小学一年级二年级科学课外阅读材料

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气温的日变化与年变化
　　大气的温度叫气温。从长时间平均看，地面和大气系统热量得失的总和平衡，因此，地面和大气的平均温度保持不变。但是，在不同时间、不同地域，太阳辐射、下垫面性质和大气条件等是有变化的，因此，气温具有时间上的变化差异。



　　气温的日变化  由于大气中的热量累计相对于太阳辐射有一定的滞后性，因此，一天内，气温的最高值一般出现在午后2点左右，比中午太阳高度角最大、太阳辐射最强的时间落后2小时左右（如图8—4）。由于夜晚地面在没有太阳辐射热能补充的情况下，不断放出长波辐射热能，日出前地表储存的热能达到最少，随之气温也达到最低值。

　　一天中的气温最高值和最低值之差称为气温日较差。不同地理纬度、季节变化、地表性质、天气状况等，日较差的变化是有差异的。一般而言，低纬大于高纬（低纬地带的平均日较差为12℃、中纬地带为8℃—9℃、高纬地带为2℃—4℃），夏季大于冬季（在中纬度地区尤其明显，但最大值并不出现在夏至日，而是在初夏），陆地大于海洋（一般海上的气温日较差只有1—2℃，而内陆地区可达15℃以上，有些地方甚至达20℃—30℃），晴天大于阴天；高原大于同纬度平原；谷地和盆地大于山地上部（这是因为受地形影响，谷地和盆地区白天不易散热，晚上冷空气沿山坡下滑聚集在底部，因此较差大，特别容易遭受霜冻的危害）。

　　气温的年变化  一年中气温的最高值和最低值出现的时间分别比太阳辐射最强和最弱的时间落后1—2个月，大陆上的最高气温出现在7月份（海洋上为8月份），最低气温出现在1月份（海洋上为2份月）。一年中月平均温度的最高值与最低值的差值称为气温年较差。年较差大小也随纬度、地面性质、地形等条件的变化而变化。不同纬度气温的年变化情况是：在赤道附近，在春分和秋分后气温最高，夏至和冬至后最低，年较差最小，全年气温都高；随纬度的升高，冬夏季节变化明显，而且气温的年较差越来越大。例如，西沙群岛的气温年较差为6℃，南京为26℃，海拉尔达46.7℃；海洋的热容量大，因而气温年较差小，愈向内陆年较差愈大；谷地或盆地大于山地上部；高原大于周围自由大气，但低纬度高原上气温年变化特别小，形成四季如春的景色。世界上气温年较差最小的地方是赤道上的厄瓜多尔的首都基多，仅0.5℃；最大的是西伯利亚东北部的维尔霍扬斯克和奥伊米亚康，为102℃。

　　气温的日变化和年变化是气温的周期性变化，但大气的不规则运动常使这种变化发生改变。如冷空气活动使气温骤降、暖空气来临使气温回升等。

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气候与气候的形成





　　气候是指多年的大气平均状态或平均统计特征的概括，是某地区多年间各种天气状况的综合表现，一般用气温、湿度、降水、气压、风、日照等气候要素来表征。

　　形成气候的主要因素包括太阳辐因素、大气环流因素和下垫面因素。

　　1．太阳辐射。太阳辐射是地表的主要热源，是大气物理过程与物理现象的基本动力。太阳辐射在地表随纬度而变化，使得热量也由低纬向高纬减少，因此，太阳辐射是形成各纬度气候差异的最根本因素。下表表示了各纬度地带年辐射总量与年平均气温的对应关系。

表：北半球太阳辐射和气温分布

纬度（φ）	00	100	200	300	400	500	600	700	800	900
年辐射总量 （kj/cm2）	1342	1325	1269	1183	1062	920	763	635	575	557
年平均气温 （℃）	32.8	31.6	28.2	22.1	13.7	2.6	-10.9	-24.1	-32.0	-34.8

