于是，1948年便在夏威夷便建立了太平洋海啸预警中心，从而有效避免了在那以后的海啸可能造成的损失。倘若印度洋沿岸各国在2004年印度洋特大海啸之前，能与太平洋沿岸国家一样建立起海啸预警系统，那么这次苏门答腊%A3%AD安达曼特大地震引起的印度洋特大海啸，决不致造成如此巨大的人员伤亡和财产损失。 　　以上所述的海啸预警对于“远洋海啸”比较有效。但是，对于“近海海啸”（亦称“本地海啸”）即激发海啸的海底地震离海岸很近，例如只有几十至数百千米的海啸，由于地震波传播速度与海啸传播速度的差别造成的时间差只有几分钟至几十分钟，海啸早期预警就比较难于奏效。为了在大地震之后能够迅速地、正确地判断该地震是否激发海啸，减少误判与虚报、特别是“近海海啸”预警的误判与虚报以提高海啸预警的水平，必须加强对海啸物理的研究。 　　(摘自：大众科技报 2006年10月24日 ) 　　 怒吼的巨浪 　　 　　根据现代板块结构学说的观点，智利是太平洋板块与南美洲板块相互碰撞的俯冲地带，处在环太平洋火山活动带上。这种特殊的地质结构，造成了智利处于极不稳定的地表之上。自古以来，这里火山不断喷发，地震连连发生，海啸频频出现，灾难时常降临。1960年5月21日凌晨开始，在智利的蒙特港附近海底，突然发生了世界地震史上罕见的强烈地震。大小地震一直持续到6月23日，在前后1个多月的时间内，先后发生了225次不同震级的地震。震级在7级以上的有十几次之多，其中震级大于8级的有3次。 　　 海啸预警系统 　　 　　地震能引发海啸，因此海啸的预警信怎 要由地震监测系统提供。在全球地震多发地带如太平洋沿岸、印度洋沿岸都应该有完善的地震监测网络。 危害 　　剧烈震动之后不久，巨浪呼啸，以摧枯拉朽之势，越过海岸线，越过田野，迅猛地袭击着岸边的城市和村庄，瞬时人们都消失在巨浪中。港口所有设施，被震塌的建筑物，在狂涛的洗劫下，被席卷一空。事后，海滩上一片狼藉，到处是残木破板和人畜尸体。 地震海啸给人类带来的灾难是十分巨大的。目前，人类对地震、火山、海啸等突如其来的灾变，只能通过预测、观察来预防或减少它们所造成的损失，但还不能控制它们的发生。 　　国家海洋局海洋环境预报中心海洋环境预报室副主任于福江介绍，我国位于太平洋西岸，大陆海岸线长达1.8万公里。但由于我国大陆沿海受琉球群岛和东南亚诸国阻挡，加之大陆架宽广，越洋海啸进入这一海域后，能量衰减较快，对大陆沿海影响较小。 　　因为地震波沿地壳传播的速度远比地震海啸波运行速度快，所以海啸是可以提前预报的。不过，海啸预报比地震探测还要难。因为海底的地形太复杂，海底的变形很难测得准。 　　1964年国际上成立了全球海啸警报系统协调小组，太平洋由于海啸多发，所以海啸预警系统很发达。此次大地震发生15分钟后太平洋海啸预警中心就从檀香山分部向参与联合预警系统的26个国家发布了预警信息。如果印度洋也有预警系统，也许人们就可以更好地利用从震后到海啸登陆印度洋沿岸的宝贵时间。 纪录 　　我国学者发现，在公元前47年(即西汉初元仁年)和公元173年(东汉熹平二年)，我国就记载了莱州湾和山东黄县海啸。这些记载曾被国外学者广泛引用，并认为是世界上最早的两次海啸记载全球的海啸发生区大致与地震带一致。全球有记载的破坏性海啸大约有260次左右，平均大约六、七年发生一次。发生在环太平洋地区的地震海啸就占了约80%。而日本列岛及附近海域的地震又占太平洋地震海啸的60%左右，日本是全球发生地震海啸并且受害最深的国家。 　　 最近造成较大规模的海啸 　　 　　2004年12月26日于印尼的苏门达腊外海发生芮氏地震9级海底地震。海啸袭击斯里兰卡、印度、泰国、印尼、马来西亚、孟加拉、马尔代夫、缅甸和非洲东岸等国，造成三十余万人丧生。准确死亡数字已无法统计。参见2004年印度洋大地震。 　　1998年7月两个7.0级的海底地震，造成巴布亚新几内亚约2100人丧生。 　　1992年9月尼加拉瓜发生海啸。 　　1883年8月25日荷属东印度群岛上火山爆发，引起的海啸，使三万六千人死亡。 　　啸源位置 日期 浪高（米） 受害地区 死亡人数 备注 　　加拿大温哥华岛 1700年1月26日 ？ 北加州至温哥华岛、日本 ？ 　　葡萄牙 1755年11月1日 16 欧洲西部、摩洛哥和西印度群岛 60，000 　　琉球群岛 1771年4月24日 85 琉球群岛 11，941 　　巽他海峡 1883年8月26日 35 爪哇和苏门答腊 36，000 　　日本三陆 1896年 30 日本 27，122 　　阿留申群岛 1946年4月1日 32 阿留申群岛、夏威夷和加州 165 　　智利 1960年5月22日 25 智利、夏威夷和日本 1，260 　　阿拉斯加 1964年3月27日 32 阿拉斯加、阿留申群岛和加州 ？ 　　西里伯斯海 1976年8月16日 30 菲律宾群岛 5，000 　　苏门答腊西北外海 2004年12月26日 ？ 印度洋 30万以上海啸 　　百余年来最大的几次海啸： 　　▲１８８３年，印尼喀拉喀托火山爆发，引发海啸，使印尼苏门答腊和爪哇岛受灾，３．６万人死亡。 　　▲１８９６年，日本发生７．６级地震，地震引发的海啸造成２万多人死亡。 　　▲１９０６年，哥伦比亚附近海域发生地震，海啸使哥伦比亚、厄瓜多尔一些城市受灾。 　　▲１９６０年，临近智利中南部的太平洋海底发生９．５级地震（有始以来最强烈的地震），并引发历史上最大的海啸，波及整个太平洋沿岸国家，造成数万人死亡，就连远在太平洋东边的日本和俄罗斯也有数百人遇难。 　　▲１９９２年至１９９３年共１０个月里，太平洋发生３次海啸，共２５００多人丧生。 海啸自救 　　要是人们旅游出行时遇到海啸该怎么办？专家介绍：地震是海啸的“排头兵”，如果感觉到较强的震动，就不要靠近海边、江河的入海口。如果听到有关附近地震的报告，要做好防海啸的准备，要记住，海啸有时会在地震发生几小时后到达离震源上千公里远的地方。[1] 　　因为海啸在海港中造成的落差和湍流非常危险，船主应该在海啸到来前把船开到开阔海面。如果没有时间开出海港，所有人都要撤离停泊在海港里的船只。 　　海啸登陆时海水往往明显升高或降低，如果看到海面后退速度异常快，立刻撤离到内陆地势较高的地方。 　　救生锦囊：海上船只听到海啸预警后千万别急着“回巢”。 　　 海啸中如何逃生 　　一、地震是海啸最明显的前兆。如果你感觉到较强的震动，不要靠近海边、江河的入海口。如果听到有关附近地震的报告，要做好防海啸的准备，注意电视和广播新闻。要记住，海啸有时会在地震发生几小时后到达离震源上千公里远的地方。 　　二、海上船只听到海啸预警后应该避免返回港湾，海啸在海港中造成的落差和湍流非常危险。如果有足够时间，船主应该在海啸到来前把船开到开阔海面。如果没有时间开出海港，所有人都要撤离停泊在海港里的船只。 　　三、海啸登陆时海水往往明显升高或降低，如果你看到海面后退速度异常快，立刻撤离到内陆地势较高的地方。 　　四、每个人都应该有一个急救包，里面应该有足够72小时用的药物、饮用水和其他必需品。这一点适用于海啸、地震和一切突发灾害。 流星雨 流星雨的命名 　　 　　流星雨(Meteor Shower)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。世界上最早的关于流星雨的记载是在公元前687年，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[2]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。 　　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层，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 　　 流星雨是一种成群的流星，是坠落下来的特殊天体。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。 　　 狮子座流星雨 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日到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日到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日至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。 极昼 　　 【概念】 　　又称永昼或午夜太阳，是在地球的两极地区，一日之内，太阳都在地平线以上的现象，即昼长等于24小时。 【规律】 　　如果太阳直射点在哪个半球，那个半球极圈到极点地区就会出现极昼现象。 　　极昼的范围与太阳直射点纬度有关，其边界与极点的纬度差就是太阳直射点的纬度。 　　所以，春分过后，北极附近就会出现极昼，此后极昼范围越来越大；至夏至日达到最大，边界到达北极圈；夏至日过后，北极附近极昼范围逐渐缩小，至秋分日缩至0；秋分过后，南极附近出现极昼，此后南极附近的极昼范围越来越大；至冬至日达到最大，边界到达南极圈；冬至日过后，南极附近极昼范围逐渐缩小，至春分日缩至0。 　　如此周而复始，其周期为一个回归年。 　　众所周知，每年南、北两极，“极昼”、“极夜”交替出现。一年内大致连续六个月是白昼（称极昼），六个月是黑夜（称极夜）。“极昼”时，每天二十四小时始终是白天，要是碰上晴天，即使是午夜时刻也是阳光灿烂，就像大白天一样的明朗。而“极夜”来临时，太阳始终不会从地平线升上来，星星一直在黑洞洞的天空闪烁着。 　　极昼只会出现在南极圈和北极圈，当南极出现极昼的时候，北极就出现极夜，反之一样。因为地球转动是倾斜的，所以在夏，冬季的时候，地球转动时，北极朝向太阳，尽管地球怎样转，也总是朝向太阳，所以就出现极昼了，反之一样。而南极圈和北极圈是对立的，所以北极出现极昼时，南极就出现极昼了，反之也一样。极昼和极夜只会出现在夏季和冬季. 　　北极圈极昼、南极圈极夜出现在北半球夏季 　　北极圈极夜、南极圈极昼出现在北半球冬季。 　　北极圈极昼、南极圈极夜出现在南半球冬季 　　北极圈极夜、南极圈极昼出现在南半球夏季。 　　极昼时太阳的方向现以北极圈夏至日为例：凌晨：太阳在东方地平线上午：太阳向西南走中午：太阳在正南下午：太阳向西北走傍晚：太阳在西偏北地平线上半夜：太阳向东北走子夜：太阳在正北后半夜：太阳向东南走凌晨：太阳在东方地平线南半球相反。 　　 【北纬60度的极昼—闭上眼睛才是天黑】 圣彼得堡位于北纬60度，仲夏时节，白天持续近20个小时，黄昏过后不久，又开始出现晨曦，这种现象要持续一个月左右。 极夜 　　 自然现象 　　 简介 　　 　　又称永夜，是在地球的两极地区，一日之内，太阳都在地平线以下的现象，即夜长超过24小时。北极和南极都有极昼和极夜之分，一年内大致连续六个月是极昼，六个月是极夜。 在一个月的极夜时期里，有15天可见月亮（圆、缺），另外15天见不到月亮。 “北极昼”的景色是十分奇妙的。它每天二十四小时始终是白天，要是碰上晴天，即使是午夜时刻也是阳光灿烂，就像大白天一样的明朗。在“北极昼”的日子里，街上的路灯都是通夜不亮的，汽车前的照明灯也暂失去了作用。家家户户的窗户上都低垂着深色的窗帷，这是人们用来遮挡光线的。 可是，当“北极夜”到来的时候，那里又是另一番景象了。在漫漫长夜中，除中午略有光亮外，白天也要开着电灯哩！因为在“北极夜”里，太阳始终不会升上地平线来，星星也一直在黑洞洞的天空闪烁。一年中有半个月的时间，可以看见或圆或缺的月亮整天在天际四周旋转。另外半个月的时间，则连月亮也看不见。这种奇特的景象，在北极中央地带要从九月中旬到第二年三月中旬，持续半年的时间。 　　 　　 