人类神秘现象

书山居士

为什么指南针会始终指向南方,这在古代曾是一个无法解答的谜,一直到1600年才由英宫廷医生吉尔伯做出科学的解释。原来地球本身就是一个大磁场,北磁极(N极)在地球的南端,南磁极(S极)在地球的北端。正是这个大磁场,吸引着磁针始终指向南方。

但是,法国科学家布容1906年在法国司马夫中央山脉地区对这里的火山岩进行考察时,却意外地发现那里的岩石的磁性与磁场的方向相反。此后,这一类现象被越来越多地发现,对它的研究也越来越深λ。人们终于发现,地球的磁场并非永恒不变的,现在位于南端的北磁极会转到北端去,而位于地球北端的南磁极则会转到南端去。这就是物理上所称的“磁极倒转"。

在研究中科学家还发现磁极倒转的现象曾在地球的历史上发生过许多次。据统计,仅在最近的450万年里,就可以划分出4个极性相异的时期,地磁场的方向从现在到69万年前称为“布容正向期”,基本和目前一样;从69万年到253万年前,称为“松山反向期”,地磁场方向和现在恰好相反;从253万年到332万年前,称为“高斯正向期,地磁场方向又与现在相同;

从332万年到450万年前,称为吉尔伯反向期,地磁场又同现在相反但是,地磁场方向在每一个磁性时期里,也并不是始终如一的,有时会发生被人们称为磁性事件的短暂的极性倒转的现象,俩如,在布容正向期里,就发生过被称为“v带ˉ和κ带的反向事件;在松山反向期中,则发生过“吉尔塞ˆ、“贾拉米滘ˆ等正向事件当然,在更古老的地质历史时期里也同样存在着地球磁场的这种翻跟头式的变化,只不过时间太过久远,我们还没有办法对其变化的具体时限进行确定。那么,为什么地磁场会发生变化呢?

有人认为,这可能是地球被巨大的陨石猛烈撞击后导致的结果,因为猛烈的撞击能促使地球内部的磁场身不由己地翻转一个跟头也有人认为,这与地球追随太阳在银河系里漫游相关,因为银河系自身也带有一个磁场,这个更大的磁场会对地球的磁场产生影响,从而促使地球的磁性会像罗盘中的指南针一样,随着银河系磁场的方向而不断地变化;还有人认为,由于地球本身的演变导致了磁极倒转的发生。总之,关于地磁场变化的原因,众说纷纭,莫衷一是。

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氧是构成生命的重要元素之一,它以气体形式存在于自然界中的合成物——氧气是地球上大多数生命进行各种活动所必需的物质之一。不过,也有人担心氧气会被耗尽,那么,这种担不是真的像杞人忧天那样毫无根据呢

在空气中氧气占21%,我们和其他生物呼吸空气中的氧,释放出二氧化碳,即体内废气一个健康的成人每天大约需吸入500升的氧气,呼出约400升的二氧化碳;除人类外大部分其他生物同样也吸收氧而释放二氧化碳。通常,大气中的水蒸气和二氧化碳的含量是不变的。一般二氧化碳含量为百万分之三,但是生产的发展使煤、石油、天然气等含碳燃料被大量使用,造成了大气中的二氧化碳逐年增加。

美国世界观察研究所公布了一份报告统计,100年前全世界每年进入大气的二氧化碳仅为9600万吨,而目前则达到50亿吨,预计在最近10年将递增到80亿吨,增长速度惊人早在100多年前,就已有人为二氧化碳含量的增加而担心了。1898年,英国物理学家凯尔文曾指出:随着工业的发展和人口的增多,这种情况十分让人担心。地球上的氧气500年后将全部被消耗光,只剩下日益增多的二氧化碳。

氧化碳增多的直接后果是地球的“温室效应”。同时,它还使地球的温度上升,冰川融化。据科学家预测,如果南极大陆的冰川因高温而融化,其增加的水量则可使美囯的摩天大楼淹没20层,并淹没掉荷兰等一些地势较低的囯家,使它们不复存在。那时的陆地面积很可能只占地表面积的5%~10%。

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在更为狭小的陆地上将生存全世界60亿~70亿的人口,人类恐怕也会逐渐灭绝那些和凯尔文一样担心氧气将会被耗尽的人们,只看到了问题的一个方面。事实上,除了绿色植物在消耗二氧化碳外,科学家们还发现在二氧化碳和水的作用下,岩石中所含的碳酸钙会变成酸式碳酸钙,这种形式的碳酸钙可以溶解在水中。据分析,每年由于岩石风化耗掉大约40亿~70亿吨二氧化碳,这些风化的岩石随着江河流入大海,它再与石灰化合并重新形成石灰石,并以新的岩石的形式沉入海底当然不必担心氧气会被耗尽的主要理由是,地球上生长着种类丰富、数呈众多的绿色植物。

世界上大量的绿色植物在光合作用中会吸收大量的二氧化碳,同时排出氧气。据科学家们实验分析,三棵大桉树每天吸收的二氧化碳,相当于一个人每天所呼出的二氧化碳的量。因而些人乐观地认为,地球不会变成二氧化碳的世界,但二氧化碳的含量也会略有增加。

各国科学家积极探索一些新途径,希望能减少二氧化碳的排放量,并尽可能将其再生利用,但是却没有更好的方法增加氧气的生成。专家们认为,减少森林面积的流失、保护绿色植物就是人类最好的保护氧气的方法。这些大量的绿色植物生产了我们人类赖以生存的氧气我们可以想象,如果有一天地球上的氧气被消耗殆尽的话,将会出现多么恐怖的场景。