　　2．大气环流。大气环流一方面调整了全球范围内的热量分布，与太阳辐射的影响相结合，决定了地球表面纬向气候带的变化规律；另一方面还调整了全球大气水分的分布。大气环流把水分由海洋上空输送到陆地上空，这不仅大大增多了陆地上的大气降水，而且构成了大体与海岸线相平行，逐渐向内陆，以湿润、半湿润、半干旱、干旱为主要标志的气候类型。此外，区域性大气环流又产生了许多地方的“特有”天气和特色气候。

　　3．下垫面。对流层大气中的热量和水汽主要来自下垫面，下垫面状况不同直接影响大气的水热状况。（1）下垫面对太阳辐射的反射率不同，影响其获得热量的多少。（2）下垫面性质不同，热容量也不同。在相同的太阳辐射强度下，海洋比陆地的热容量大，因此温度变化幅度小。（3）下垫面形态不同也影响着大气的温度、湿度、运动方向和强度。例如，山地的气温和湿度存在着明显的垂直变化；迎风坡降水多，背风坡降水少等。

　　随着人类社会的进步与发展，人类活动对气候的影响日益显著。如人类活动改变着下垫面状况，进而影响或改变局部地区气候；人类向大气直接排放大量有害物质，改变大气成分，导致气候的变化等。

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大气降水





　　从云中降落到地面上的液态水或固态水，统称为大气降水，包括雨、雪、霰、冰雹等。

　　1．降水的形成。降水的形成过程是云中的小水滴增大成为雨滴、雪花及其他降水物的过程。大气降水时必有云，但有云未必有大气降水。组成云体的云滴、冰晶等体积很小（仅相当于雨滴的百万分之一），随着气流的运动会不断冲撞合并增大，当云滴体积增长到足够大，以致气流不能支持时才能形成水滴下降，在下降的过程中不被蒸发才会形成降水。一般，在高空形成的大冰晶在较暖气层中溶化后，和大水滴一起以雨的形式降落。如果气温低于0℃，来不及溶化，就以雪、霰或冰雹等固态水降落。

　　2．降水类型。大气降水可分为地形雨、对流雨、锋面雨三种基本类型。
　　
　　地形雨  地形雨是暖湿气流在运行中，遇山地阻挡被迫抬升达到凝结高度时，水汽凝结形成的降水。地形雨多集中在山地迎风坡（雨坡）。世界上年降水多的地方基本上都和地形雨有关。如位于喜玛拉雅山南坡的印度的乞拉齐朋是世界上降水量最多的地方。

　　对流雨  对流雨是近地面气层强烈受热，气团强烈上升、冷却、迅速达到水汽饱和时形成的。对流雨强度大、时间短、范围小，并常伴有雷电甚至冰雹，又称热雷雨。赤道带全年都以对流雨为主，我国夏季的午后也常会出现。

　　锋面雨  锋面雨是冷暖两气团相遇时产生的降水。多形成于温带，是中高纬度地带最重要的降水类型。

　　3．降水的衡量指标。大气降水通常用降水量、降水时间、降水强度以及降水量季节变化和降水变率等指标来表示。
　　
　　降水量即从云中降到地面的液态水和固态水，未经渗透、蒸发和流失而在水平面上积聚的水层深度（或厚度），以毫米（mm）为单位。常见的表示方法有日、月、年降水量，月、年平均降水量及多年（日、月）平均降水量等。

　　降水时间是指一次降水过程从开始到结束持续的时间，用日、时、分表示。

　　降水强度即单位时间内的降水量。通常取10分钟、1小时或24小时时间内的降水量作为划定指标，也可依部门需要而定。中央气象台将降水强度划分为7个等级，见下表。此外，大暴雨的日降水量达100mm—200mm，特大暴雨的日降水量达200mm以上。一般气旋（台风）24小时降水总量多在300mm以上。降水强度是水利、交通和建筑工程等设计的依据之一。

表：降水强度等级

等级   24小时强度等级（mm）	等级   24小时强度等级（mm）	等级   24小时强度等级（mm）
小雨         10 中雨       10~24.9 大雨       25~49.9	暴雨        ＞50 小雪        ≤2.5 中雪       2.5~5.0	大雪       ＞5.0