规律 　　 　　 　　如果太阳直射点在哪个半球，另个一个半球的极圈到极点地区就会出现极夜现象。 　　极昼的范围与太阳直射点纬度有关，其边界与极点的纬度差就是太阳直射点的纬度。 　　所以：春分过后，南极附近就会出现极夜，此后极夜范围越来越大；至夏至日达到最大，边界到达南极圈；夏至日过后，南极附近极夜范围逐渐缩小，至秋分日缩至0；秋分过后，北极附近出现极夜，此后北极附近的极夜范围越来越大；至冬至日达到最大，边界到达北极圈；冬至日过后，北极附近极夜范围逐渐缩小，至春分日缩至0。 　　如此周而复始，其周期为一个回归年。 　　 原理 　　 　　所谓极昼，就是太阳永不落，天空总是亮的，这种现象也叫白夜；所谓极夜，就是与极昼相反，太阳总不出来，天空总是黑的。在南极洲的高纬度地区，那里没有“日出而作，日落而息”的生活节律，没有一天24小时的昼夜更替。昼夜交替出现的时间是随着纬度的升高而改变的，纬度越高，极昼和极夜的时间就越长。在南纬90°，即南极点上，昼夜交替的时间各为半年，也就是说，那里白天黑夜交替的时间是整整一年，一年中有半年是连续白天，半年是连续黑夜，那里的一天相当于其他大陆的一年。如果离开南极点，纬度越低，不再是半年白天或半年黑夜，极昼和极夜的时间会逐渐缩短。到了南纬80°，也有极昼和极夜以外的时候才出现1天24小时内的昼夜更替。如果处于极昼的末期，起初每天黑夜的时间很短暂，之后黑夜的时间越来越长，直至最后全是黑夜，极夜也就开始了。而在南极圈(南纬66°33’)，一年当中仅有一个整天(24小时)全是白天和一个整天全是黑夜。中国南极长城站(南纬62°13’)处在南极圈外，在12月份的深夜一二点钟，天空仍然蒙蒙亮，眼力好的可以看书写字。极昼和极夜的这种自然现象在地球的另一极北极也同样出现，不过它出现的时间同南极正好相反，北极若处在极昼，则南极为极夜，反之变然。 　　极昼与极夜的形成，是由于地球在沿椭圆形轨道绕太阳公转时，还绕着自身的倾斜地轴旋转而造成的。原来，地球在自转时，地轴与其垂线形成一个约23.5°的倾斜角，因而地球在公转时便出现有6个月时间两极之中总有一极朝着太阳，全是白天；另一个极背向太阳，全是黑夜。南、北极这种神奇的自然现象是其他大洲所没有的。 　　 极昼极夜下的生活 　　 　　生存于南极洲种类不多的生物，有着奇特的环境适应能力。主要表现在耐黑暗、抗低温、耐高盐、抗干燥等方面。在漫长的极夜里，南极洲的生物主要通过变换自身的颜色、改变代谢方式、休眠等办法求得生存。在维多利亚地的一个淡水湖里，有一种“湖藻”能忍受4个月的极夜,在极夜来临前，它能充分利用白昼的阳光，高效率地进行光合作用，合成大量的有机物,这些有机物除供它生长发育外，还将剩余部分排到体外，贮存在它生活的水环境中。在极夜期间，它就停止光合作用，并吸收它释放出来的有机物，维持最低限度的代谢，就能发育生长。有一种名叫轮虫的生物，它可以不吃不喝地休眠4个月，度过漫长的极夜。还有一种名叫“冰雪藻”的生物，有阳光时，它变成绿色，黑暗时变成蓝绿色，依靠这变换，吸收不同波长的光进行光合作用而生存下去。 　　由于存在着极昼和极夜，在漫长的白天，动物们必须积累足够的能量，从而不停地进食，并且还要高效率的养育后代，这样当永夜来临时，除部分迁徙到南方去的动物外，那些留下来的动物便可以度过最为艰难的时期。 　　北极地区的生活环境是十分单调的，一年四季白雪皑皑，没有明显的季节变化，人们看不到植物发芽、生长、开花、结果的变化过程。一年之中半年极昼、半年极夜的现象扰乱了人们的生理时钟。极昼期间，白天难以人睡，所以北极土著居民有睡眠少的特点；冬季长夜漫漫，人们的活动以室内为主，经常关在屋里的人会患上“室内热症”。毕竟现代文明为北极地区的居民提供了舒适温暖的生活――窗外零下三十度，人们可以在室内温水游泳池游泳，在体育馆打篮球、排球，孩子们可以玩电子游戏机；卫星通讯技术的发展，同样使北极地区的居民每天晚上安然地收看自己喜爱的节日；直升飞机忙于运送各种物资，把你载到你想去的地方。正如中国人把北大荒变成北大仓，人类目前正致力于把荒芜的北极变成能源基地。当然，现在这里的生活还是十分艰苦，在未来的岁月里人类还要努力解决许多问题。 　　极夜促使人们外出旅游，瑞典和挪威是极其受太阳影响的国家，在隆冬，北极圈范围内的领土处于极夜状态，而北极圈外的部分每天也只能享受六七个小时的日照。在瑞典，极夜来临之际，喜爱自然的人们选择旅游来度过漫长的冬季。 　　我们还要爱护大自然!~ 火山喷发 　　 火山喷发（volcanic eruption） 火山喷发的概述 　　火山喷发是岩浆等喷出物在短时间内从火山口向地表的释放。由于岩浆中含大量挥发分，加之上覆岩层的围压，使这些挥发分溶解在岩浆中无法溢出，当岩浆上升靠近地表时，压力减小，挥发分急剧被释放出来，于是形成火山喷发。火山喷发是一种奇特的地质现象，是地壳运动的一种表现形式，也是地球内部热能在地表的一种最强烈的显示。 火山喷发的类型 　　因岩浆性质、地下岩浆库内压力、火山通道形状、火山喷发环境（陆上或水下）等诸因素的影响，使火山喷发的形式有很大差别，一般有这样一些分类： 　　裂隙式喷发 　　 　　岩浆沿着地壳上巨大裂缝溢出地表，称为裂隙式喷发。这类喷发没有强烈的爆炸现象，喷出物多为基性熔浆，冷凝后往往形成覆盖面积广的熔岩台地。如分布于中国西南川、滇、黔三省交界地区的二迭纪峨眉山玄武岩和河北张家口以北的第三纪汉诺坝玄武岩都属裂隙式喷发。现代裂隙式喷发主要分布于大洋底的洋中脊处，在大陆上只有冰岛可见到此类火山喷发活动，故又称为冰岛型火山。裂隙式喷发多见于大洋底部，是海底扩张原因之一 　　中心式喷发 　　地下岩浆通过管状火山通道喷出地表，称为中心式喷发。这是现代火山活动的主要形式，又可细分为三种： 　　（1）宁静式：火山喷发时．只有大量炽热的熔岩从火山口宁静溢出，顺着山坡缓缓流动，好像煮沸了的米汤从饭锅里沸泻出来一样。溢出的以基性熔浆为主，熔浆温度较高，粘度小，挥发性成分少，易流动。含气体较少，无爆炸现象、夏威夷诸火山为其代表，又称为夏威夷型。这类火山人们可以尽情地欣赏。 　　（2）爆烈式：火山爆发时，产生猛烈的爆炸，同时喷出大量的气体和火山碎屑物质，喷出的熔浆以中酸性熔浆为主。一般来说中心式喷发的猛烈程度主要与岩浆的粘稠度及其中所含的挥发性成分有关，粘稠度高，挥发性成分多都会导致剧烈的喷发。1902年12月16日，西印度群岛的培雷火山爆发震撼了整个世界。它喷出的岩浆粘稠，同时喷出大量浮石和炽热的火山灰。这次造成26000人死亡的喷发，就属此类，也称培雷型。 　　（3）中间式： 属于宁静式和爆烈式喷发之间的过渡型．此种类型以中基性熔岩喷发为主。若有爆炸时，爆炸力也不大。可以连续几个月，甚至几年，长期平稳地喷发，并以伴有歇间性的爆发为特征。以靠近意大利西海岸利帕里群岛上的斯特朗博得火山为代表．该火山大约每隔2-3分钟喷发一次，夜间在50公里以外仍可见火山喷发的光焰，故而被誉为“地中海灯塔”。又称斯特朗博利式。有人认为我国黑龙江省的五大连池火山属于这种类型。 火山喷发的阶段 　　1、气体的爆炸 　　在火山喷发的孕育阶段，由于气体出溶和震群的发生，上覆岩石裂隙化程度增高，压力降低，而岩浆体内气体出溶量不断增加，岩浆体积逐渐膨胀，密度减小，内压力增大，当内压力大大超过外部压力时，在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸，使岩石破碎，并打开火山喷发的通道，首先将碎块喷出，相继而来的就是岩浆的喷发。 　　2、 喷发柱的形成 　　气体爆炸之后，气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空，形成了高大的喷发柱。喷发柱又可分为三个区： 　　（1）气冲区：它位于喷发柱的下部，相当于整个喷发柱高度的十分之一。因气体从火山口冲出时的速度和力量很大，虽然喷射出来的岩块等物质的密度远远超过大气的密度，但它也会被抛向高空。气冲的速度，在火山通道内上升时逐渐加快，当它喷出地表射向高空时，由于大气的压力和喷气能量的消耗，其速度逐渐减小，被气冲到高空的物质，按其重力大小在不同的高度开始降落。 　　（2）对流区：位于气冲区的上部，因喷发柱气冲的速度减慢，气柱中的气体向外散射，大气中的气体不断加入，形成了喷发柱内外气体的对流，因此称其为对流区。该区密度大的物质开始下落。密度小于大气的物质，靠大气的浮力继续上升。对流区气柱的高度较大，约占喷发柱总高度的十分之七。 　　（3）扩散区：位于喷发柱的最顶部，此区喷发柱与高空大气的压力达到基本平衡的状态。喷发柱不断上升，柱内的气体和密度小的物质是沿着水平方向的扩散，故称其为扩散区。被带入高空的火山灰可形成火山灰云，火山灰云能长时间飘流在空中，而对区域性的气候带来很大影响，甚至会造成灾害。此区柱体高度占柱体总高度的十分之二左右。 　　3. 喷发柱的塌落 　　喷发柱在上升的过程中，携带着不同粒径和密度的碎屑物，这些碎屑物依着重力的大小，分别在不同高度和不同阶段塌落。决定喷发柱塌落快慢的因素主要有四点： 　　（1）火山口半径大的，气体冲力小，柱体塌落的就快； 　　（2）若喷发柱中岩屑含量高，并且粒径和密度大，柱体塌落的就快； 　　（3）若喷发柱中重复返回空中的固体岩块多，柱体塌落的就快； 　　（4）喷发柱中若有地表水的加入，可增大柱体的密度，柱体塌落的就快。反之，喷发柱在空中停留时间长，塌落的就慢。 　　火山喷发并非千遍一律，像夏威夷基拉韦厄火山那样的喷发，事前熔岩已静静地流出，由于熔岩流动缓慢，因而只破坏财产而没有危及生命。而像1883年印尼喀拉喀托火山那样的火山碎屑喷发或蒸气爆炸（或蒸气猛烈爆发），则造成人员的重大伤亡。 　　在火山喷发过程中，挥发性物质充当了重要的角色，它不仅是火山喷发的产物，更是火山喷发的动力。从岩浆的产生到火山喷发的整个过程，挥发性物质的活动无一不在起作用。 　　英国科学家认为超级火山喷发可能毁灭人类 　　英国科学家认为：人类有可能在一次超强度的火山喷发中毁灭。大不列颠公共大学的斯蒂芬·塞尔夫在一次答电子杂志记者问时称，目前还没有任何办法可以阻止这种灾难。当前科学家们正在忙着制定种种抵抗“外部威胁”的战略，比如说如何阻止小行星同地球相撞，却很少去考虑主要危险有可能来自地球内部。 　　地球物理学家们断言，有些火山的喷发强度要比过去的大好几百倍，而且地球在出现文明前不久曾经历过如此大规模的灾难。 　　美国地质学家早些时候曾在黄石国家公园发现了不太深的火山灰死层，认为其形成的原因是发生在62万年前的一次超级火山喷发，结果是至今这里还可以见到一些漏斗形的大坑，它们都是那些毁灭性火山喷发后形成的破火山口。 　　在写给英国政府自然灾害工作小组的报告中对这种超级火山喷发所造成后果曾有过详细的描述———很大一片地域会被熔岩覆盖，而且撒向大气层的尘土和灰烬将会使不少阳光到达不了地球表面，这无疑会使全球性的气候发生变化。 　　据纽约大学的迈克尔·拉姆皮诺称，发生于7.4万年前的苏门答腊火山的超强度喷发曾导致全球变冷和北半球3/4的植物毁于一旦。 中国的火山喷发 　　中国最早记录的活火山是山西大同聚乐堡的昊天寺，它在北魏(公元 5世纪)时还在喷发(据《山海经据》记载)；东北的五大莲池火山在1719年至1721年，还猛烈喷发过，其情景是：“烟火冲天，其声如雷，昼夜不绝，声闻五六十里，其飞出者皆黑石硫磺之类，经年不断…… 热气逼人30余里”(据《宁古塔记略》)； 　　1916年和1927年， 台湾东部海区的海底火山先后爆发过两次，呈现出“一半是海水，一半是火焰”，蔚为壮观； 　　1951年 5月， 新疆于田以南昆仑山中部有一座火山爆发，当时浓烟滚滚，火光冲天，岩块飞腾，轰鸣如雷，整整持续了好几个昼夜，堆起了一座 145米高的锥状体；至于台湾北部海拔1130米的活火山－七星山，迄今还在喷发着大量硫磺热气。 