而地球上的氧气是否真的会耗尽,则取决于人类的努力程度。如果人类不加克制地乱砍乱伐林木,破坏生态平衡,势必会造成氧气生成机制的阻碍,那么,我们真的可能会在某一天面临缺乏氧气的危机。反之,若人类能未雨绸缪,尽早地采取相应措施,就有可能避免氧气被耗尽的窘境。一切都取决于我们人类自身的行为

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在世界地图被绘制出来之前,几乎没有人对我们生活于其中的这个星球的海陆分布状况产生过疑问,人们对大陆形状的兴趣产生于第一张世界地图产生之后。在对现有海陆分布情况做出解释的各种学说中,“大陆漂移说¨影晌最大,也最具争议。那么,“大陆漂移说¨到底成不成立呢?

麦卡托是一名荷兰学者,他于16世纪末结合人类长期积累的地理资料,依据地理大发现绘制出人类第一张世界地图。由此,人们对地球表面的基本地理状况有了比较准确的了解,许多人还因此对大陆状况产生了兴趣。科学家在19世纪末发现了一种蚯蚓,叫作“正蚯蚓”,它在欧亚大陆与美洲东海岸广泛分布,但在美洲西部却没有。这显然说明,正蚯蚓很可能是从大西洋彼岸的欧亚大陆迁徙到了美洲东海岸。

这一发现令当时的许多科学家百思不得其解魏格纳是一名德国气象学家,1910年,30岁的他曾因病住院。有一天他躺在床上出神,床对面墙上有一幅世界地图。突然他从地图上获得了某种灵感,发觉大西洋两岸的轮廓非常吻合,他还发现非洲—边的海岸线与南美洲—边的海岸线看上去就像张被撕成两半的报纸,凹凸相对。他认为美洲与非洲原来是连在一起的,但这个念头一闪而过,并没有深究。

11年秋天,魏格纳读到了密卡尔逊写的关于蚯蚓奇怪分布的书。读后魏格纳不禁想到他在一年多以前注意到的那个奇怪现象,即非洲的西海岸与南美洲的东海岸中一个大陆的凸出部分正好与隔海相望的大陆的凹入部分相似,且遥相呼应。他不由地猜测,本来就是一整块的大西洋两岸大陆后来破裂漂移开来,成为现今的东西两个海岸线。如果是这样,蚯蚓就不是横渡大洋了。

沿着这个思路,他又进行了许多研究魏格纳在1912年发表了一篇论文,在论文中他提出了大陆漂移说ν。1915年他出版了一本轰动世界地质界的著作,书名叫《大陆与海洋的起源》。他认为,地球在远古的时候只有一块陆地,这块陆地叫作泛古陆”;一个统一的大洋包围着这块泛古陆,这个大洋叫作泛大洋。

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大约2亿年前,地球上发生了一次重大的变化,泛古陆在这次变化中开始发生破裂。破裂了的大陆在地球自转和天体引力的影响下向外漂移,像航行在水面上的船舶一样。这些漂移的大陆在距今约两三百万年前,终于漂到了今天的位置,形成了七大洲、四大洋,即现代地球版图的基本面貌许多人对大陆漂移说持怀疑态度,因为人们不相信庞大的大陆可以在水中漂移。

另外,限于当时的硏究水平,魏格纳的理论也存在着许多破绽和缺陷。1930年,在第四次前往格陵兰考察时,魏格纳不幸遇难,从此大陆漂移说的主要倡导者也没有了。这一学说一度几乎被人们遗随着海洋地质硏究的深入,古地磁硏究所总结的大量资料,魏格纳的大陆漂移学说在20多年后,又在新的理论基础上重新获得了生命力英囯物理学家布莱克特是专门研究古代地磁学的专家。

1954年,他找到了大陆漂移的直接证据。英国人赫兹依据沿大洋海岭对称分布有磁性条带这一新发现,提出了地幔对流和海底扩张说。他设想新地壳的诞生处是大洋的海岭,地幔中的物质不断从海岭当中的裂缝中流出来,并凝结在海岭两边,造成海岭不断向外扩张,并以一浪接一浪、后浪推前浪的方式运动。赫兹认为,迄今这种运动过程仍然持续不断。

1968年,法国人勒皮雄提出板块构造理论。这种理论认为地球的外壳由20几个大板块组成,其中最基本的是太平洋板块、印度洋板块、美洲板块、欧亚板块、非洲板块、南极洲板块等6大板块。根据他的板块构造理论,地壳不断发生变化,在整个地质时代载着大陆的板块都在运动着,地球大陆在漫长的年代里实际上被撕裂过若千次。新的海洋就在它们被撕裂时形成了,但有时大陆在板块相互碰撞的情况下又粘接在一起,原来的海洋地带就变成了陆地,在别的地方又撕裂成了新的海洋。

通过大洋海岭的扩张,海底也同样不断扩张,这一点成功地解释了目前地球海陆的分布状态。板块学说是一种全新的地理学观念,它指出,大陆和海洋都有分有合、有生有灭,并非永恒不变随着更多的观测事实的积累,20世纪60年代以后,大陆漂移论又在新的理论基础上复活。现在通过人造卫星的精密测量,人们已经证实:大西洋在以每年1.5厘米的速度扩展,太平洋上的夏威夷群岛与南美大陆和北美大陆相互靠近的速度是平均每年5.1厘米,大洋洲与美洲大陆分离的速度则达到了每年1厘米。但是,这并不意味着这一学说已经被所有的人无条件地接受了。