降水量的季节变化与纬度、大气环流、地形等因素有关。一般而言，赤道带降水春分、秋分相对较多；亚热带大陆西岸冬季多雨，大陆东岸夏季多雨；北半球温带大陆西岸降水量季节变化不明显，而大陆东岸降水集中在夏季。
　　
　　降水变率说明某一地区降水的稳定性与可靠性。一般沿海多雨区降水变率小；内陆少雨区降水变率大，稳定性差，可靠性小。在我国，降水变率基本上是南方小于北方，沿海小于内陆，西南季风区小于东亚季风区。

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冰原气候

（编者提示：人教科学第1册第4单元 天气与生活）

冰原气候分布在南极大陆和格陵兰高原，是极地气候带的气候型之一。终年冰雪覆盖，所以也叫冰漠气候、冰原气候或永冻气候。最热月气温在0℃以下，气流下沉，降水量稀少，年降水量约100毫米左右，都是以雪的形式降落，风速常常在25米/秒以上，最大风速超过100米/秒，常把吹雪称为雪暴。

摘自《中华学生百科全书：天气与气候》

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赤道气候带
赤道气候带出现在赤道无风带的范围内，包括南美洲亚马逊河流域，非洲扎伊尔河流域、几内亚沿海及马来西亚、印度尼西亚和巴布亚新几内亚等地。太阳每年有两次越过天顶，湿度在春、秋分以后有两个极大值，冬、夏季则为两个较凉季节，太阳徘徊于赤道附近，使赤道气候终年高温，年平均气温25～30℃，年较差极小，平均不到5℃，日较差相对比较大，平均达10℃，远大于年较差，真所谓“一天有四季”。赤道地区最高温度很少达到35℃，但因终年高温，终年闷热，只有短暂的海风，才能使闷热稍减，风息之后，又闷热异常。

赤道气候带降水丰沛，是地球上最多雨的地带。年降水量1000～2000毫米，2500毫米的情况也很常见，降水量全年分配均匀，没有明显的干季，降水多为对流雨。

赤道气候带位于东北信风和东南信风的辐合线上，温度水平分布均匀，气压梯度小，空气极少流动，风速微弱或静稳；所以海陆风易于发展。每日凉爽的海风，给人们带来短暂的舒适和快意。

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大气环流对气候的作用
在高纬与低纬之间、海洋与陆地之间，由于冷热不均出现气压差异，在气压梯度力和地转偏向力的作用下，形成地球上的大气环流。大气环流引导着不同性质的气团活动、锋、气旋和反气旋的产生和移动，对气候的形成有着重要的意义。常年受低压控制，以上升气流占优势的赤道带，降水充沛，森林茂密；相反，受高压控制，以下沉气流占优势的副热带，则降水稀少，形成沙漠。来自高纬或内陆的气团寒冷干燥，来自低纬或海洋的气团温和湿润。一个地区在一年里受两种性质不同的气团控制，气候便有明显的季节变化。如我国气候冬季寒冷干燥，夏季炎热多雨，则是受极地大陆气团和热带海洋气团冬夏交替控制的结果。总之，从全球来讲，大气环流在高低纬之间，海陆之间进行着大量的热量和水分输送。在经向方向的热量输送上，大气环流输送的热量约占80％。

　　在大气环流和洋流的共同作用下，使热带温度降低了7～13℃，中纬度温度则有所升高，60°N以上的高纬地区竟升高达20℃。

　　大气环流水分输送，也起着重要的作用。大气中水分输送的多少、方向和速度与环流形势密切相关。北半球，水汽的输送以30°N附近为中心，向北通过西风气流输送至中、高纬度；向南通过信风气流输送至低纬度。我国的水汽输送，主要有两支：一支来自孟加拉湾、印度洋和南海，随西南气流输入我国；另一支来自大西洋和北冰洋，随西北气流输入我国。南方一支输送量大，北方一支输送量小，两者的界线是黄淮之间和秦岭一线，基本上相当于气候上的湿润和半湿润的界线。