火山喷发与恐龙灭绝 　　2008年03月24日07：47 　　火山喷发产生的气体可能是恐龙灭绝原因 　　伦敦3月20日公布的最新科学发现表明，火山喷发产生的气体可能是过去5.45亿年间大量物种--包括恐龙--灭绝的原因。 　　现在印度境内的德干岩群（DeccanTraps）是一系列火山喷发活动后的产物。6500万年前的火山喷发使空气中充满硫磺，并对地球的气候造成了极具破坏性的影响。 　　大型的火山喷发还形成了“洪流玄武岩”（flood basalts），并且是造成史上周期性大量物种灭绝的两个主要原因之一。 　　另外一个原因是小行星活动的影响，这被认为是6500万年前恐龙灭绝的最重要原因。 　　从前，研究人员对火山的杀伤力一直心存怀疑，因为他们不知道火山喷发究竟能释放多少有毒气体。但是在对德干岩石的研究中，一支英国考察队发现了至关重要的线索，揭开了原始火山气体成分的神秘面纱。 　　他们在《科学》杂志（Science）上撰文总结道，火山喷发释放的含有大量硫磺和氯气的气体很可能对环境产生“严重”影响。 　　曾在英国开放大学（Open University）供职，现为美国核管理委员会（NuclearRegulatoryCommission）资深火山学家的StephenSelf说：“这一发现肯定能支持我们的结论，但还没有最后证明。” 　　“在大片洪流玄武岩形成的同时，许多物种神秘地消失了。” 　　火山喷发每年向空气中释放的硫磺量是现在人类每年烧煤和其他工业活动产生硫磺量的10倍，导致了大面积酸雨，以及空气中悬浮硫酸液滴的形成。这使得地表气温下降，正常的循环模式遭到破坏。 火山的危害 　　最具威力、最壮观的火山爆发常常发生在俯冲带。这里的火山可能在沉寂达数百年之后再度爆发，而一旦爆发，威力就特别猛烈。这样的火山爆发常常会给人类带来世界毁灭。 　　影响全球气候 　　火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体，对气候造成极大的影响。因为在这种情况下，昏暗的白昼和狂风暴雨，甚至泥浆雨都会困扰当地居民长达数月之久。火山灰和火山气体被喷到高空中去，它们就会随风散布到很远的地方。这些火山物质会遮住阳光，导致气温下降。此外，它们还会滤掉某些波长的光线，使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕，或是泛着奇异的色彩，尤其在日出和日落时能形成奇特的自然景观。 　　破坏环境 　　火山爆发喷出的大量火山灰和暴雨结合形成泥石流能冲毁道路、桥梁，淹没附近的乡村和城市，使得无数人无家可归。 泥土、岩石碎屑形成的泥浆可象洪水一般淹没了整座城市。 　　岩石虽被火山灰云遮住了，但火山刚爆发时仍可看到被喷到半空中的巨大岩石。 　　重现生机 　　火山爆发对自然景观的影响十分深远。土地是世界最宝贵的资源，因为它能孕育出各种植物来供养万物。如果火山爆发能给农田盖上不到20厘米厚的火山灰，对农民来说可真是喜从天降，因为这些火山灰富含养分能使土地更肥沃。 　　1、熔岩崩解后，杂草苔类开始冒出来。 　　2、绳状熔岩流过的山坡长出蕨类植物。 　　3、火山灰让周围的土地肥沃，当地的葡萄年年丰收。 扩展阅读： 1.普通地质学 1995年6月 北京第二版 2.海南岛中已知的最早的地层年龄是18亿年，但海南岛的形成却在6500万年前。 3.关于海南岛的形成，有不同的说法。权威的说法是：海南岛本与大陆相连，大概在6500万年前，由于在北部发生断陷形成琼州海峡，与大陆分离，屹立南海，成为我国第二大岛。 4.海南岛与大陆相连时，也几经沉浮，时而在海水下，时而露出海面。沧海桑田，地壳变迁。经历了构造运动、岩浆活动、沉积作用和成矿作用等，形成今日壮丽的山川和海湾景色。 5.海南岛北部处在雷琼断陷，自6500万年新生代以来，火山喷发活动频繁，4000多平方公里内全是火山岩分布，火山口三五成群，熔岩隧道纵横交错，形成了奇特的火山地貌景观。 6.五指山是由1．4亿年早白垩纪中酸性火山岩喷发构成的高大山体，延绵不断的热带雨林，是万泉河和昌化江的发源地。 7.在4．4亿年前，七仙岭一带为汪洋大海，后在中生代燕山期造山运动中，隆起为陆，并褶皱成山体。由于七仙岭地处“尖峰———吊罗大断裂带”上，所以有多处自喷温泉。 8.海南岛有独特的山岳奇峰、火山地貌、岩溶景观、瀑布、温泉和地震遗迹；还有1500多公里的海岸线，众多沙白水平的海湾、沙滩、珊瑚礁石和海蚀地貌。 地震 概述 地震（earthquake）又称地动、地振动，是地壳快速释放能量过程中造成振动，期间会产生地震波的一种自然现象。 全球地震分布区, 1963年–1998年 定义 　　地球可分为三层。中心层是地核；中间是地幔；外层是地壳。地震一般发生在地壳之中。地壳内部在不停地变化，由此而产生力的作用(即内力作用)，使地壳岩层变形、断裂、错动，于是便发生地震。超级地震指的是震波极其强烈的大地震。但其发生占总地震7%~21%,破坏程度是原子弹的数倍，所以超级地震影响十分广泛，也是十分具破坏力。　 　　 全球板块构造运动 地震是地球内部介质局部发生急剧的破裂，产生的震波，从而在一定范围内引起地面振动的现象。地震(earthquake)就是地球表层的快速振动，在古代又称为地动。它就像海啸、龙卷风、冰冻灾害一样，是地球上经常发生的一种自然灾害。大地振动是地震最直观、最普遍的表现。在海底或滨海地区发生的强烈地震，能引起巨大的波浪，称为海啸。地震是极其频繁的，全球每年发生地震约550万次。 　　地震波发源的地方，叫作震源(focus)。震源在地面上的垂直投影，地面上离震源最近的一点称为震中。它是接受振动最早的部位。震中到震源的深度叫作震源深度。通常将震源深度小于70公里的叫浅源地震，深度在70-300公里的叫中源地震，深度大于300公里的叫深源地震。对于同样大小的地震，由于震源深度不一样，对地面造成的破坏程度也不一样。震源越浅，破坏越大，但波及范围也越小，反之亦然。 　　破坏性地震一般是浅源地震。如1976年的唐山地震的震源深度为12公里。 　　破坏性地震的地面振动最烈处称为极震区，极震区往往也就是震中所在的地区。 　　某地与震中的距离叫震中距。震中距小于100公里的地震称为地方震，在100-1000公里之间的地震称为近震，大于1000公里的地震称为远震，其中，震中距越长的地方受到的影响和破坏越小。 　　地震所引起的地面振动是一种复杂的运动，它是由纵波和横波共同作用的结果。在震中区，纵波使地面上下颠动。横波使地面水平晃动。由于纵波传播速度较快，衰减也较快，横波传播速度较慢，衰减也较慢，因此离震中较远的地方，往往感觉不到上下跳动，但能感到水平晃动。 　　当某地发生一个较大的地震时，在一段时间内，往往会发生一系列的地震，其中最大的一个地震叫做主震，主震之前发生的地震叫前震，主震之后发生的地震叫余震。 　　地震具有一定的时空分布规律。 　　从时间上看，地震有活跃期和平静期交替出现的周期性现象。 　　从空间上看，地震的分布呈一定的带状，称地震带，主要集中在环太平洋和地中海—喜马拉雅山两大地震带。太平洋地震带几乎集中了全世界80％以上的浅源地震（0千米～70千米），全部的中源（70千米～300千米）和深源地震，所释放的地震能量约占全部能量的80%。 震级 　　 　　震级是指地震的大小，是表征地震强弱的量度，是以地震仪测定的每次地震活动释放的能量多少来确定的。震级通常用字母M表示。我国目前使用的震级标准，是国际上通用的里氏分级表，共分9个等级。通常把小于2.5级的地震叫小地震，2.5-4.7级地震叫有感地震，大于4.7级地震称为破坏性地震。震级每相差1.0级，能量相差大约30倍；每相差2.0级，能量相差约900多倍。比如说，一个6级地震释放的能量相当于美国投掷在日本广岛的原子弹所具有的能量。一个7级地震相当于32个6级地震，或相当于1000个5级地震。 　　按震级大小可把地震划分为以下几类： 　　弱震震级小于3级。有感地震震级等于或大于3级、小于或等于4.5级。 　　中强震震级大于4.5级、小于6级。强震震级等于或大于6级。其中震级大于等于8级的又称为巨大地震。 地震烈度 　　 　　同样大小的地震，造成的破坏不一定相同；同一次地震，在不同的地方造成的破坏也不一样。为了衡量地震的破坏程度，科学家又“制作”了另一把“尺子”一一地震烈度。在中国地震烈度表上，对人的感觉、一般房屋震害程度和其他现象作了描述，可以作为确定烈度的基本依据。影响烈度的因素有震级、震源深度、距震源的远近、地面状况和地层构造等。 　　一般情况下仅就烈度和震源、震级间的关系来说，震级越大震源越浅、烈度也越大。一般来讲，一次地震发生后，震中区的破坏最重，烈度最高；这个烈度称为震中烈度。从震中向四周扩展，地震烈度逐渐减小。所以，一次地震只有一个震级，但它所造成的破坏，在不同的地区是不同的。也就是说，一次地震，可以划分出好几个烈度不同的地区。这与一颗炸弹爆后，近处与远处破坏程度不同道理一样。炸弹的炸药量，好比是震级；炸弹对不同地点的破坏程度，好比是烈度。 　　例如，1990年2月10日，常熟-太仓发生了5.1级地震，有人说在苏州是4级，在无锡是3级，这是错的。无论在何处，只能说常熟-太仓发生了5.1级地震，但这次地震，在太仓的沙溪镇地震烈度是6度，在苏州地震烈度是4度，在无锡地震烈度是3度。还有就是2008年5月12日的四川汶川发生了8.级大地震，造成了很大的损失。 　　在世界各国使用的有几种不同的烈度表。西方国家比较通行的是改进的麦加利烈度表，简称M.M.烈度表，从1度到12度共分12个烈度等级。日本将无感定为0度，有感则分为I至Ⅶ 度，共8个等级。前苏联和中国均按12个烈度等级划分烈度表。中国1980年重新编订了地震烈度表（见表）。 　　中国地震烈度表 　　1度：无感－仅仪器能记录到； 　　2度：微有感－个特别敏感的人在完全静止中有感； 　　3度：少有感－室内少数人在静止中有感，悬挂物轻微摆动； 　　4度：多有感－室内大多数人，室外少数人有感，悬挂物摆动，不稳器皿作响； 　　5度：惊醒－室外大多数人有感，家畜不宁，门窗作响，墙壁表面出现裂纹 　　6度：惊慌－人站立不稳，家畜外逃，器皿翻落，简陋棚舍损坏，陡坎滑坡； 　　7度：房屋损坏－房屋轻微损坏，牌坊，烟囱损坏，地表出现裂缝及喷沙冒水； 　　8度：建筑物破坏－房屋多有损坏，少数破坏路基塌方，地下管道破裂； 　　9度：建筑物普遍破坏－房屋大多数破坏，少数倾倒，牌坊，烟囱等崩塌，铁轨弯曲； 　　10度：建筑物普遍摧毁－房屋倾倒，道路毁坏，山石大量崩塌，水面大浪扑岸； 　　11度：毁灭－房屋大量倒塌，路基堤岸大段崩毁，地表产生很大变化； 　　12度：山川易景－一切建筑物普遍毁坏，地形剧烈变化动植物遭毁灭； 　　例如，1976年唐山地震，震级为7.8级，震中烈度为十一度；受唐山地震的影响，天津市地震烈度为八度，北京市烈度为六度，再远到石家庄、太原等就只有四至五度了。 　　 08-08-31世界地震情况 地震现象 　　 　　地震发生时，最基本的现象是地面的连续振动，主要是明显的晃动。 　　极震区的人在感到大的晃动之前，有时首先感到上下跳动。这是因为地震波从地内向地面传来，纵波首先到达的缘故。横波接着产生大振幅的水平方向的晃动，是造成地震灾害的主要原因。1960年智利大地震时，最大的晃动持续了3分钟。地震造成的灾害首先是破坏房屋和构筑物，如1976年中国河北唐山地震中，70％～80％的建筑物倒塌，人员伤亡惨重。 　　地震对自然界景观也有很大影响。最主要的后果是地面出现断层和地裂缝。大地震的地表断层常绵延几十至几百千米，往往具有较明显的垂直错距和水平错距，能反映出震源处的构造变动特征（见浓尾大地震，旧金山大地震）。但并不是所有的地表断裂都直接与震源的运动相联系，它们也可能是由于地震波造成的次生影响。