时至今日,人们仍不太相信这个理论。一些科学家就认为“大陆漂移说的前提是地球体积和地表总面积固定不变,这是从对地壳变动的认识来分析问题的,因而有许多疑点无法解释他们认为相似的板块构造说”也是如此。但勒皮雄关于大陆本来连在一起的思想启发了许多研究者,包括后来怀疑、反对他的研究者。关于大陆漂移说成立与否的争论还在继续,许多新的学说还在不断涌现,到底孰是孰非，尚无定论。但是可以肯定的是,随着对该问题探讨的深入,人类对它的认识必将日益接近事

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公元79年的一天下午,意大利的维苏威火山突然爆发,附近的两座小城全部埋葬在火山爆发喷出的火山灰底下。直到1600年后,庞贝这座被火山灰湮灭了的城市才被人们发现1902年5月8日,加勒比海东部的培雷火山,在沉睡了50年后爆发了。大量的气体和火山灰成的高温黑烟在向水平方向推进时,正好经过距火山800米的圣皮埃尔城,整个城市在猛烈的火焰横扫下被化为废墟。

约有28万人在火焰的侵袭下窒息而死,整个城市除了一个关在地牢里的囚犯侥幸逃了出来外,其他人全部丧生1980年,美国圣海伦斯火山连续发生4次大爆发。当时,火山灰同气体在空中摩擦,冲击穿透云层,产生了雷鸣、闪电和强烈的暴风雨,并有大规模的山崩发生,使原火山的顶部降低了200米自古以来,火山爆发给人类造成了巨大的危害,它的破坏力足以彻底摧毁火山附近的村庄、城市。因此,人们渴望了解火山爆发的规律,以期最终战胜它。

古罗马人普林尼安是世界上最早详细地考察和记载火山情况的人。公元79年,维苏威火山大爆发,普林尼安对这次大爆发进行了实地考察,并且详细地记录了爆发的全部过程,为后人了解这次灾难留下了宝贵的资料。不幸的是,由于他在考察时吸入了过多的火山喷出的有毒气体,做完这个伟大的贡献后不久就去世了。人们为了纪念这位火山研究的先驱,决定以他的名字来给维苏威型火山喷发命名。

因此,维苏威型火山啧发又叫普林尼安型火山喷发20世纪以来,伴随着科学技术的飞速发展,人们对火山的研究也取得了重大进展。19441945年,苏联东部堪察加半岛一带的克留赤夫火山开始了大规模的喷发,这次喷发持续了很长时间,而且十分猛烈。喷发停止后,一支探险队深入火山口内,进行了为期近30年的系统研究,大大加快了人类预测火山爆发的步伐。195年,苏联科学院的火山研究站综合许多前人研究的成果以及他们自己的经验,对堪察加半岛进行了一番实地考察,预测该岛的另一座火山将要爆发。果然,10多天以后,这座火山爆发了。

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1982年3~4月,埃尔奇琼火山突然爆发,大量气体和尘土被喷射到距地面42千米的高空然后降落到北美和南美之间的广大地区,附近的村庄无幸免地遭受了火山灰和熔岩的袭击。埃尔奇琼火山的爆发最早是由美国的人造卫星探测到的。火山喷发后地球高层大气中的二氧化氬、臭氧和水汽的含量以及海洋的表面温度都出现了异常,天空中还出现了由几百万吨火山灰和烟气形成的厚达3000米的巨大云层。

科学家经过分析后认为,由于大量阳光被厚厚的云层所阻挡,使一些地区得不到照射,造成了地表温度的变化,甚至有些地方出现了干旱、热浪和暴雨等灾害。为了彻底研究这个现象以及它所带来的后果,研究人员乘飞机降落到火山口对火山口进行实地调查。虽然几个月前大规模喷发已经停止,但仍有水蒸气和有毒的气体从湖水中和地面上大大小小的裂缝中不断地冒出。到这里的人户面具,否则几分钟内就会倒毙,但即使戴上了防护面具也只能坚持几小时。这使得考察队员们不得不把营地建立在火山口外,然后每天冒着极大的风险乘直升机出入火山口。但用这种方法也很困难,因为火山口经常有大风,使得直升机飞行困难,加上云层很厚,导致驾驶员很难看清周围的情况,根本无法使直升机安全降落.

在如此恶劣的环境中,考察队员们开始了对火山全面而细致的硏究。美国科学家罗斯是第个走进火口湖的人。火口湖湖面很竞,湖水很浅,只没到他的脚踝,可是热得让人受不了罗斯咬牙坚持着,用取样管釆集到淘水样品。同样辜不畏惧地走进火口湖的美囯科学家汤姆斯卡萨德瓦尔,则用一个小型温差电偶测出湖水的温度为52℃。这两名美国科学家对湖水进行检测,发现由于很多二氧化硫溶解在水中,使得湖水呈酸性科学家佐勒花了许多时间和力气才将一台重17千克的抽气装置安装在火山口。他利用这台装置,采集到几十管从裂缝中冒出的气体,经过测算他发现埃尔奇琼火山每天能喷出约400吨硫。

