2018年08月22日 星期三

暴烈的台风之美

时间:2017-10-13 10:25:52  作者:摄影/庄育杰 许福财 张振友 毛豫娜 陈必芳 林系群 洪荔菁

云朵之美 千姿百态
 
    台风渐渐逼近的时候,乌云从四面八方弥漫而上,封锁了明亮的天空。在人们的眼中,与台风的狂暴类似,“台风云”似乎也是一种可怕的存在。
 
    不过,台风及其周边存在着的并不是同一种云,更像是一个因为台风而组成的“团伙”。
 
    这个“团伙”囊括了云的不少类型。从水平方向来看,台风外围螺旋云带中有淡积云、浓积云和积雨云;台风的内螺旋云带一般包含浓积云和积雨云;台风本体也叫“云墙区”,它由很多发展旺盛的积雨云组成;台风眼区通常是晴空,或存在少量淡积云或层积云。从垂直方向来看,台风中低层主要是各类积云,台风顶层的辐散气流中则是卷层云。
 
    这些成员的脾气秉性大相径庭。譬如,与其他成员比,淡积云一般“比较温和”,光是看云体就较松散,云顶向上凸起,有一个相对平坦的底部,这时对流相对较弱。但积雨云却是个“有压迫感”的家伙,人们常说的“乌云蔽日”指的就是它,积雨云内对流活动旺盛,多下雷阵雨,还经常伴有狂风等。
 
    在这个团伙中,众多积雨云组成的“台风云墙”最为著名。台风云墙又叫眼壁,其宽度为20公里到30公里,高度达15公里以上。云墙下经常出现狂风暴雨,这里是台风内天气最恶劣的区域。
 
    云墙外是螺旋云带区,这里有几条云雨带呈螺旋状向眼壁四周辐合,靠内的由积雨云或浓积云组成,其下有大风大雨;靠外的部分一般由层积云或浓积云组成,风速不大,阵雨不多,但偶有龙卷活动。这条云雨带宽约几十公里到几百公里,长约几千公里,雨带所经之处会降阵雨,出现大风天气。
 
    到了台风季,南海辐合带也常常趁机北进,带来的空气富含水汽,也容易制造出丰富云彩。这个时候,云系十分丰富,除了积云外,各种云彩几乎都会“登场”,有的洁白如絮,有的是乌黑一块,有的是灰蒙蒙一片,有的发出红色和紫色的光彩。
 
    这里面,云的厚薄决定了颜色,我们所见到的各种云的厚薄相差很大,厚度可达7公里~8公里,薄的只有几十米。有布满天空的层状云,孤立的积状云,以及波状云等许多种。很厚的层状云,或者积雨云,太阳和月亮的光线很难透射过来,看上去云体就很黑;稍微薄一点的层状云和波状云,看起来是灰色,特别是波状云,云块边缘部分,色彩更为灰白;很薄的云,光线容易透过,特别是由冰晶组成的薄云,云丝在阳光下显得特别明亮,带有丝状光泽,天空即使有这种层状云,地面物体在太阳和月亮光下仍会映出影子。
 
    有时云层薄得几乎看不出来,但只要发现在日月附近有一个或几个大光环,仍然可以断定有云,这种云叫做“薄幕卷层云”。孤立的积状云,因云层比较厚,向阳的一面,光线几乎全部反射出来,因而看来是白色的;而背光的一面以及它的底部,光线就不容易透射过来,看起来比较灰黑。日出和日落时,由于太阳光线是斜射过来的,穿过很厚的大气层,空气的分子、水汽和杂质,使得光线的短波部分大量散射;而红、橙色的长波部分,却散射得不多,因而照射到大气下层时,长波光特别是红光占着绝对的多数,这时不仅日出、日落方向的天空是红色的,就连被它照亮的云层底部和边缘也变成红色了。由于云的组成有的是水滴,有的是冰晶,有的是两者混杂在一起的,因而日月光线通过时,还会造成各种美丽的光环或彩虹。
 
海浪之美 波澜壮阔
 
    拿破仑说:我最爱海浪,因为它蕴藏着无比的威力,可以吞掉无数细小的沙粒,可以用柔软的唇吻碎坚硬的岩石。我就要做那样的海浪,把世界踏在脚下。
 
    海浪通常指海洋中由风产生的波浪。主要包括风浪、涌浪和海洋近海波。在不同的风速、风向和地形条件下,海浪的尺寸变化很大,通常周期为零点几秒到数十秒,波长为几十厘米至几百米,波高为几厘米至20余米,在罕见地形下,波高可达30米以上。
 
    “乱石穿空,惊涛拍岸,卷起千堆雪”,看着千变万化的浪涛,令人心旷神怡。
 
    形形色色的海浪美如花。激流巨浪,怒涛骇浪,固然无比慑人心魄,而浅浅的徐徐的长长的弯弯的浪花飘带也赏心悦目。这样的细浪更为多见。大凡有沙滩之处,缓缓地伸进大海,那海浪不疾不急,以一条与海岸平行的白色浪带慢慢朝沙滩推进,构成一道难得的风景线。海之蓝,浪之白,沙之黄,伴以海浪扭动的曲线,加上沙滩上五颜六色的遮阳伞,别有风光。
 
    “无风不起浪”和“无风三尺浪”的说法都没有错,事实海上有风无风都会出现波浪。通常所说的海浪,是指海洋中由风产生的波浪。包括风浪、涌浪和近岸波。无风的海面也会出现涌浪和近岸波,这大概就是人们所说“无风三尺浪”的证据,但实际上它们是由别处的风引起的海浪传播来的。广义上的海浪,还包括天体引力、海底地震、火山爆发、塌陷滑坡、大气压力变化和海水密度分布不均等外力和内力作用下,形成的海啸、风暴潮和海洋内波等。它们都会引起海水的巨大波动,这是真正意义上的海上无风三尺浪。
 