特别是地表沉积层较厚的地区，坡地边缘、河岸和道路两旁常出现地裂缝，这往往是由于地形因素，在一侧没有依托的条件下晃动使表土松垮和崩裂。地震的晃动使表土下沉，浅层的地下水受挤压会沿地裂缝上升至地表，形成喷沙冒水现象。大地震能使局部地形改观，或隆起，或沉降。使城乡道路坼裂、铁轨扭曲、桥梁折断。在现代化城市中，由于地下管道破裂和电缆被切断造成停水、停电和通讯受阻。煤气、有毒气体和放射性物质泄漏可导致火灾和毒物、放射性污染等次生灾害。在山区，地震还能引起山崩和滑坡，常造成掩埋村镇的惨剧。崩塌的山石堵塞江河，在上游形成地震湖。1923年日本关东大地震时，神奈川县发生泥石流，顺山谷下滑，远达5千米。 成因和类型 　　地震分为天然地震和人工地震两大类。此外，某些特殊情况下也会产生地震，如大陨石冲击地面(陨石冲击地震)等。引起地球表层振动的原因很多，根据地震的成因，可以把地震分为以下几种： 　　1、构造地震 　　由于地下深处岩石破裂、错动把长期积累起来的能量急剧释放出来，以地震波的形式向四面八方传播出去，到地面引起的房摇地动称为构造地震。这类地震发生的次数最多，破坏力也最大，约占全世界地震的90%以上。 　　2、火山地震 　　由于火山作用，如岩浆活动、气体爆炸等引起的地震称为火山地震。只有在火山活动区才可能发生火山地震，这类地震只占全世界地震的7%左右。 　　3、塌陷地震 　　由于地下岩洞或矿井顶部塌陷而引起的地震称为塌陷地震。这类地震的规模比较小，次数也很少，即使有，也往往发生在溶洞密布的石灰岩地区或大规模地下开采的矿区。 　　4、诱发地震 　　由于水库蓄水、油田注水等活动而引发的地震称为诱发地震。这类地震仅仅在某些特定的水库库区或油田地区发生。 　　5、人工地震 　　地下核爆炸、炸药爆破等人为引起的地面振动称为人工地震。 人工地震是由人为活动引起的地震。如工业爆破、地下核爆炸造成的振动；在深井中进行高压注水以及大水库蓄水后增加了地壳的压力，有时也会诱发地震。 潮汐 概述 潮汐现象是指海水在天体（主要是月球和太阳）引潮力作用下所产生的周期性运动，习惯上把海面垂直方向涨落称为潮汐，而海水在水平方向的流动称为潮流。是沿海地区的一种自然现象，古代称白天的潮汐为“潮”，晚上的称为“汐”，合称为“潮汐”。 　　 潮汐 　　拼音：cháo xī 潮汐概述 　　凡是到过海边的人们，都会看到海水有一种周期性的涨落现象：到了一定时间，海水推波助澜，迅猛上涨，达到高潮；过后一些时间，上涨的海水又自行退去，留下一片沙滩，出现低潮。如此循环重复，永不停息。海水的这种运动现象就是潮汐。 　　随着人们对潮汐现象的不断观察，对潮汐现象的真正原因逐渐有了认识。我国古代余道安在他著的《海潮图序》一书中说：“潮之涨落，海非增减，盖月之所临，则之往从之”。哲学家王充在《论衡》中写道：“涛之起也，随月盛衰。”指出了潮汐跟月亮有关系。到了17世纪80年代，英国科学家牛顿发现了万有引力定律之后，提出了潮汐是由于月亮和太阳对海水的吸引力引起的假设，科学地解释了产生潮汐的原因。 　　潮汐是所有海洋现象中较先引起人们注意的海水运动现象，它与人类的关系非常密切。海港工程，航运交通，军事活动，渔、盐、水产业，近海环境研究与污染治理，都与潮汐现象密切相关。尤其是，永不休止的海面垂直涨落运动蕴藏着极为巨大的能量，这一能量的开发利用也引起人们的兴趣。 定义与分类 　　由于日、月引潮力的作用，使地球的岩石圈、水圈和大气圈中分别产生的周期性的运动和变化,总称潮汐。作为完整的潮汐科学，其研究对象应将地潮、海潮和气潮作为一个统一的整体，但由于海潮现象十分明显，且与人们的生活、经济活动、交通运输等关系密切，因而习惯上将潮汐（tide）一词狭义理解为海洋潮汐。固体地球在日、月引潮力作用下引起的弹性—塑性形变，称固体潮汐，简称固体潮或地潮； 　　海水在日、月引潮力作用下引起的海面周期性的升降、涨落与进退，称海洋潮汐，简称海潮； 　　大气各要素（如气压场、大气风场、地球磁场等）受引潮力的作用而产生的周期性变化（如8、12、24小时）称大气潮汐，简称气潮。 　　其中由太阳引起的大气潮汐称太阳潮，由月球引起的称太阴潮。 形成原因 　　月球引力和离心力的合力是引起海水涨落的引潮力。地潮、海潮和气潮的原动力都是日、月对地球各处引力不同而引起的，三者之间互有影响。因月球距地球比太阳近，月球与太阳引潮力之比为11：5，对海洋而言，太阴潮比太阳潮显著。大洋底部地壳的弹性—塑性潮汐形变，会引起相应的海潮，即对海潮来说，存在着地潮效应的影响；而海潮引起的海水质量的迁移，改变着地壳所承受的负载，使地壳发生可复的变曲。气潮在海潮之上，它作用于海面上引起其附加的振动，使海潮的变化更趋复杂。 　　 潮汐是因地而异的，不同的地区常有不同的潮汐系统，它们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量，并在吸收能量过程中使地球旋转减慢。但是这种地球旋转的减慢在人的一生中是几乎觉察不出来的，而且也并不会由于潮汐能的开发利用而加快。这种能量通过浅海区和海岸区的磨擦，以1.7TW的速率消散。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。 潮汐推算 　　潮汐的发生和太阳，月球都有关系，也和我国传统农历对应。在农历每月的初一即朔点时刻处太阳和月球在地球的一侧，所以就有了最大的引潮力，所以会引起“大潮”，在农历每月的十五或十六附近，太阳和月亮在地球的两侧，太阳和月球的引潮力你推我拉也会引起“大潮”；在月相为上弦和下弦时，即农历的初八和二十三时，太阳引潮力和月球引潮力互相抵消了一部分所以就发生了“小潮”，故农谚中有“初一十五涨大潮，初八二十三到处见海滩”之说。另外在第天也有涨潮发生，由于月球每天在天球上东移13度多，合计为50分钟左右，即每天月亮上中天时刻（为1太阴日=24时50分）约推迟50分钟左右，（下中天也会发生潮水每天一般都有两次潮水）故每天涨潮的时刻也推迟50分钟左右。 　　我国劳动人民在千百年来总结经验出来许多的算潮方法（推潮汐时刻）如八分算潮法就是其中的一例：简明公式为： 　　高潮时=0.8h×[农历日期-1(或16)]+高潮间隙 　　上式可算得一天中的一个高潮时，对于正规半日潮海区，将其数值加或减12时25分(或为了计算的方便可加或减12时24分)即可得出另一个高潮时。若将其数值加或减6时12分即可得低潮出现的时刻——低潮时。但由于，月球和太阳的运动的复杂性，大潮可能有时推迟一天或几天，一太阴日间的高潮也往往落后于月球上中天或下中天时刻一小时或几小时，有的地方一太阴日就发生一次潮汐。故每天的涨潮退潮时间都不一样,间隔也不同. 咸潮 　　咸潮，主要是由旱情引起的，一般发生在上一年冬至到次年立春清明期间，由于上游江水水量少，雨量少，使江河水位下降，由此导致沿海地区海水通过河流或其他渠道倒流到内陆区域。咸潮的影响主要表现在氯化物的含量上，按照国家有关标准，如果水的含氯度超过250毫克／升就不宜饮用。这种水质还会危害到当地的植物生存。 　　咸潮上溯属于沿海地区一种特有的季候性自然现象，多发于枯水季节、干旱时期。咸水上溯意味着位于江河下游的抽水口在咸潮上溯期间抽上来的不是能饮用、灌溉的淡水，而是陆地生命无法赖以生存的海水。我国的咸潮多发生在珠江口。 　　 成因 　　1.降水减少 　　降雨比多年平均减少。降雨锐减导致江、湖、库水位急剧下降，降雨减少导致江河流量严重减少，上游少雨，源水水量减少，下游则受海水潮汐影响，形成咸潮。 　　2．沿江无序挖沙 　　非法采沙船导致河段已基本没有河沙；没有河沙河段正沿着大江大河自下溯江而上；过量滥采河沙造成河床严重下切，引发咸潮上溯。 　　3．海平面上升加剧咸潮蔓延 　　海平面上升与咸潮之间的关系引人注目。河口三角洲将遭受更为严重的洪水、风暴潮、涝灾和咸潮的袭击，面临“被淹”的危险。 　　4．生产和生活用水增加 　　随着经济急速发展，工业生产规模扩张，常住人口增长，生产和生活用水急剧增加，导致江河水流量减少，这使咸潮入侵日益严重。 　　 危害 　　海水的氯化物浓度一般高于5000毫克/升，当咸潮发生时，河水中氯化物浓度从每升几毫克上升到超过250毫克。水中的盐度过高，就会对人体造成危害，老年人和患高血压、心脏病、糖尿病等病人不宜饮用。水中的盐度高还会对企业生产造成威胁，生产设备容易氧化，锅炉容易积垢。在咸潮灾害中，生产中用水量较大的化学原料及化学制品制造、金属制品、纺织服装等产业受到的冲击较大，其中一些企业不得不停产。 　　咸潮还会造成地下水和土壤内的盐度升高，给“鱼米之乡”的珠三角农业生产造成严重影响，危害到当地的植物生存。从广州市番禹区农村看到的情况令人触目惊心。在番禹石楼镇的一些稻田边，尽管水沟里蓄有一些水，然而田地却龟裂着。该镇因为咸潮，沟里的水咸度已达0.5％，而如果农作物“饮用”咸度超过0.4％的水，半个月后就会停止生长，甚至死掉。 　　水质性缺水对当地农业的影响是明显的。据统计部门统计数据显示：广州市番禹区2004年全区早稻面积计划完成6.5万亩，同比减少2.1万亩，近1／3的稻田无法下插；甘蔗面积5.2万亩，同比减少0.1万亩；常年蔬菜面积11万亩，同比减少1.8万亩。 　　 防治 　　 　　1．建立预警机制 　　加强对咸潮形成机理的研究，运用先进的超声波流速剖面仪等设备和技术，对咸潮实施同步的严密监测，并建立预警机制，建立协调机构，在咸潮到来之前做好防范。 　　2．采取调水以淡压咸 　　由于咸潮活动主要受潮汐活动和上游来水控制。潮汐活动可调节的余地有限，而上游径流的调节则是大有可为的。进入21世纪，抵御咸潮迫切要求水利枢纽的运作。调水以淡压咸是目前比较有效的应急办法。通过调水以淡压咸可以允分发挥大江流域水资源的综合效益。 　　3．加强河道采砂管理 　　鉴于目前三角洲河段过量滥采河砂造成河床严重下切，引发咸潮上溯，有关部门应对严厉打击违法采砂行为。 　　4．节约用水 　　用水的严重浪费导致河流水位下降，加重咸潮的危害。所以，应提倡人们节约用水，提高水的利用效率，以减轻威潮的危害。 潮汐能 　　潮汐能是以位能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能。海水涨落的潮汐现象是由地球和天体运动以及它们之间的相互作用而引起的。在海洋中，月球的引力使地球的向月面和背月面的水位升高。由于地球的旋转，这种水位的上升以周期为12小时25分和振幅小于1m的深海波浪形式由东向西传播。太阳引力的作用与此相似，但是作用力小些，其周期为12小时。当太阳、月球和地球在一条直线上时，就产生大潮（spring tides）；当它们成直角时，就产生小潮（neap tides）。除了半日周期潮和月周期潮的变化外，地球和月球的旋转运动还产生许多其他的周期性循环，其 潮汐的形成 周期可以从几天到数年。同时地表的海水又受到地球运动离心力的作用，月球引力和离心力的合力正是引起海水涨落的引潮力。 　　除月球、太阳外，其他天体对地球同样会产生引潮力。虽然太阳的质量比月球大得多，但太阳离地球的距离也比月球与地球之间的距离大得多，所以其引潮力还不到月球引潮力的一半。其他天体或因远离地球，或因质量太小所产生的引潮力微不足道。根据平衡潮理论，如果地球完全由等深海水覆盖，用万有引力计算，月球所产生的最大引潮力可使海水面升高0.563m，太阳引潮力的作用为0.246m，夏威夷等大洋处观测的潮差约1m，与平衡潮理论比较接近，近海实际的潮差却比上述计算值大得多。如我国杭州湾的最大潮差达8.93m，北美加拿大芬地湾最大潮差更达19.6m。这种实际与计算的差别目前尚无确切的解释。一般认为当海洋潮汐波冲击大陆架和海岸线时，通过上升、收聚和共振等运动，使潮差增大。潮汐能的能量与潮量和潮差成正比。或者说，与潮差的平方和水库的面积成正比。和水力发电相比，潮汐能的能量密度很低，相当于微水头发电的水平。