探险家的冒险取得了重大的成果,专家们根据他们收集的资料硏究分析埃尔奇琼火山爆发对全球气候的巨大影响、政府应如何制定相关的农业政策,等等。在火山专家们和火山探险家的共同努力下,人们已初步掌握了一些火山活动的规律,并根据这些成果和已经积累的经验,多次成功地对火山爆发做出预测在意大利的西西里岛上,耸立着欧洲最高的火山——埃特纳火山,历史上这座火山曾多次爆发。1983年3月28日,埃特纳火山再次喷发。为了维护人民的生命财产安全,意大利政府决主采取积极的措施,人为地改变熔岩的流向,将它导入附近的一个死火山口。

1983年5月14日凌晨4时,人类历史上首次成功使用人工爆破法改变火山熔岩流向。通过电视屏幕,无数人看到了这激动人心的过程。这是人类在征服火山、改造火山的进程中取得的一次伟大胜利。

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地震是一种自然灾害,它的破坏力十分强大,让人谈之色变,使居住在地球上的人们缺乏安全感。许久以来,人类一直渴望能找到一种可以准确预报地震的方法,以减少和预防地震带来的损失。但直到现在,这个愿望仍没能真正地实现。地震的形成有两种原因,一是火山爆发,一是地下岩石运动。一些地震发生在地下至少10，20千米的岩石圈中,有的甚至深达数百千米,这种深度大的地震和坚硬的岩石圈给人类的观测造成了一定难度。

更何况,地震是由多种因素引起的,人们很难—预测到。所以,想要预测地震是件很困难的事,尤其是临震预报和近期预报。有许多历史资料记载了从自古至今的许多重大的地震的情况和损失,但少有说到抗灾防灾、预防地震的。现在,科学家们终于找到了一种新的预测地震的方法—运用卫星预测地震,科学家们借助卫星遥感技术进一步了解和观测气象活动。

科学家们发现,当情况异常时,地表温度就会比周围正常温度生关系密切,因为,在地震将要发生的地区,地壳会先产生很大的力,挤压震中周围的岩石这些岩石由于受挤压就会变形而产生裂缝,顺着这些裂缝会释放出二氧化碳、氢气、氬气和甲烷等气体。由此可知,如果一个地方将要发生地震,那么在震前,这个地方的低空大气会局部温。又因为热物体向外辐射红外线(红外电磁波)时,它的强度大小是受物体温度影响的。

所以,当一个地方产生热红外异常现象时,那肯定是因为这个地方的低空大气升温,而卫星上的红外探测器就是专门帮助科学家们探测并及时捕捉地球表面温度瞬间变化的。这样,就可以及时掌握地震前发出的信息,从而很好地预测地震。当然,只有这种热红外地震前兆信息是不够的。地震专家还要结合地质构造、地震带分布以及气象等情况进行全面分析,这样才能准确预测地震发生的时间、地点和震级。

现在,这种新的预测方法已得到了实际的运用,并取得了初步的成效。例如,1997年,地震工作者对日本列岛做过7次预报,除了1次失误,其余6次都是比较准确的。在对卫星热红外图像震兆的研究中,地震工作者已经取得了引人注目的成就,虽然仍有许多难题没有解决,但地震预测技术必将日益完善。

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从太空中看地球,它是一个大部分为蓝色的圆球,那些蓝色的部分便是水。在太阳系中地球是唯拥有液态水的天体。这让人们不禁想问:地球上的水来自何处?地球其实名不副实,它表面积约51亿平方千米,其中陆地面积占地球表面积的292%,海洋的面积占708%,是一个实实在在的水球地球上有多少水?联合国统计资料显示,地球上总共有1386亿立方米的水长久以来,人们对地球上水的来源问题一直争论不休。

对此,有两种完全相反的看法种观点认为水是从天上(雨雪)掉下来的:另一种观点认为,雨雪是地面上的水蒸发后才到了天上的有些科学家说,太阳风导致了水的产生,地球水是太阳风带来的,是太阳风的杰作。首先提出这一观点的科学家是托维利,他认为太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流,电子和氢原子核—质子是其主要成分。地球水中的氢与氚含量之比为6700:1,这同太阳表面的氢氚比是十分接近的。因此托维利认为,根据这个成分对比,可以说明地球水来自太阳风。

研究地球物质成分和内部构造的科学家认为,地球上的水其实是从地球内部挤压出来的地球表面原本是没有水的。水最早是从星云物质中带来的,在地球形成时,通过地球的演化后来不断从地球深处释放出来。几乎在每次火山喷发时总会喷出大量气体,水蒸气要占到7以上。地下深处的岩浆中有水分,即使是由岩浆凝固结晶而成的火成岩,水也以结昌水的形式存在其中但是,随着人们对火山现象硏究的深入,上述观点被推翻。

人们发现同火山活动有关的水,是地球现有水循环的一部分,并不是什么从深部释放出来的新生水学家克莱因分析了世界各火山活动区与火山有关的热水中的氚,证明它们与当地的地面水是相同的,从而确认它们是渗入地下的地面水,在火山热力的作用下重新变为水蒸气上升后来,科学家根据对某些地区火山热力所导致的氚进行分析,发现人工爆炸能够导致氚含量的升高,这就进一步说明其实是新近渗入地下的雨水变成了火山热水。这些研究成果使那些主张地球水来自“娘胎的研究者修正了对火山水的看法。

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原来,科学家发现,大气中水蒸气分子在太阳紫外线的作用下,会分解成氢原子和氧原子。氢原子向外飘扬,当它到达80~100千米气体稀薄的高热层中时,原子的运动速度会超过宇宙速度,能摆脱地球引力离开大气层从而进入太空。这样一来,地球表面的水就流失到了太空。