    海浪是海面起伏形状的传播,是水质点离开平衡位置,作周期性振动,并向一定方向传播而形成的一种波动。水质点的振动能形成动能,海浪起伏能产生势能,这两种能的累计数量是惊人的。在全球海洋中,仅风浪和涌浪的总能量相当于到达地球外侧太阳能量的一半。海浪的能量沿着海浪传播的方向滚滚向前。因而,海浪实际上又是能量的波形传播。海浪波动周期从零点几秒到数小时以上,波高从几毫米到几十米,波长从几毫米到数千千米。
 
    风浪、涌浪和近岸波的波高几厘米到20余米,最大可达30米以上。风浪是海水受到风力的作用而产生的波动,可同时出现许多高低长短不同的波,波面较陡,波长较短,波峰附近常有浪花或片片泡沫,传播方向与风向一致。一般而言,状态相同的风作用于海面时间越长,海域范围越大,风浪就越强;当风浪达到充分成长状态时,便不再继续增大。风浪离开风吹的区域后所形成的波浪称为涌浪。根据波高大小,通常将风浪分为10个等级,将涌浪分为5个等级。0级无浪无涌,海面水平如镜;5级大浪、6级巨浪,对应4级大涌,波高2米~6米;7级狂浪、8级狂涛、9级怒涛,对应5级巨涌,波高6.1米到10多米。
 
    海洋波动是海水重要的运动形式之一。从海面到海洋内部,处处都存在着波动。大洋中如果海面宽广、风速大、风向稳定、吹刮时间长,海浪必定很强,如南北半球西风带的洋面上,常常浪涛滚滚;赤道无风带和南北半球副热带无风带海域,虽然水面开阔,但因风力微弱,风向不定,海浪一般都很小。
 
雷电之美 无与伦比
 
    电闪雷鸣的夜晚,可能多数人都不曾望向天空,以致错过了那闪电之美。
 
    说起雷电,大家已经司空见惯了。其实,雷电蕴藏着许多科学知识。它就像大自然赋予我们的一本书。等我们一起去阅读它。那么,就让我们一起走近它吧。
 
    雷电是带正电荷的阳离子团和带负电荷的阴离子团,在高空中相撞产生的剧烈放电现象。对此现象,早在中国古代已有记述。殷商时代遗留下来的甲骨文中,已出现“雷”字。西周时代的青铜器上已有“电”字。东汉王充的《论衡·雷虚篇》中曾记载:“云至则雷电击”。西汉《淮南子·坠形训》中亦有记载:“阴阳相薄为雷,激扬为电”。认为,电是一种激荡的“气”,雷电现象就是这两种“气”相互作用的结果。
 
    然而,美国著名科学家——本杰明·富兰克林对雷电现象有过相关的研究。他在1752年做了一个最著名的实验——“风筝捕捉天电现象”实验。他用绸子做了一个大风筝,风筝顶上安装了一根尖细的铁丝,铁丝和麻绳相连,麻绳的末端拴一把钥匙,钥匙放在莱顿瓶中。在一个雷雨天,他和儿子一起将风筝放到天空,一阵雷雨后,淋湿的麻绳上松散的细毛因带电而四周竖立起来,靠近钥匙的手和钥匙之间产生了火花。雷雨云层中的电荷顺着被雨淋湿的麻绳传导下来,并收集在莱顿瓶中。这告诉我们雷电是一种大规模的放电现象。
 
    好奇的朋友会问:“为什么闪电总是弯弯曲曲的呢?”大家都知道,两块带有异种电荷的云团相撞便会形成闪电,这种大规模的放电产生的高温使空气迅速膨胀,水滴汽化而发出强烈的爆炸声,这就是我们常说的“电闪雷鸣”。而闪电为何总是弯弯曲曲的?美国国家气象局的内泽特·赖德尔认为,每当暴风雨来临时,雨点即能获得额外电子。电子是带负电的,这些电子会追寻地面上的正电荷。额外的电子流出云层后,要撞到别的电子,使其它的电子变成游离的电子。因而产生传导性轨道。传导的轨迹会在空中散布着不规则形状的带电离子群中间跳跃迂回延伸,所以闪电总是弯弯曲曲的。
 
    还有诸多形形色色的闪电,让人大开眼界——
 
    黑色闪电。最初是苏联著名天文学家契尔诺夫发现的。对于它的成因,科学家研究的结论:它是由分子气溶胶聚集物产生出来的,是由于太阳、宇宙光、云电场、条形闪电等长时间作用与空气产生。它常在树上、桅杆上、屋顶上或金属表面上,呈现瘤状或团状,当用物体接触它时,物体便会燃烧或爆炸。
 
    干闪电。云层中的空气和水离子的湍流作用,会使大气中形成干闪电。曾有记载,新加坡在过去40年里有一百多人遭到干闪电的袭击而死去。即使空气中没有一点雨滴,也听不到一点雷声,也可能会有干闪电出现。一般地,只要在空中发现类似下雷雨的云层,在高空作业或野外空旷地区的人员应马上回到室内,或寻找一个比较安全的地方躲避,避免干闪电的袭击。
 
    海底闪电。这是苏联科学家在日本海海底发现的。它是如何形成的呢?经科学家反复试验,最终认为:电荷源实际是来自陆地近海岸的空中,再经岩石传导,一直深入到海底。但随传导距离的增加,电量逐渐减少。因此,海底闪电的放电量一般是较弱的。由此看来,海底世界不同程度是与大陆世界息息相关的。
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