世界上潮差的较大值约为13～15m，但一般说来，平均潮差在3m以上就有实际应用价值。 　　潮汐是因地而异的，不同的地区常有不同的潮汐系统，它们都是从深海潮波获取能量，但具有各自独特的特征。尽管潮汐很复杂，但对任何地方的潮汐都可以进行准确预报。海洋潮汐从地球的旋转中获得能量，并在吸收能量过程中使地球旋转减慢。但是这种地球旋转的减慢在人的一生中是几乎觉察不出来的，而且也并不会由于潮汐能的开发利用而加快。这种能量通过浅海区和海岸区的摩擦，以1.7TW的速率消散。只有出现大潮，能量集中时，并且在地理条件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量才有可能。虽然这样的场所并不是到处都有，但世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。 　　全世界潮汐能的理论蕴藏量约为3 ×10^9kw。我国海岸线曲折，全长约1.8×10^4km，沿海还有6000多个大小岛屿，组成1.4×10^4km的海岸线，漫长的海岸蕴藏着十分丰富的潮汐能资源。我国潮汐能的理论蕴藏量达1.1×10^8kw，其中浙江、福建两省蕴藏量最大，约占全国的80.9％，但这都是理论估算值，实际可利用的远小于上述数字。 开发利用 　　潮汐是由于日月引潮力的作用，使地球上的海水产生周期性的涨落现象。它不仅可发电、捕鱼、产盐及发展航运、海洋生物养殖，而且对于很多军事行动有重要影响。历史上就有许多成功利用潮汐规律而取胜的战例。 　　 发电 　　世界各国已选定了相当数量的适宜开发潮汐能的站址。据最新的估算，有开发潜力的潮汐能量每年约200TW·h。 1912年，世界上最早的潮汐发电站在德国的布斯姆建成。1966年，世界上最大容量的潮汐发电站在法国的朗斯建成。我国在1958年以来陆续在广东省的顺德和东湾、山东省的乳山、上海市的崇明等地，建立了潮汐能发电站。 　　世界三大著名潮汐电站简介 　　1. 加拿大安纳波利斯潮汐电站 　　2. 法国朗斯潮汐电站 　　3. 基斯拉雅潮汐电站 　　 军事应用 　　 　　1661年4月21日，郑成功率领两万五千将士从金门岛出发，到达澎湖列岛，进入台湾攻打赤嵌城。郑成功的大军舍弃港阔水深、进出方便、但岸上有重兵把守的大港水道，而选择了鹿耳门水道。鹿耳门水道水浅礁多，航道不仅狭窄且有荷军凿沉的破船堵塞，所以荷军此处设防薄弱。郑成功率领军队乘着涨潮航道变宽且深时，攻其不备，顺流迅速通过鹿耳门，在禾寮港登陆，直奔赤嵌城，一举登陆成功。 　　1939年，德国布置水雷，拦袭夜间进出英吉利海峡的英国舰船。德军根据精确计算潮流变化的大小及方向，确定锚雷的深度、方位，用漂雷战术取得较大战果。 　　1950年朝鲜战争初期，朝鲜人民军如风卷残石，长驱直入打到釜山一带。美国急忙纠集联合国多国部队，气势汹汹杀到朝鲜，但在选定登陆地点时犯了难——适合登陆的港口都有朝鲜人民军重兵把守，强行登陆必然代价巨大。经过慎重考虑，最终美军司令麦克阿瑟指挥美军于仁川成功登陆。原来，仁川港位于朝鲜的西海岸，离首都汉城西28公里,起着汉城关门的作用。海面是亚洲潮差最大的，最高达9.2米，退潮时近岸淤泥滩长5000余米，登陆舰船、两栖车辆和登陆兵极易搁浅；沿岸筑有4米高的石质防波堤，构成登陆兵和两栖车辆的障碍；进入港口的船只，只有一条飞鱼峡水道，倘若有一艘舰船沉没，就堵塞了航道；岸上炮兵可将近岸的舰船、两栖车辆和登陆兵全部摧毁。朝鲜人民军认为美军不可能从仁川登陆，加之战线拉得太长，所以对仁川港疏于防守，兵力薄弱。然而，仁川港地区每年有3次最高的大潮，最高时潮差可达9.2米，其中就有9月15日。经过分析计算，美军于9月15日利用大潮高涨，穿过了平时原本狭窄、淤泥堆积的飞鱼峡水道和礁滩，出人意料地在仁川港登陆。朝鲜人民军因此被拦腰截断，前线后勤完全失去保障，腹背受敌，损失惨重，几乎陷入绝境。麦克阿瑟指挥的美军和联合国军，仅用1个月，几乎席卷朝鲜半岛，兵临鸭绿江边，取得空前胜利。 　　但这次成功的登陆范例也有败笔，美军算错了仁川港当天涨潮时刻，真正的涨潮提前到来。因此，尽管前方美军已经提前登陆成功，炮兵却按预定时间进行登陆前的轰炸，结果将已登陆的军队炸得血肉横飞，白白损失了一营的官兵。 世界名潮 　　在我国，有闻名中外的钱塘江暴涨潮和深入内陆六百多公里的长江潮。主要是由于潮流沿着入海河流的河道溯流而上形成的。当潮流涌来时，潮端陡立，水花四溅，象一道高速推进的直立水墙，形成"滔天浊浪排空来，翻江倒海山为摧"的壮观景象。 扩展 　　据现代科学发现太阳和月球引力还可能对人体或生物体中的液体等会发生作用，形成神秘的“生物潮”和“人体潮”，有日本科学家正对此问题在作研究。我国古代有一句谚语“逃过初一，也逃不过十五”也是对这种神秘的生物潮和人体潮可能会引发人或其它生物的病情加重，或精神上的变化的生动写照。 　　太阳和月球引力对地球上的水（液体）起作用如此大，对地壳的固体大陆也起作用会发生“陆潮”，“陆潮”可能会促使引发地震，所以在作地震预报时应虑月相。 　　太阳和月球引力对地球上的大气（气体）也会发生很大的作用，发生“大气潮”，引起大气对流和大气运动上的变化，会引起气候上的变化。（这和认为气候的变化与月亮无关的传统观点是抵触的。）故气象专家建议在作天气预报时应考虑月相。 迁徙 【"迁徙"释义】 　　【词目】迁徙 　　【拼音】qiān xǐ 　　【解释】1有变化。 　　2.更改；改变。 　　3.搬家；从一处搬到另一处。 　　4.流放边远地区。 　　5.谓升迁官职。 　　6.迁移 示例：春天，候鸟迁徙归来 　　 【迁徙的行为】 　　迁徙行为并不是鸟类所特有的本能活动。 　　某些无脊椎动物，如东亚飞蝗、蝴蝶等；爬行类，如海龟等；哺乳类，如蝙蝠、鲸、海豹、鹿类等，还有某些鱼类都有季节性的长距离更换住处的行为。动物的迁徙都是定期的、定向的，而且多是集成大群地进行。 　　鸟类的迁徙每年在繁殖区和越冬区之间周期性地发生，大多发生在南北半球之间，少数在东西方向之间。人们按鸟类迁徙活动的有无把鸟类分为候鸟和留鸟。留鸟终年留居在出生地，不发生迁徙，如麻雀、喜鹊等。候鸟中夏季飞来繁殖、冬季南去的鸟类被称为夏候鸟，如家燕、杜鹃等；冬季飞来越冬、春季北去繁殖的鸟类称为冬候鸟，如某些野鸭、大雁等。 　　鱼类的迁徙活动有一个专有名称叫“洄游”。大多数的鱼类可以说都是洄游鱼类，只有少数鱼类不表现出规律性的洄游。鱼类洄游按目的分为三种：生殖洄游、索饵洄游和越冬洄游。青鱼、草鱼、鲢鱼、鳙鱼、大、小黄鱼、大马哈鱼都进行生殖洄游。 　　哺乳动物的迁徙规模浩大，例如驯鹿的千里踏雪大迁徙。每年入冬，成千上万头的驯鹿汇集成巨大的鹿群，从北向南，朝森林冻土带的边缘地带转移。次年春天，它们再向北方的北冰洋沿岸进发。四五月份，鹿群到达它们熟知的冻土带僻静处，在此养育儿女。 　　昆虫的迁徙有时能创造奇迹，最著名的是产于美洲的彩蝶王，它们春天从中美洲飞到加拿大，秋天又飞回中美洲，行程4.5万公里，历时几个月，真是令人惊叹不已。 　　动物的迁徙行为是一种适应现象，凭借这种活动，可以满足它们在特定的生活时期所需要的环境条件，使个体的生存和种族的繁荣得到可靠的保证。 　　很早以前,人类也有过这种活动。 　　现代的人类就有这种行为。并且一旦发生这种人群的大的迁徙，都预示着一种新的带“革命”性质的事件发生了。比如发生在深圳的上个世纪的“改革开放”，最主要的事件就是人口的大“迁徙”，没有这种迁徙，深圳就不会发生现在这种翻天覆地的变化。又比如中国历史上的“闯关东”，也有近千万的人来到了东三省，他们给中国历史的作用同样不可低估。再是国民党迁都重庆，全国很多青年进军延安等都在中国历史上起了很大的作用，不论是对共产党的发展，还是对国民政府得以延续。 【鸟类的迁徙】 　　鸟类的迁徙（migration of birds）是指鸟类中的某些种类，每年春季和秋季，有规律的、沿相对固定的路线、定时地在繁殖地区和越冬地区之间进行的长距离的往返移居的行为现象。这些具有迁徙行为的鸟种即为候鸟，或称迁徙鸟（migrator）。候鸟的迁徙具有一定的时期性、方向性、路线性和地域性。 　　研究鸟类的迁徙行为，了解候鸟的迁徙时间和路线、迁徙数量、种群关系、归巢能力、死亡率、存活率、寿命，以及与繁殖地、越冬地环境的关系等生态规律，对于保护珍稀濒危鸟种、利用候鸟保护农林生产和维护生态平衡、保障航空安全、计划利用经济候鸟、防止流行病的传播、制定法律等可以提供科学的依据，将会给人类带来巨大的社会和经济效益以及生态效益。 　　鸟类根据其迁移或迁徙的居留习性的分类 　　鸟类根据是否迁徙以及迁徙方式的不同，分为留鸟、候鸟、漂鸟和迷鸟等。 　　（一）留鸟(resident) 　　终年留居于其栖息区以内的鸟，统称为留鸟。留鸟一般终年栖息于同一地域，或者仅有沿着山坡的短距离迁移现象。 　　（二）候鸟(migrant) 　　指一年中随着季节的变化，定期的沿相对稳定的迁徙路线（migration route）, 在繁殖地和越冬地之间作远距离迁徙的鸟类。候鸟的迁徙通常为一年两次，一次在春季，一次在秋季。春季的迁徙，大都是从南向北，由越冬地区飞向繁殖地区。秋季的迁徙，大都是从北向南，由繁殖地区飞向越冬地区，但是几乎没有一种鸟是从它的繁殖地区笔直地飞往越冬地区的，而且中途还要多次在合适的驿站作停留。各种鸟类每年迁徙的时间是很少变动的。迁飞的途径也都是常年固定不变的，而且往往沿着一定的地势，如河流、海岸线或山脉等飞行。许多种鸟类，南迁和北徙，是经过同一条途径。各种鸟类迁徙的途径，是不相同的。雁类、鹤类等大型鸟类在迁飞的时候，常常集结成群，排成“一”字形或“人”字形的队伍；而家燕等体形较小的鸟类，则组成稀疏的鸟群；猛禽类的迁徙却常常是单独飞行，个体之间总是保持着一定的距离。绝大多数鸟类在夜间迁飞，以躲避天敌的袭击，特别是食虫鸟类，而猛禽大多在白天迁飞。 　　1：夏候鸟（summer migrant）夏季在某一地区繁殖，秋季离开到南方较温暖地区过冬，翌春又返回这一地区繁殖的候鸟，就该地区而言，称为夏候鸟。 　　2：冬候鸟（ winter migrant）冬季在某一地区越冬，翌年春天飞往北方繁殖，到秋季又飞临这一地区越冬的鸟，就该地区而言，称为冬候鸟。 　　3：旅鸟（traveler 或 migrant）候鸟迁徙时，途中经过某一地区，不在此地区繁殖或越冬，这些种类就称为该地区的旅鸟。 　　因此，同一种鸟在一个地区是夏候鸟，在另一个地区则可能是冬候鸟。 　　（三）迷鸟(straggler bird) 　　在迁徙过程中，由于狂风或其他气候条件巨变，使其漂离通常的迁徙路径或栖息地偶然到异地的鸟。 　　（四）漫游鸟（wander bird） 　　漫游亦称“游荡或游猎”，是一种无规律的活动。游荡似乎主要是由于外部食物条件的波动所造成的。游猎活动大多局限于一些猛禽和海洋鸟类。 【鸟类迁徙的节律性】 　　 　　鸟类迁徙行为具有明显的节律性。 　　（一） 鸟类迁徙的生理节律 　　鸟类迁徙是一个漫长而有危险的旅程，长期自然历史的变迁形成了迁徙鸟每年呈现周期性的生理变化，神经调节和能量的存储均具节律性变动。 　　1、 鸟类迁徙前的能量存储变动节律 　　鸟类迁徙期间的能量消耗完全依赖于体内以脂肪形式储存的能量，所以， 鸟类在迁徙之前要积聚脂肪，以保证迁徙时的能量消耗。飞越沙漠和海洋的迁徙鸟类，由于途中无法获取食物，必须不停歇的一次完成整个迁徙，故而需要存储的脂肪更多。而其它大多数迁徙鸟类则可以中途降落到适宜的地点取食，并以很快的速度重新积聚已经耗损掉的脂肪，以便继续他们的旅程。 　　2、 鸟类迁徙前的神经内分泌变动节律 　　鸟类迁徙所涉及的一系列活动是受神经内分泌系统控制的。随着日照的延长，通过松果腺的作用，由脑下垂体分泌两种激素，即皮质酮和催乳素。这两种激素的综合作用，使鸟类完成了一系列的生理准备，包括生殖腺发育、脂肪积累以及定向能力的增强等。 　　