人们经过计算发现,飞离地球表面的水量差不多等同于进入地球表面的水量。可是,有个奇怪的现象似乎不符合这种说法,那就是地质学家发现,2万年来,世界海洋的水位涨高了大约100米。地球表面水面为什么不断增高呢?这至今还是个谜自1918年以来,弗兰克等人通过对从人造卫星发回的几千幅地球大气紫外辐射图像仔细研究,发现总有一些小黑斑出现在圆盘形状的地球图像上。

。每个小黑斑面积约有200平方千米大约存在2~3分钟。经过仔细研究和检测分析后,弗兰克等人发现这些黑斑是由一些肉眼看不见的由冰块组成的小彗星,撞进地球大气层,融化成水蒸气造成的。这些小彗星频繁地坠入大气层,每5分钟大约有20颗平均直径为10米的这种冰球进入大气层,每颗融化后能变成100吨左右的水,地球因此每年可增加约10亿吨水。

地球从形成到今天,大约有46.5亿年的历史,照此计算,这种冰球一共为地球提供了460亿吨水,比现在地球水体总量还多关于地球水的来源有许多各不相同的认识,各有各的道理,但真相究竟如何,还有待科学家们收集更多的客观证据,以揭开这个谜。

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从春末到夏季,是冰雹经常出现的季节。但是按常理来说,只有在冬天那种寒冷的天气里才会结冰,可为什么在炎热的夏天也能形成冰?这实在令人费解中国国土辽阔,各地的气候条件各具特点,有些地方就常常发生冰雹灾害。

冰雹的分布有这样一个特点:西部多,东部少;山区多,平原少。冰雹在中国东南部地区很少见,常常几年、几十年也遇不到一次;而青藏高原则是冰雹常光顾的地区,局部地区每年下冰雹的次数超过20次,个别年份达50次以上。唐古拉山的黑河一带是中国冰雹最多的地方,平均每年下冰雹34次之多。

世界上冰雹最多的地方则是肯尼亚的克里省和南蒂地区,那里一年365天中有130天左右下冰雹1928年7月6日,在美囯内布拉斯加州的博达,下了一次规模较大的冰雹,冰雹堆积有36米高,其中最大的一个冰雹周长4318毫米,重680克,是当时世界上最重的冰雹块。

1968年3月,在印度比哈尔邦降下的冰雹中,有一块重1000克,一头小牛被当场砸死。

这是人类历史上一次严重的冰雹灾害,十分罕见那冰雹是怎么产生的呢?它为什么会在夏天出现呢。

原来,在夏天,大量水汽在强烈的阳光照射下,急剧上升,到高空遇冷迅速凝结成小冰晶往下落,—路上碰上小水滴,掺合在一起变成雪珠。雪珠在下降过程中被新的不断上升的热气流带回高空。就这样,雪珠在云层内上下翻滚,裹上了层层冰外衣,越变越大,也越来越重终于从空中落下,成为冰雹。冰雹小如黄豆,大如鸡蛋,最大的像砖块那么大。

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冰雹形状并不规则,多数呈球状,有时呈块状或圆锥状。冰雹内部构造很不均匀,中间有个核,叫雹核,主要是由霰粒或软雹构成,也有由大水滴冻结而成透明冰核的。雹核的外面交替地包裹着几层透明和不透明的冰层,有的冰雹多达十几层甚至30层,在冰层中还夹杂着大不同的气泡。

1894年5月11日下午,在美国的博文纳一带下了一场大冰雹。人们发现其中有一块冰雹直径竟然长达152~203厘米。仔细观察后发现,冰雹里居然有一只乌龟,外面才是层层厚冰原来,在博文纳,那天正刮着旋风,这只不幸的乌龟被旋风卷上天空,直上云霄,在云海里被当作核,被冰晶层层包裹,等到超过上升气流的承托力时,才坠落到了地面。

有趣的是,有时一场冰雹过后,人们会发现一些特大的冰雹,有的重几十千克,足有面盆大;有的竟有汽车那么大。如1957年,中囯内蒙古自治区伊克昭盟伊金霍洛旗下了一场冰雹人们在山谷中发现了一块像一辆吉普车那么大的巨雹。更令人惊奇的是,1973年6月13日,在中国甘肃华池县山庄桥发现的一块巨雹比房屋还高。

这些巨雹真是从天上降落下来的吗?但上升空气是托不住一个重10千克的巨雹的,所以巨雹来自天空的可能性微乎其微。那它又来自何方呢?由于没有足够的证据,科学家只能对巨雹之谜进行推测。他们认为,在降雹过程中,冰雹云后部受到千冷空气的侵袭,结果降落到地面的雨滴仍保持着冷却性,随风飘下的雨滴聚集在某一冷的物体侧面上,边冻结,边增厚,形成棱形的巨雹。

因此,它的原料来自于天上,成品却是在地面上加工形成的。这种推测有一定的道理,但目前也只是推测巨雹究竟是怎么回事?我们只能寄希望于气象学家的硏究。相信有一天,这个谜会被解

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风是一种常见的自然现象,但是,大自然也造出了许多怪风,它就像在空中飘荡的幽灵给人类的生产、生活带来了危害有一句俗语清明前后刮鬼风种所谓的“鬼风能转着圈跟着人走。