（二）鸟类迁徙的时间规律 　　1、 鸟类迁徙的年节律 　　鸟类迁徙通常是一年两次，即春季由越冬地迁往营巢地，秋季由营巢地迁往越冬地。其迁徙日期因种而异，同时也受环境因子（营养等）的制约。迁到营巢地的日期与良好的生态条件来临的日期有关，每种鸟迁来和迁去的日期也有一定出入，一般来说，春季迁来营巢地较早的鸟，迁离的时间较早，迁来晚的鸟，迁离的时间也较晚。 　　2、 鸟类迁徙的日节律 　　在鸟类迁徙的过程中，不同种鸟类不仅在年节律上有变化，在一日之间也有变化。一般有昼间迁徙和夜间迁徙以及昼夜迁徙等不同类型。各类型迁徙都有起始时间、高潮时间、结束时间的变化规律。食虫鸟类迁徙的时间大多是在夜晚，而大多数猛禽则是在白天进行迁徙。 　　（三） 鸟类迁徙的性别、年龄节律 　　鸟类不仅不同种间有不同的迁徙节律，即使在同一种不同年龄或性别的鸟中相互也有不同。鸟类迁徙时，并非同一种鸟同时飞回或飞离出生地。首先是“先头部队”先飞，经过一段时间后，主群（基本群）开始迁飞，最后为迟到者（或掉队者）。这三群鸟的数量分配，随着种类和年份不同而有所差异，有的年份大部分鸟都紧跟着“先头部队”到来，有的则在其后很长时间到达。 　　（四） 鸟类迁徙节律与迁徙距离和气候的关系 　　由于鸟类体形大小、食物特点和迁徙距离有所不同，各种鸟类迁徙的次序是不同的。观察表明，在春季北迁中各种鸟迁徙的顺序不明显，而在秋季南迁中，一般小型鸟先行南迁，大型鸟最后迁往南方。迁徙旅途较远的鸟，春季开始迁飞的时间早，而秋季返回的时间却较晚。鸟类何时开始迁徙受多种因素制约，包括其内部的生理准备和外部环境条件（如日照长度、温度、降雨等）的影响。一般来说，天气因素作用较强。 　　 　　鸟类迁徙路线和迁徙形式以及迁徙的距离、速度和高度 　　（一） 鸟类迁徙的路线 　　鸟类的迁徙路线是指由越冬地到营巢地所经过的地方。鸟类的迁徙路线是自然选择的结果，它主要是鸟类对自然气候、地理障碍和自然环境的适宜程度选择而成形的。 在迁徙图上一般都将环志地点和收回环志的地点用直线连接，此线就成为理论的或理想的迁徙路线。其实没有一种鸟是直线迁飞，主要是由于受地面构造、景观类型、植被、食物及天气等各种因素影响的结果。 　　（二） 鸟类迁徙的形式 　　鸟类迁徙的形式也是多种多样的。若依在两个地区之间迁飞的鸟，在飞行途中的途径宽窄可分为宽面迁徙和窄面迁徙两种形式。不论哪种鸟只要住在一个较广阔的地区，但迁飞时很长一段距离中路线很接近，同这个地区的面积相比，迁飞途径好似一条道路，在这种情况下的迁徙叫窄面迁徙。反之，如果迁徙路径跟栖居面积相比不像一条道路，这种迁徙形式叫宽面迁徙。 　　如以迁徙群中的鸟种而论则可分为：单纯型和混合型。据观察，春季成混合群或单种群北迁者，秋季南迁时也多呈原类型群。 　　就迁徙地段而论，在同一种群中除群体按同一方向作平行形式迁徙（即A群体迁往A1越冬地，B群体迁往B1越冬地）以外，还存在交叉形式迁徙（即A群体迁往B1越冬地，B群体迁往A1越冬地）和跳跃形式迁徙（即A和B群体均自同一繁殖地迁出，但A群体迁至B1越冬地，而B群体越过B1地区远达C1地区越冬）的现象。 　　（三） 鸟类迁徙的距离、速度和高度 　　迁徙鸟类繁殖地与越冬地之间的距离可从几百千米直至上万千米。 　　鸟类迁徙速度是指候鸟在整个迁徙过程中的平均速度。陆地迁徙鸟速度大多在每小时30~70km，鸟类在迁徙中每天飞行6~8小时，每小时飞行30~40km，每天平均200~280km。通过观察发现，候鸟的迁徙速度受风（气流）的影响，顺风快，逆风慢，同时也受气温（冷慢；热块）和季节（春快；秋慢）的影响。故而不少鸟类迁徙多在白天（因为白天大陆上升气流活动强烈）或季风时节，乘风（气流）而迁徙。这点在猛禽迁徙中表现尤为明显，它们在迁徙时经常成群结队以盘旋滑翔方式向前方作滚动式迁徙。 　　鸟类迁徙高度一般低于1000m，小型鸣禽的迁徙高度不超过300m，大型鸟可达3000~6300m，个别种类可以飞越9000m，鸟类夜间迁徙的高度往往低于白天。候鸟迁徙的高度亦与天气有关。天晴时，鸟飞行较高；在有云雾或强劲的逆风时，则降至低空飞行。 　　鸟类的迁徙通道和定向（导航） 　　候鸟的迁徙路线虽然不同，但大多呈南北方向，在南北半球之间进行季节性迁徙（也有些指种类迁徙的距离较近，仅限于北半球，或有的种类可能作东西方向或东偏北、东偏南方向的迁徙）。在全球有三大鸟类迁徙区（landbridges），或称“南北大陆桥”。这三大陆桥为：北美洲—南美洲、欧洲—非洲、亚洲—大洋洲。 　　（一）鸟类的迁徙通道 　　纵观全球鸟类的迁徙路线会发现，大多数鸟类的迁徙路线有着许多共性的地方。比如地面上有些区域是许多鸟类都会经过的地方，有些区域则是许多鸟类都会绕避的地方。人们根据某甲地区繁殖的鸟大都迁往某乙地区越冬的基本规律总结出了一些大多数鸟途经的路线，称之为鸟类迁徙“通道”。 　　对欧、亚、非三大洲鸟类迁徙的历史资料的研究表明，这三大洲鸟类的迁徙有五大“通道”。这五大“通道”之间有着一些相互重叠、交叉的现象，实际上每个“通道”中包含着不同种或同一种不同家族、群体的许许多多大致平行或交错的、复杂的迁徙路线。中国属于西伯利亚东部—西藏/恒河、黑龙江—中国这两条通道的一部分。中国西部部分地区属于西伯利亚/哈萨克—巴基斯坦/印度通道的一部分。 　　（二）鸟类迁徙的定向（导航） 　　候鸟年复一年地在特定的路线上迁飞，每年均准确地回到各自的繁殖地和越冬地，这表明它们具有精确的导航定位机能。鸟类的导航机制始终是倍受人们关注的研究课题，但是到目前为止对于鸟类迁徙的机制从理论上仍然没有一种完善的解释。 　　鸟类从千里之外定向识途的本领，一直是神奇的大自然的奥秘之一。它们靠什么来决定航向？北极星？太阳？月亮？风？气候？还是地磁？它们的方向意识又是从何而来的？这始终是自然界中一个使人百思不得其解的谜。科学家通过环志、雷达、飞行跟踪和遥感技术等方法观测到，鸟类在飞行时，往往主要依靠视觉，通过天空中日月星辰的位置来确定飞行方向。此外，地形、河流、雷暴、磁场、偏振光、紫外线等，都是鸟类飞越千里不迷航的依据。最近的研究还表明，鸟嘴的皮层上有能够辨别磁场的神经细胞，被称之为松果体的神经细胞就像脊椎动物对光的感觉器官一样起着重要作用。对哺乳动物和信鸽进行的多次电生理学试验表明，部分松果体细胞能对磁场强弱的微小变化作出反应。 　　人们根据观测和试验结果将鸟类定向机制归纳为：视觉定向和非视觉定向两大类。 　　1、视觉定向(visual orientation) 　　(1) 太阳定向（sun orientation） 　　(2) 星辰定向 （stellar orientation） 　　(3) 地标定向 (landmark orientation) 　　2、非视觉定向（non-visual orientation） 　　(1) 地磁场定向 (geomagnetic orientation) 　　(2) 听觉定向 (acoustic orientation) 　　鸟类的迁徙是指鸟类种群在其夏天繁殖区和越冬区之间所进行的一种大规模的、有规律的、广泛的和季节性的运动。这种运动的基本特点是定期和定向并且常常集成大群进行。对此人们普遍关心的问题主要是：①鸟类是如何迁徙的和迁徙的原因是什么？②鸟类迁徙是怎样起源的？③鸟类在迁徙过程中是如何进行定向的？近几年来，由于许多现代化的实验技术手段的应用，使得对鸟类迁徙行为以及定向导航机制的研究不断深入，并已取得初步成果。 【鸟类迁徙及其起因】 　　目前研究的结果表明，许多鸟类都进行季节性迁徙。在古北区陆地繁殖的589种鸟类中有40％的种类，总共大约50亿只鸟，每年要飞到南方去赵冬，这还不包括在本区类迁徙的鸟类。在加拿大繁殖的雀形目鸟类有160种，其中120种进行迁徙，占75％。 　　鸟类的迁徙往往是结成一定的队形，沿着一定的路线进行。迁徙的距离有近的，也有远的，从几公里到几万公里。最长的旅程可要数北极燕鸥，远到1.8万公里。此鸟在北极地区繁殖，却要飞到南极海岸会越冬。在迁徙时，鸟类一般飞得不太高，只有几百米左右，仅有少数鸟类可飞越珠穆朗玛峰。迁行时飞行速度从40～50公里/小时，连续飞行的时间可达40～70小时。 　　许多鸟类在迁徙前必须储备足够的能量。这是对长距离的飞行的适应。能量的储备方式主要是沉积脂肪。脂肪不仅为候鸟提供能量，而且脂肪代谢过程中所产生的水分也能为身体所利用。许多鸟类因储存脂肪而使体重大为增加，甚至成倍增加。例如北美的黑顶白颊林莺和欧洲的水蒲苇莺的体重一般为11克左右，但在迁徙前可达22克左右，所沉积的脂肪可供其飞行100小时左右。 　　引起鸟类迁徙的原因很复杂。现在一般认为，鸟类的迁徙是对环境因素周期性变化的一种适应性行为。气候的季节性变化，是候鸟迁徙的主要原因。由于气候的变化，在北方寒冷的冬季和热带的旱季，经常会出现食物的短缺，因而迫使鸟类种群中的一部分个体迁徙到其他食物丰盛的地区。这种行为最终被自然界选择的力量所固定下来，成为鸟类的一种本能。 　　迁徙给鸟类带来许多好处，主要表现在：①使鸟类始终生活在最适的气候里，并有丰富多样的食物来源，有利于维持它们强烈的代谢；②迁徙还能为养育后代创造最合适的条件，因为养育后代需要大量的食物；③在北方能最大量地孵卵，季节昼长，有丰富的昆虫，亲鸟能有机会充分收集食物；④在北方敌害较少，而且这一年一度的脆弱幼乌的出现不会促使敌害种群形成；⑤迁徙能使活动空间大为扩展，有利于繁殖和争夺占区的行为；⑥有利于自动平衡，能使鸟关避免气候悬殊；⑦迁徙提供了鸟类种群向新的分布区扩散以及不同个体间接触和交配的机会，因而在进化方面也具有十分重要的意义。 　　许多鸟类的迁徙是先天的和可学习的。哈里斯的换亲试验可证明这点。他将银鸥和小黑背鸥的卵进行了互换，并由此而得到了900只义亲所抚育的幼鸟。对这些幼鸟的环志结果表明；银鸥随其义亲迁飞到法国和西班牙，而小黑背鸥虽然其义亲留在英国越冬，他们仍然象其亲生父母那样迁飞到了其在欧洲大陆上的越冬地。 　　鸟类的迁徙行为也是在进行过程中产生的。由于环境不断变化，自然也一直处于发展变化之中。即使到了今天，迁徙的行为仍在这些鸟类中形成和消失。例如野生的金丝雀从前是地中海地区的一种留鸟。在过去的几十年里，分布区已扩展到欧洲大陆波罗的海地区，现在在地中海地区这种鸟仍为留鸟，但在新的分布区内变成了一种候鸟。 　　二、鸟类迁徙的起源 　　至于鸟类迁徙的起源问题，目前有3种不同的观点：①鸟类起源于南方，由于大陆板块自南向北漂移，许多鸟类被带到了北方，于是由它们返回南方老家的种种尝试便形成了鸟类迁徙的习性；②鸟类起源于高纬度地区，第四纪冰川自北向南的入侵，迫使鸟类向南方迁徙，待到夏季冰川退却，使鸟类能定期地往复繁殖地和越冬地之间，从而形成了迁徙的行为；③鸟类起源于南方的热带森林，种群的大量繁殖造成了对食物需求量的增加，因此生态压力使得某些鸟类在夏季向北方冰川退却的地扩散，而当冰川来临时再回到南方越冬，久久之，便形成了定期迁徙的行为。相比较而言，第一种观点有些疑点。因为现代地质学研究表明，明显的大陆板块移动早在鸟类出现以前就已完成。第二种观点和第三种观点都有一些证据。但第三种观点比较符合现代生态学思想，似乎更为合理一些。 　　三、鸟类的定向导航机制 　　迁徙最显著的特点是每一物种均有其固定的繁殖区和越冬区。为此，迁徙的鸟类必须知道它们所在的位置，它们所要飞往的地区和它们前往目的地的路线和方向，也就是说，鸟类在迁徙过程中必须具有定向导航的能力。鸟类不仅具有定向导航的能力，并且是相当发达的。实验证明，许多鸟类（例如家燕、企鹅）次年春天可返回原巢繁殖。即使用飞机将迁徙鸟类运至远离迁徙路线的地区内，释放数天后，仍可返回原栖地。因而人们对于鸟类定向导航的现象，早就有所了解。然而对于导航定向机制的研究，直到本世纪50年代才开始。通过实验，人们相继提出了许多解释鸟类定向机制的理论，主要有如下几种看法： 　　1.训练和记忆 　　认为鸟类具有一种固有的由遗传所决定的方向感。这种方向感，随着幼鸟跟随亲鸟迁徙，不断地加强对迁徙路线的记忆。 　　2.视觉定向 　　依靠居留和迁徙途径的地形和景观如山脉、海岸、河流、森林和荒漠等作为标记，并不断地从老鸟学会传统的迁徙络线。例如将憨坚鸟人为地运往300余公里以外的地方放飞。这些鸟首先要经过努力找到其所熟悉的大西洋海岸线，而后迅速地飞回其原栖息地。虽然陆地特征对子夜间迁徙的鸟类可能并不十分重要，但仍有一些鸟类能根据陆地标志来确定位置和调整飞行的方向。 　　3.天体导航 　　鸟类能利用太阳和星辰的位置定向。星辰对子夜间迁徙的鸟类尤为重要。关于太阳定位的实验，克莱默对紫翅掠鸟的研究为这一看法提供了证据。他把具有迁徙习性的椋鸟，放在四面有窗的笼内，用激素处理使其进入迁徙状态，则可见掠鸟朝着一定方向（即其迁徙方向）扇翼，而且扇翼的行为在阴天不出现。当用一面镜子代换太阳的方位时，其扇翼方向可按人所预定的方向变更。因此，他认为掠鸟迁徙是根据太阳的位置来定的。对于企鹅、伯劳的研究工作也都说明太阳定向机制是存在的。关于星辰定向，由索尔首次在圆形笼内对欧洲苇莺进行实验得出的。证明这些鸟能根据夜空中的星辰的位置定向。此后又做了大量的实验研究，而且用改变人造星辰位置的方法，也可以象上述实验一样，使鸟类按预定的方向改变其迁飞方向。现在已知能够利用星辰定向的鸟类还有白喉雀等。 　　4.磁定向 　　是鸟类通过感应地球磁场极性的方法进行定向的一种方式。很早以前，人们就推测在鸟类迁徙过程中的导航定向可能与磁场有着某种联系。近年来的实验已证实了地磁场定向机制的存在。当给信鸽的头上加上一块具有特定极性的人工磁铁后，它的飞行不能进行正确的定向，不加磁场的即使在阴天也能正常返巢。此外，鸟类迁徙还可以借助于风定向、嗅定向等。 总之，鸟类的迁徙是一种十分壮观而奇妙的行为。迁徙过程中的定向导航机制或许是整个鸟类学中最复杂的一个问题。对于迁徙行为和定向机制的研究尽管巳取得了很大进展，但要解开候鸟迁徙的谜，还需作许多更为深入的研究工作。 年轮 　　 生物学名词 　　简介 　　树的年轮如今已成为科学家研究的一个重要领域。通过年轮，人们不仅可以测定许多事物发生的年代，测知过去发生的地震、火山爆发和气候变化，而且还可以推断未来。美国新墨西哥州的印第安人村庄，17世纪的一幅油画，中世纪俄国城市的街道……它们之间似乎风马牛不相及，可是现在它们正在被一个新的科学研究领域联系起来。这个领域就是对树木年轮的研究。过去真正注意年轮的只有进行雕刻和制作木器的手工艺人，但是人类的天赋、先进的分析以及命运之神的青睐，使年轮成为人类学乃至环境保护学等许多学科研究的对象。 　　年轮研究的起源 　　木匠从久远的时代起，就知道树干里面有年轮，有了年轮，木材上才出现了纹理。据我们所知，亚里士多德的同事就曾提到过年轮，不过到达·芬奇时才第一次提出年轮是每年增加一圈的。今天已经众所周知：春回大地，万象更新，紧挨着树皮里面的细胞开始分裂；分裂后的细胞大而壁厚，颜色鲜嫩，科学家称之为早期木；以后细胞生长减慢，壁更厚，体积缩小，颜色变深，这被称为后期木，树干里的深色年轮就是由后期木形成的。在这以后，树又进入冬季休眠时期，周而复始，循环不已。这样，许多种树的主干里便生成一圈又一圈深浅相间的环，每一环就是一年增长的部分。这种年轮在针叶树中最显著，在大多数温带落叶树中不明显，而许多热带树中则根本没有。 　　树是活档案，树干里的年轮就是记录。它不仅说明树木本身的年龄，还能说明每年的降水量和温度变化。年轮上可能还记录了森林大火、早期霜冻以及从周围环境中吸取的化学成分。因此，只要我们知道了如何揭示树的秘密，它就会向我们诉说从它出世起，周围发生的大量事情。树可以告诉我们有文字记载以前发生过的事情，还可以告诉我们有关未来的事情。树中关于气象的记录可以帮助我们了解促成气象的那些自然力量，而这反过来又可帮助我们预测未来。 　　年轮形成的原因 　　“年轮系指茎的横切面上所见一年内木材和树皮的生长层而言。”这是1957年国际木材解剖学家协会所发表的《木材解剖学名词术语》中，有关“年轮“这个名词的定义。至于年轮是怎样形成的，这首先要从维管形成层的结构及其活动规律谈起。 　　维管形成层（或称形成层）是由原形成层发展而来的一种具有无限分生能力的次生分生组织。在植物的一生中，它不断向外产生次生韧皮部，向内产生次生木质部。 　　形成层由纺锤状原始细胞和射线原始细胞所组成。轴向伸长的纺锤状原始细胞，两端呈楔形，在横切面上多成长方形，切向宽大于径向宽，细胞的长度比宽度大数倍。 　　由纺锤状原始细胞衍生出次生木质部和次生韧皮部的轴向系统。射线原始细胞的体积较小，几乎成等径或稍长。这类原始细胞衍生次生木质部与韧皮部的径向系统。 　　上述两类原始细胞虽然在外部形态上差别较大，但其超微结构基本相同。在形成层的活动期间，原始细胞中间具1—2个大液泡，周围的细胞质中富含核糖体与高尔基体，以及发育良好的内质网等。休眠期的形成层原始细胞中，液泡变小，数目增多，高尔基体小泡及内质网也相应减少，细胞中还出现了较多的蛋白质体和油滴，这些储藏物质往往在翌年生长季开始时被利用。 　　木本植物根或茎的径向增粗，主要是通过纺锤状原始细胞平周分裂的结果，这种有丝分裂的进程较慢，如在松柏类植物中，每分裂一次需4一6天（茎的顶端分生组织细胞只需8—18小时）。当一个纺锤状原始细胞平周分裂成两个子细胞时，其中一个衍生为木质部母细胞（或称木质部原始细胞），或者衍生成韧皮部母细胞（或称韧皮部原始细胞）。另一个仍保持纺锤状原始细胞分生状态。在形成层活跃期间，有的细胞已经分裂或正在分裂，有的尚处于分生组织状态，这样形成层就成了一个相当宽而尚未分化的细胞区。在这个区域中，有一层真正的形成层原始细胞，同时还包括未分化的衍生细胞。由于从细胞形态上难以区分上述各类细胞，为方便起见，人们将这些细胞统称为形成层区（或形成层带）。 　　从形成层区的切向切面看，形成层原始细胞排列方式大体分为两种：一是在椴属（Tilia）和刺槐属（Robinia）等植物的形成层中，纺锤状原始细胞几乎排列在同一水平层，称为叠生形成层。一是纺锤状原始细胞的侵入生长，使纵向伸长的细胞末端相互交错，而不排列在同一水平层上，故称为非叠生形成层，如栗属（Castanea）和胡桃属（Juglans）等植物。 　　纺锤状原始细胞为适应茎或根的径向增粗，本身也进行细胞分裂，以增加原始细胞的数目，这种分裂特称为增殖分裂。在不同的植物中，增殖分裂的方式也不一样，如在具叠生形成层的植物中，多以径向垂周分裂为主，而在非叠生形成层的松柏类和某些双子叶植物中，常见为假横向分裂，或称斜向垂周分裂。从纺锤状原始细胞经分裂形成射线原始细胞，这是一种普遍现象。射线原始细胞本身也进行横向或垂周分裂，最后形成单列或多列射线。 　　在温带地区生长的木本植物，随着季节性的气候变化，也明显地反映在形成层的周期活动上。冬季形成层原始细胞停止分化，翌年春季又开始恢复活动，到了夏秋逐渐减弱，而后停止活动。如此周而复始，年复一年。当形成层原始细胞恢复活动时，可分为两个阶段：（1）形成层原始细胞径向伸展，径向壁变得很薄，这时易受霜冻的伤害。（2）原始细胞开始分裂，这一阶段往往比前阶段晚1至数星期。生长在北京地区的树种，形成层开始活动的时间，大体在每年四月的上、中旬。在大多数树种中，当形成层开始分化时，韧皮部分子的分化往往先于木质部达一个月或更长，或两者几乎同时分化。形成层分化停止的时间，在不同生境和树种中均有很大变化，生长在北温带地区的树木，多集中在九月份。 　　春季，形成层恢复活动时，纺锤状原始细胞迅速向内分裂的分化成大量的木质部分子，此时分化的管胞或导管分子的直径较大，数目多，壁较薄，木纤维数量较少，因此材质显得比较疏松，这部分木材称为早材（或叫春材）。到了同年夏秋季节，形成层的活动逐渐减弱，原始细胞平周分裂的速度也相应的减慢，分化的细胞直径较小，数量少，而木纤维的数量相应增多，这部分的材质比较致密，称晚材（或称夏材）。在双子叶植物的环孔材（如栎树和白蜡树）中，早材部分的导管分子直径明显增大，而晚材的导管分子相当小。散孔材与裸子植物木材中，由早材至晚材的变化，一般是逐渐进行的，即没有显著界线。不过在上一个生长季的晚材与下一个生长季的早材之间却存在着明显的界线。从根与茎的木材横断面上看，这些界线成了一圈圈同心圆的环纹，每一个包括早材和晚材两部分的圆环，称为生长轮（或称生长层）。生长在温带地区的木本植物，通常一年内只形成一个生长轮，特称年轮。 　　它代表着一年内所形成的次生木质部的数量。在一株树中，年轮的数目由树干基部往上逐渐减少。 　　有时在一个生长季中可能出现两个或多个生长轮，即双轮或复轮。如柑桔属（Citrus）茎中的形成层每年有三次活动高峰，因此一年能产生三个年轮。有些植物由于受到气候的骤变，如变冷或转热，或长期干旱或虫害，以及强台风的侵袭等特殊自然灾害的影响，也会出现多年轮的现象。有人将一年内形成几个生长轮中最后一轮，称为真正年轮，其余各轮统称假年轮或伪年轮。在有的生长季中若遇着霜冻，特别是晚期霜害，易使形成层原始细胞受到损伤，结果产生含有不规则的薄壁组织带，即称创伤年轮或霜轮。也有的树木，因反常的气候影响，使形成层不分化，直到生长环境适合时才又开始活动，形成年轮，这样在木材横切面上就会相应的出现缺失生长轮的现象。如在半干旱森林边缘的树木，或者在某些老树树干基部的木材常有缺失生长轮的情况。 　　生长在热带或亚热带地区的木本植物，如桉树等，由于一年内无明显的四季之分，形成层的活动几乎整年不停，这样在木材中就难以看出生长轮或年轮的分界线。不过也有些树种的木材，可借助于显微化学的方法来辨认生长轮的界线。 　　在同一生长季中，形成层的原始细胞除向内产生大量次生木质部分子以外，同时还向外分裂分化为次生韧皮部分子，这些分子也按一定的排列图式进行。尤其在形成层区附近的次生韧皮部中，根据韧皮薄壁组织或厚壁组织的的次生韧皮部中，由于某些细胞体积的扩展，或有的细胞被挤压变形，以及周皮的形成等原因，致使这部分的生长轮界线模糊不清。关于次生韧皮部，或形成层以外树皮部分中生长轮或年轮的情况。 　　在木材年轮的形成过程中，许多内因和外因对其影响很大。例如在双子叶植物的散孔材树种中，当芽萌动以前，整个植株的形成层原始细胞内均无内源激素存在，只有在芽萌发后才产生生长素，这时形成层就开始活动于萌发芽的下侧。随着生长素向下移动，形成层的活动也逐渐向茎基部扩展。一般在叶片长到成熟时的一半大小时，茎基部的形成层刚刚苏醒，但在一年生枝里，新的木质部分子却早已分化出来，有的甚至细胞壁也已木质化了。由树干顶端到基部，形成层活动的间隔有时可达8—10星期之久。相反，在环孔材中，形成层在整株各部位几乎同时开始活动，由此可以推测，生长素的前体可能早就遍布形成层原始细胞内，一旦芽膨大后，生长素的前体即转变为促使形成层原始细胞分裂的生长素。在大多数树种中，新木质部分子的分化时间，均在叶子展开后的第3天至18天。此外植物体内的赤霉素和细胞分裂素等内源激素，对于形成层原始细胞的分裂、分化，木质部分子细胞壁的加厚，以及早材至晚材的过渡等都有密切关系。 　　除内源激素外，光合作用的产物碳水化合物也是影响年轮形成的因素之一。例如晚材中细胞壁显著加厚，则与碳水化合物的供应增多有着密切的关系。 　　在影响年轮形成的外因中，有光照、气温、降雨量及矿质营养的供应等因素。如生长在长日照（光周期为18小时）的洋槐，不论气温高低，均产生大量早材分子。若在短日照（光周期为8小时）的条件下，则只产生少量直径较小的导管或无导管。在松柏类植物中，木材管胞直径的变化往往也与日照长短有关。同时还和气温的高低有直接关系。在生长季中，如果遇到降雨量甚少或干热的外界因子，不仅影响树木的生长，而且还限制了形成层的活动，造成了狭窄的木材生长轮。