世界上当然是没有鬼的,这种风其实是一种尘卷风,它一旦遇到障碍物,便会改变前进的方向,在一个地方打转,有时它还挟带着泥沙、纸屑旋转上升。

有一种叫焚风的风可以把东西点燃,在千燥季节能使树叶、杂草等着火,引起火灾这种风可以使积雪在很短时间里融化,造成雪崩。焚风最早是指气流越过阿尔卑斯山后在国、奥地利和瑞士山谷的一种热而千燥的风。实际上在世界其他地区也有焚风,如北美的落基山、中亚西亚山地、高加索山、中国新疆维吾尔自治区吐鲁番盒地。这种风主要是因为受到山脉阻挡时沿着山坡上升而形成的。

一般来说,空气流动遇山受阻时会岀现爬坡或绕流。气济在迎风坡上升时,温度会随之降低。空气上升到一定高度时,水汽遇冷出现凝结,以雨雪形式降落。空气到达山脊附近后,变得干燥,然后在背风坡一侧顺坡下降,并以干绝热率增温。此,空气沿着高山峻岭沉降到麓的时候,气温常有大幅度的升髙,从而形成焚风。

焚风常造成农作物和林木干枯,也易引起森林火灾,遇特定地形,还会引起局地风灾,造成人员伤亡和经济损失。阿尔卑斯山脉在刮焚风的日子里,白天温度可突然升高20°C以上,初春的天气得像盛夏一样,不仅热,而且十分干燥,经常发生火灾。2002年11月14日夜间,时速高达每时160千米的焚风风暴开始袭击奥地利西部和南部部分地区,数百栋民房屋顶被风刮跑,顷森林的大树被连根拔起或折断。风暴还造成一些地区电力供应和电话通讯中断,公路铁路交通受阻。

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在怪风家族里,不仅有可以点燃东西的焚风,还有无比寒冷的布拉风。约100年前,俄国黑海舰队的四艘舰艇停在海岸边,忽然刮来一阵狂风,卷起千层巨浪,刹那间船被冻成了一座冰山,最后全部沉没。布拉风是一种具有飓风力量的极冷的风。2002年12月,海测艇和辅助船“北冰圈号由于没有及时进入公海,被布拉风吹得冰冻起来并沉入海底。人们经过研究发现,这种可怕的风是因为陆地上空控制的冷空气团和不断上升的海上热空气之间的气压差而形戈的。

这种风的风力可以达到12级,甚至超过12级,具有极强的摧毁力与破坏力,在这种风的袭击下,一切事物都可被摧毁上面说的这些风虽然很奇怪,但要说对人类危害最大的还得算台风台风是一种形成于热带海洋上的风暴,太阳的照射使海面上的空气急剧变热、上升,冷空气从四面八方迅速赶拢来,热空气不断上升,直到到达高空变为冷空气为止。这些热空气冷凝后,立即变为暴雨,四面八方冲来的冷空气夹着狂风暴雨形成了一个大旋涡,从而形成台风。

台风对人类危害极大,它有时会把大树连根拔起,会把房顶掀掉,伴随狂风而来的剽泼大雨还会淹没庄稼、中断交通。海面上,台风的破坏力更是惊人,它掀起滔天巨浪,威胁海上作业人员和海上航行船只的安全。如果台风在空中产生带有垂直转轴的漩涡,就会形成龙卷风,这是一种强烈的小范围旋风,其破坏力远远大于台风。上海浦东地区曾受到过龙卷风的袭击,那场风把一只1万吨重的储油罐轻而易举地抛到120米以外。

台风理所当然是一种恐怖的怪风,然而怪风家族里的一些微风“也具有一定的破坏力个晴朗的夏夜,一座70米高的铁塔在一声巨响中全部倒場了。当时除了阵阵微风外,没有任何异常情况,当时人们不知道铁塔为何而塌。后来,人们才发现当气流贴着物体流动时会形成—个个小旋涡,这旋涡会产生一种使物体左右摇摆的力,从而危及建筑物。

建筑物的设计师们只注意到大风,却没有注意到这种微风的破坏力,前边讲的那座铁塔就是被这微风吹倒怪风虽怪,但如果我们巧妙地加以利用,有些怪风也可以为人类造福。比如,人们利用钦罗克风带来的热量,在经常出现“钦罗克ˉ风的地方种植一些作物和果树,便可利用“钦罗克风带来的热量来促进植物的生长,从而使当地也可种植一些原本要栽在南方的植物。只要我们能够认识它们,就一定会找到办法兴利避害,让怪风为人类服务。

书山居士

宇宙里的大部分空间是空旷的,但也到处都有四处游移的物质球体,如行星、卫星和恒星。它们穿梭于太空中,时时变换队形,就像上演着一场集体舞。在太空舞会进行的过程中个星球彼此之间都存在牵引力,使一个星球朝向另一个星球的平面凸起。这个牵引力就是万有引力。

地球在万有引力的作用下,海平面有规律的涨落,这就是潮汐现象。海平面每13小时出现次涨潮的最高点,叫作“高潮¨当海平面降至最低点的时候就叫作“低潮。所以你每天都可以看到的潮涨潮落其实就是地球在深邃的夜空中旋转所产生的局部效应。太阳、月球和太阳系中的所有其他行星对地球上的陆地和海洋都有牵拉的作用,但只有太阳和月球的作用是比较明显的。

虽然太阳离地球很远(1.5亿千米),但太阳的质量也很大,所以它作用在地球上的万有引力相对较明显。月亮的质量虽小(约为地球的181),但它却是地球真正的近邻(距离地球约为38万千米),所以它对地球的作用也是相对显著的。虽然太阳的引力大些,却不如月亮的作用效果明显。引起潮涨潮落的力来自于月亮,不仅为月亮距离地球比较近,而且月亮作用在地球上的引力在各处变化比较明显——大小取决于该处距月亮的距离。刚好朝向月亮的海域由于比其他海域距离月亮更近,所以受到的引力比较大。

可事实上,朝向月亮和背对月亮的海域会同时出现涨潮,这又是为什么呢?你可以这样想:在朝向月亮的一面,海水被月亮拉向远离地球的一侧,而在背对月亮的那面,则是地球被拉向远离潮水的一侧,这也会产生涨潮的现象。在月亮绕地旋转的过程中,地球本身也在不停地自转,高潮和低潮交替出现

与月亮相比,太阳距离地球太远了,它的引力无法引起地球上不同海域上海平面的显著变化。但是当太阳、月亮和地球排成一线,也就是出现满月或新月时,海平面就会特别高或特别低,叫作“朔望大潮。朔望大潮每年只出现月亮的引力不足以竖直地提起海水,但当月亮围绕地球旋转时,在某些位置上月亮刚好处于海浪的前方,就加速了海浪的运动,使海水在月亮正对着的海域积聚。

聚集的海水一般会使海平面升高1~2米。当海浪冲向岸边时,海岸再次提升了海浪的高度。在某些海域,海浪可以高出海平面十几米。而在另一些海域,由于部分海水移冋了涨潮的地方,这些海域就出现了低潮。

书山居士

不知你有没有听说过海火现象,但在现实生活中,确实多次出现过海火现象1933年3月3日凌晨,日本发生三陆海啸时,人们看到,当波浪从釜石湾口附近的灯塔涌进海湾中央时,三四个像草帽般的圆形发光物在浪头底下出现,它们色泽青紫,横排着前进,像探照灯那样向四面八方照去,光亮可以使人看到波浪中的破船碎块。一会儿,这囻形发光物被互相撞击的浪花搅碎,然后发光物就消失了。

1975年9月2日傍晩,在江苏省近海朗家沙一带,海面上有微微的光亮随着波浪的起伏跳跃,就像燃烧的火焰那样不断跳动,这种现象一直到天亮才逐渐消失。第2天夜晩,再次岀现亮光,而且更加光亮。以后逐日加强,到第7天,人们看到有很多泡沫在海面上涌现,当渔船驶过时,激起的水流异常明亮,水中还有珍珠般闪闪发光的颗粒,好像灯光照耀一般。几个小时以后,这里有地震发生1986年和1987年,在大西洋和印度洋的海面上美国船队和日本船队分别同类似的海上怪火相遇。

联合国曾组织有关地质学家和海洋专家调查过海火现象。调查报告有以下3种解释:第由于有难以计数的可燃发光微生物群在海底聚集,随着生殖繁衍其群体日益增多乃至涌出水面,再加上光照和空气中的氧气等条件,怪火就可能酿成;第二,由于恰是可燃气体如沼气等的气源在海底,气源膨胀后可燃气体从水面冲岀,与空气摩擦燃着成为怪乂;第三,由于海洋波涛汹涌,巨浪互相撞击,如条件合适,水中氢氧元素便会被分开,在强光的照耀下,怪火学者认为,怪火的出现与地震关系紧密。

美国科学家曾对圆柱形的花岗岩、煤、玄武岩、大理石岩等多种岩石试样进行压缩破裂试验,结果发现当有足够大的压力时,这些试样便会爆炸性地碎裂,在几亳秒内会有一股电子流释放出。周围的气体分子正是在这股电子流的激发下发出微弱的光些样品若被放在水中,水也会因它碎裂时产生的电子流发出亮光。

因此,当发生强烈地震时,很多的岩石破裂,破裂过程中释放的电子流足以产生让人感到眩目的但怪火现象极为复杂,可能是因为不同的原因造成的,所以海火也具有不同的特征。但海火现象确实存在,且其形成机制我们尚未完全弄清,尚有待我们继续探索

书山居士

在美国俄克拉何马州阿得莫尔市曾经发生过这样一件怪事:两匹马拉着一辆大车在路上行走,车夫坐在车上,由于天气闷热,他打起了瞌睡,突然一声巨响把他惊醒。睁眼一看,两匹马和一根车辕都已经无影无踪了,而自己和车子却是安然无恙俄克拉荷马州的对夫妇也遭到过这种厄运。在1950年的一个睛朗的夏日,他们躺在床上休息。

一声刺耳的巨响将他们惊醒,他们俩起来一看什么也没有发现,以为这声音是梦中听到的,于是重新又躺了下来。但是,他们忽然发现他们的床已被弄到荒无人烟的旷野,周围没有房子,没有任何建筑物,也没有牲畜,只有一只椅子还留在他们的旁边,折叠好的衣服仍好端端地摆在上面!据说这件怪事的罪魁祸首是龙卷风。

龙卷风是云层底部下垂的漏斗状的云柱及其伴随的非常强烈的旋风。文献上记载的下银币雨、青蛙雨、黄豆雨、铁雨、虾雨,还有血淋淋的牛头从天而降等现象,都是龙卷风把地面或κ中的物体吸上天空,带到远处,随雨降落造成的。龙卷风中心气压极低,中心附近气压梯度极大,产生强大的吮吸作用。当漏斗伸到陆地表面时,把大量沙尘等物质吸到空中,形成尘柱,称陆龙卷;当漏斗伸到海面时,便吸起高大的水柱,称水龙卷或海龙卷。龙卷的袭击突然而猛烈,产生的风是地面上最强的。