有人比较了两棵生长在不同生境的北美云杉（Picea sitchensis），其中一棵长在干旱贫瘠的岩石缝中，其树龄为86年，而主干直径只有1.8厘米，年轮的平均宽度为0.1毫米。而另一棵生长在自然条件较好的地方，其若干年轮的平均宽度可达12毫米左右，两者竟相差一百多倍。 　　众所周知，生长在温带地区的木本植物中，茎干基部年轮的数目，往往能作为测定一棵树的年龄依据。年轮的宽窄不仅反映了树木的生长速度、材积的年生长量及材性的优劣等，而且也是衡量外界环境因子变化的重要指标。如在雨量充沛与温暖的气候条件下，树木生长迅速，年轮的距离也较宽；相反地在寒冷与干旱条件下，树木生长缓慢，年轮就显得较窄。树木年轮的宽窄真实地记载了各年的气候状况，故通过年轮的分析，可获得数百年乃至上千年的气候演变规律，这对预测未来气候的变迁，制定超长期气象预报等也是一种比较可靠的方法。如人们对西藏高原树木年轮的分析，初步了解到仅本世纪就有两次大的降温，目前该地区的气温正在明显回升；在本世纪20年代前后，降雨量也达到高峰，以后显著下降，目前又稍有增加。通过对年轮的分析还可以得出气候变化的一般规律，大约二百年为一周期，其次还有110年、92年、72年以及33年的小周期变化。 　　树木年轮的宽窄看来还受到太阳黑子周期活动的影响，这是由于当太阳黑子增多时，太阳的活动剧烈增强，发射出的光与热也更多，从而大大促进了树木的生长加快，相应年轮的距离也增宽。通过年轮的分析也可发现，太阳黑子活动的平均周期为11年左右。 　　在分析年轮时，往往采用交叉定年法，即取几棵树上的年轮序列加以对比，并把一些特宽或特窄的年轮作为标记点，分析几组年轮序列的同步性，这样就可排除假年轮，或补进缺失的年轮，最后获得每个年轮的正确生成年代。 　　树木的年轮还是大气污染的资料储存库。例如由开采金属矿藏，或金属冶炼加工中飞扬出来的重金属尘埃，逐渐沉降到附近的土壤中，树木在生长过程中，不断从土壤中吸进大量重金属，结果通过光谱分析，便可测出年轮中“记录”下来的各年吸收重金属的含量。当氟化氢气体的污染侵害松树只有几星期，从年轮上即可表现出生长不良的痕迹来。因此，近年来，利用树木年轮来了解大气污染的情况也开始受到人们的关注。 　　从树桩横断面上的年轮往往可以帮助辨明方向。因为在树木生长过程中。树干朝南一面受阳光照射较多，形成层原始细胞分裂也较迅速，径向生长加快，结果茎干南面的年轮也较宽。而在茎干背阴朝北的一面，年轮则明显狭窄。 　　年轮的运用 　　运用年轮的研究成果开始于本世纪初，这位学者是道格拉斯，他1867年出生于美国佛蒙特，后来到亚利桑那州建立起一个新气象站。1901年他开始到弗拉格斯塔夫附近一些伐木营地，考察那里新伐树木的年轮型式，想找出证据说明这些年轮中记录了以11年为周期的太阳黑子活动。他没有立即找到证据，但他注意到，一个地区和另一个地区的年轮型式似乎一无二致。例如，一个伐木营地新伐的树木，里面是两道薄薄的年轮，外面是三道厚厚的年轮，其他营地新伐的树木也是这样。人们可以推断，这种型式表明，两年是坏天气，三年是好天气。道格拉斯注意到，他发现的这种型式的年轮似乎在亚利桑那州北部到处皆有。 　　在本世纪的头20年中，道格拉斯继续研究年轮的型式。事实上，通过识别年轮来测定古老建筑的年代是道格拉斯的创举。美国西南部印第安人村庄的废墟，长期以来引起考古学家的兴趣。那些村庄原由工匠精心建造，其中有许多房屋显然已经使用了好多世纪，可是后来不知何故，那些村庄都废弃了。据估计，那些村庄早在公元前2000年就已存在。道格拉斯从1916年起开始考察印第安村庄废墟残留的木料，研究其年轮以确定其年化。到1929年，他终于制成一个“浮动”年表。 　　有文明传统的地方，在使用年轮方面可能出人意料，令人惊讶。比如说，在中世纪俄国的诺夫哥罗德，街上泥泞不堪，市民就往路面铺原木。一层陷进泥里就再铺一层，到现在至少有28条街已经堆满了一层又一层的原木，这些原木的年代从公元953年起一直到1462年，真是年轮博览会。又如，像伦勃朗和鲁本斯等艺术大师的油画，分析其橡木油画板上的年轮型式就可知作画的年代。 　　19世纪90年代,美国科学家道格拉斯创立了一个新的科学领域——树木年代学。树木年代学是一门把年轮当作过去气象类型标准的尺度来研究的科学。从树桩、木块及活树上可以看出年轮的宽窄。树木每年的生长在很大程度上取决于土壤的湿度：水分越充分，年轮越宽。通过对同一地区树木年轮的比较，可以分辨出每圈年轮的生长年代。然后，可以划分出每圈年轮所代 　　表的确切日期，如一次森林大火，一次滑坡事件的日期等。 　　上面所说的年轮应用，一般说来都属于年轮学的范围。现在这个学科的热门主题是从年轮中测出过去的气象以及气象的重大变化。 　　这项工作要比测定年代复杂得多，因为它取决于在不同年代生长的年轮之间的不同宽度。由于树之间和年轮之间都有其固有的变异性，我们可以说这棵树比另一棵树老5年，但难以断定年轮之间不同宽度的确切数字。 　　现代年轮学可以说起源于60年代生物学家弗里茨在亚利桑那大学的研究工作。弗里茨和他的同事仔细考察了塔克森附近一些树的生长过程，他们给树枝乃至整棵树都套上了塑料膜，以断定一棵树究竟摄取和放出了多少各种各样的气体。经过10个寒暑的工作，他们终于详尽地了解了一环年轮生长的全部过程。 　　年轮的生长并不像乍看起来那么简单。比如说，如果去年是树生长的大好年头，那么，树根伸展的范围会超过往年，这一年整个树的生长也会超过往年。同样，一个坏年头会使以后几年的生长速度减慢，而不管以后几年的气候如何。把树受到的各种影响分析出来是一项艰巨的任务，但是这项任务一旦完成，其成果就像年表一样有广泛的用途。 　　年轮与地理的关系 　　我们把美国西南部周围年轮的数据收集起来，同100年来的气象记录进行比较，就会看出年轮如何反映出气候。因此，对于没有气象记录的时期，我们从一环年轮形成的情况可以推断出当时的气候。弗里茨就这样把美国西部和太平洋北部的气象图编制到大约公元1600年。 　　年轮专家还研究了酸雨对美国东部森林的影响。哥伦比亚大学的戈登·雅各比解释说，随着树越长越老，年轮也变得越来越薄。这是正常的老化过程。因而可以得出结论：酸雨对树起着相反的作用。我们还必须比较气象数据以排除树生长减慢的其他可能原因。要证实酸雨的影响，必须找出正常条件以外的生长受阻情况。雅各比在新英格兰州周围的12个圈定地区中看到有3个地区受酸雨影响，其余9个地区没有受酸雨影响。 　　然而，在某些情况下，年轮也可以用来非常惊人地证明环境污染的影响。例如，亚利桑那大学一个研究小组发现，加拿大不列颠哥伦比亚省特莱尔一家铅矿冶炼厂对美国华盛顿州的树木生长发生了影响。那家工厂开工时，树木生长比正常情况相差很多。但是几年后工厂关门，树木生长情况恢复正常了。 　　年轮还记录了火山爆发。像圣海伦斯火山爆发时，大量灰尘和气体进入同温层，遮住大片阳光。这会使温度降到冰点以下，给树内留下一道叫做霜轮的特殊标记。亚利桑那大学的瓦摩尔·拉马舍及其同事们不久前研究了刺果松上的霜轮，发现其中有不少符合大火山爆发的情况。东印度群岛坦波拉火山爆发曾使1816年成了“没有夏天的一年”，那次火山爆发不仅给刺果松留下了霜轮，而且在南非的树上也发现有这种霜轮。公元前1626年出现了特别突出的霜轮，拉马舍认为这些霜轮可能是一次火山爆发造成的，那次火山爆发使爱琴海的桑托林岛一度消失。神秘的大西洲沉沦海中的故事，也可能是起源于那次火山爆发。拉马舍提出的年代，虽然有些考古学家还有争议，但它是迄今最确切的年代。用碳14法对那次火山爆发覆盖的工艺品测定的年代，与拉马舍提出的年代也一致。 　　年轮科学家开始认真研究的另一种短暂现象是地震。地震可以给树造成损害，使树在以后的一些年中产生较薄的年轮。哥伦比亚大学的戈登·雅各比让我看了一棵松树的树心横切面，它的薄年轮长得不规则，而且挤在一起，但以前它一直长得很好。1857年一次大地震震撼了加利福尼亚州南部的旷野，那棵树正好长在那儿。这样，那棵树就可以告诉我们，那段断层是什么时候处于活动时期的。 　　人们关心的另一个大问题就是：由于几世纪以来不断燃烧煤和石油，大气层中二氧化碳大量蓄积，从而造成未来的地球气温升高。年轮气象关系学国际计划的数据将扩展到公元1700年，这个年代比开始燃烧煤和石油的产业革命时期还要早得多。拉马舍说：“没有这种数据基础，大气层科学家要想确切地知道渐暖趋势，恐怕还要用10年到20年的时间去观察气温和二氧化碳。到那时，恐怕为时过晚了。” 　　树木无事不知，无所不晓。 　　如果我们不愚蠢，我们可以让树木的记忆向我们提供各种各样有用的知识，使我们既可通晓过去，也可预卜未来。 锋面雨 　　 英文名称 　　Frontal rain 　　Frontal precipitation 锋面降水 　　（frontal ：前面的, 正面的 rain ：雨） 基本概况 　　锋面活动时，暖湿气流在上升过程中，由于气温不断降低，水汽就会冷却凝结，成云致雨，这种雨称锋面雨。锋面常与气旋相伴而生，所以又把锋面雨称为气旋雨。锋面有系统性的云系，但是并不是每一种云都能产生降水的。 　　两种性质不同的气流相遇，它们中间的交界面叫锋面。在锋面上，暖、湿、较轻的空气被抬升到冷、干、较重的空气上面去。在抬升的过程中，空气中的水汽冷却凝结，形成的降水叫锋面雨。 　　锋面雨主要产生在雨层云中，在锋面云系中雨层云最厚，又是一种冷暖空气交接而成的混合云，其上部为冰晶，下部为水滴，中部常常冰水共存，能很快引起冲并作用，因为云的厚度大，云滴在冲并过程中经过的路程长，有利于云滴增大，雨层云的底部离地面近，雨滴在下降过程中不易被蒸发，很有利于形成降水。雨层越厚，云底距离地面越近，降水就越强。 　　高层云也可以产生降水，但卷层云一般是不降水的。因为卷层云云体较薄，云底距离地面远，含水量又少，即使有雨滴下落，也不易达到地面。 　　锋面降水的第一个特点是水平范围大，常常形成沿锋而产生大范围的呈带状分布的降水区域，称为降水带。随着锋面平均位置的季节移动，降水带的位置也移动。例如，我国从冬季到夏季，降水带的位置逐渐向北移动，5月份在华南，6月上旬到南岭-武夷山一线，6月下旬到长江一线，7月到淮河，8月到华北，从夏季到冬季，则向南移动，在8月下旬从东北华北开始向南撤，9月即可到华南沿海，所以南撤比北进快得多。 　　锋面降水的另一个特点是持续时间长，因为层状云上升速度小，含水量和降水强度都比较小，有些纯粹的水云很少发生降水，有降水发生也是毛毛雨。但是，锋面降水持续时间长，短则几天，长则10天半个月以上，有时长达1个月以上，"清明时节雨纷纷"，就是我国江南春季的锋面降水现象的准确而恰当的描述。 　　我国东部地区的降水主要是由夏季风带来的。当夏季风的暖气流登陆北上，与北方南下的冷空气相遇时，因暖空气轻，冷空气重，较轻的暖湿气就会被抬升到冷空气之上。形成了锋面雨。每年夏初，长江中游地区的地区的冬夏季风势均力敌，这条雨在此徘徊，阴雨连绵长达一个月之久，此时正值梅子黄熟的时节，所以人们又称之为梅雨季节。等到７、８月份，梅雨季节刚过，，随着冬季风的北退，雨带移出长江中下游地区，出现晴朗干旱的这种天气，这种在伏天发生的干旱又被称为伏旱。 锋面雨对河流清浊度的影响 　　首先，对河流清浊度影响最直接的是河流沿岸植被的多少。 　　其次，降雨期间，也会对河流清浊度产生短期的影响。影响程度与降雨时间和降雨强度有关。 　　但总的来说，锋面雨是一种长时间，高降水量的降雨，但是降雨的强度比较小。由于这些特点，锋面雨对地表的冲刷力相对于对流雨要小很多，而对地表的渗透程度要大很多。 　　此外，还与河流沿岸地形和土壤构成有关。 　　因此，在河流沿岸植被保护好的情况下，锋面雨对河流的清浊度影响不大，假如河流沿岸有茂密的森林的话，长时间的锋面雨甚至还会让河流一定程度变清，如漓江。 　　但是，如果河流沿岸的植被保护不好，甚至是赤裸的地表的情况下，长时间的峰面雨会使河流含沙量大幅度长时间的增加，如黄河。 学科网（北京）股份有限公司 $$