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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。龙卷风的强大气流还能把上万吨的车厢卷入空中,把上千吨的轮船由海面抛到岸上。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。1925年3月18日,一次有名的“三州旋风遍及美国密苏里、伊利诺伊和印第安那三个州,损失达4000万美元,死亡695人,重伤2027人;

1967年3月26日,上海地区出现的一次强龙卷,毁坏房屋1万多间,拔起或扭折2座抗风力为12级大风两倍的高压电线铁塔;1970年5月27日,一个龙卷风在湖南形成后经过沣水,在沣水的江心卷起的水柱有30米高、几十平方米大,河底的水都被吸干了龙卷风在世界各地都曾出现过,中国龙卷风不多见,而在美国、英国、新西兰、澳大利亚、意大利、日本出现的次数却很多。龙卷风在美国又叫旋风,是常见的自然现象。

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15分钟后在云层下端产生了漩涡。漩涡迅速增长,变成一根顶天立地的巨大风柱,在3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。龙卷风漩涡竟然将一座新造的75米长的铁路桥从石桥墩上“拔"起,把它扭了几扭然后抛到水中。事后专家们认为,这次龙卷风漩涡壁气流的速度已高于声速,威力巨大。

书山居士

把高于声速的龙卷风比喻为一个魔术师一点也不为过。1896年,美国圣路易市发生过一次旋风,使一根松树棍竟轻易穿透了一块1厘米左右的钢板。在美国明尼苏达州,1919年也发生了一次旋风,使一根细草茎刺穿木板,而一片三叶草的叶子竟像模子一样,被深深嵌入了泥墙中。更让人不解的是,一次龙卷风将坐在家中的一对夫妇和他们的大儿子和小儿子吹到一条沟里,而她的次子则被刮走不见影踪,直到第二天才在另一个市被找到。

尽管他吓得魂不附体,但丝毫未受损伤。令人奇怪的是,他不是顺着风向被吹走的,而是逆着风被吹到那个市尽管人们早就知道龙卷风是在很强的热力不稳定的大气中形成的,但对它形成的物理机制,至今仍没有确切的了解。有的学者提出了内引力—热过程的龙卷成因新理论,可是用它也无法解说冬季和夜间没有强对流或雷电云时发生的龙卷风。龙卷风有时席卷一切,而有时在它的中心范围内的东西却完好无损;有时它可将一匹骏马吹到数千米以外,而有时却只吹断棵树干;有时把一只鸡的一侧鸡毛拔完,而另一侧鸡毛却完好无缺,龙卷风造成的这些奇怪现象的原因至今都不清楚。

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,只有几分钟,最多几个小时。作用面积很小,一般直径只有25~100米,在极少数的情况下直径才达到1000米以上,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岀微波束,微波信号被龙卷风中的碎屑和雨点反射后再被雷达接收。

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。为了制服龙卷风,预测龙卷风,人们正努力探索龙卷风形成的规律,以解开这个自然之谜。

书山居士

夏天,雷电交加的晚上雷声隆隆,火花在天空中闪亮,一道道明亮刺眼的闪电划破寂静的夜空。闪电是人们司空见惯的一种自然现象。专家计算过,全世界平均每秒钟就要发生100次闪电。

人们常常见到的闪电大多是分杈的枝条状而非平直的线条状,科学家对此有不同的解荷兰科学家曼努埃尔·艾里亚斯解释说,大气放电过程中存在两种媒介,即中性气体和个充斥着电离气体的通道,通道在一定的时机会成为一个导体,放电时电流进行自由的流动而电离气体和中性气体由于界限的不稳定就会出现交融,因而出现了分岔的枝条状现象科学家还解释说,分枝现象是否出现取决于电场的强度。如果电场强度大,也有可能使阴极和阳极气体迅速形成枝繁叶茂的闪电现象。

除了树枝状的闪电以外,还有一种球形闪电也是多年来科学家研究探索的现象之一。几乎所有的报道都表明,球状闪电出现在雷暴天气下,且尾随于一次普通闪电之后。它出现时常飘浮在离地面不远的空中,接触地面后常反弹起来,而被接触的物质通常会被烧焦,目前,囯内外有很多关于球形闪电的报道。

10多年前,出现在德国的球状闪电却很奇特。人们看到一个大火球自天而降,击在一棵大树顶上,当即分散成10多个小火球,纷纷落地,消失了,犹如天女散花一样在苏联的一个农庄,两个孩子在牛棚的屋檐下躲雨。突然,屋前的白杨树上滚落下一个橙黄色的火球,直向他们逼来。慌乱中一个孩子踢了它一脚,轰隆一声,奇怪的火球爆炸了,两个孩子被震倒在地,但没有受伤。

事后,人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。在美囯一个叫龙尼昂威尔的小城里曾发生过一件怪事:一位主妇清楚地记得,她放进冰箱的食品是生的,可是在她从市场回到家里,打开电冰箱一看,发现所有的食品都成了熟食。后来,经过科学家的研究才明白,这是球状闪电开的玩笑。不知怎么搞的,它钻到电冰箱里把冰箱变成了电炉,奇怪的是,冰箱竟没有损坏!位名叫德葉金格的奧地利医生,在钱包被盗的当天晚上,被请去为一个遭雷击的人看病,他发现那个人的脚上印着两个b字,同自己丢失的钱包上的“b字大小相同,结果钱包就在这个人的口袋里。