　　降水的形成离不开天气系统，离不开云、水汽的输入和空气的垂直上升运动。这一切都和环流形势紧密相连。例如，降水量的多少和进入各种天气系统的水汽量有关，暖湿赤道空气的流入能在几小时或1小时以内产生100毫米的降水；雷暴降水量的多少可和流入积雨云内水汽量的多少成正比。

　　世界降水的分布有两个高峰和两个低峰，即两个多雨带和两个少雨带，两个多雨带和赤道辐合带、极锋辐合带两个气流辐合带的位置基本相符；两个少雨带和副热带高压带、极地高压带两个气压带的位置一致。

　　大气环流在气候的形成中起着极其重要的作用。在不同的环流控制下就会有不同的气候，即使同一环流系统，如环流的强度发生改变，则它所控制的地区的气候也将发生改变；如环流出现异常情况，则气候也将出现异常。

　　大气环流状况的变化，可用经向环流和纬向环流的强弱和转换来表示。某地区在较长时间内的大气环流的变化都有一个该时期的平均状况。当某年某一段长时间内的经向环流和纬向环流的持续时间和转换频率，大大超过该时期的平均状况时，则称某年某一段长时间内的大气环流状况为环流异常。如1972年的主要环流特征，北半球有两个稳定而强大的长波槽脊存在，12～3月在欧洲上空和北太平洋上空为阻塞高压，大西洋西部和亚洲为低槽，5～9月，欧洲和北美西部为阻塞高压，北美东部和东亚为大槽。整个一年里，北大西洋、北太平洋、欧洲东部和东北部、亚洲西部大部分地区在强大的大范围阻塞高压控制之下，故对于北半球而言，1972年为环流异常年。

　　由于环流异常，就必然引起气压场、温度场、湿度场和其它气象要素值出现明显的偏差，从而导致降水和冷暖的异常，出现旱涝和持续严寒等气候异常情况。

　　世界气象组织在1972年度报告中指出：“1972年世界的天气是历史上最异常的年份之一”。这一年，1月，美国密执安州的功圣马利降雨、雪量达1351.3毫米，超过正常年份十倍以上；2月，强烈暴风雪袭击了伊郎南部，在阿尔达坎地区，许多村庄被埋在8米深的大雪之下；3—5月，美国中、北部和欧洲地中海沿岸各国先后遭到强大的风、雨、雪袭击，而在中东和近东地区几乎同时也发生了数次暴风雪并伴有强烈的低温、冻害；5—6月，印度酷热，最高气温超过50℃以上，香港发生了百年难遇的特大暴雨；7—8月，北冰洋上漂浮着一眼望不到头的大冰山，比常年同期多出四倍。苏联欧洲地区连续近两个月出现酷热少雨天气，引起泥炭地层自焚及森林着火，而西欧地区却连续低温，致使英国伦敦出现了1972年夏至日最高气温比1971年冬至日气温还低的特异现象；秋季，亚欧东部地区普遍低温，使初霜提早；冬季，西北欧的瑞典出现了两百年来少见的暖冬，苏联也出现了异常暖冬，莫斯科郊区的蘑菇竟能在冬季破土而出，列宁格勒下了百年未见的“冬季雷雨”，在西非、印度以及苏联欧洲地区，几乎出现了全年连续干旱的严重旱情。西非，人和牲畜的饮水都成了问题。

　　在我国，由于欧洲和亚洲西部阻塞形势持久稳定，冷暖空气在我国交绥机会少，以致我国北方和南方的部分地区汛期少雨，干旱严重。

　　由此可知，在环流异常的情况下，可能在某一地区发生干旱，而在另一地区发生洪涝，或者在某一地区发生奇热，而在另一地区发生异冷。

　　大气环流因子在气候形成中起着重要的作用。它不仅通过环流的纬向分布影响气候的纬度地带性，而且还通过热量和水分的输送，扩大海陆和地形等因子的影响范围，破坏气候的纬度地带性。当环流形势趋向于长期的平均状况时，气候也是正常的；当环流形势在个别年份或个别季节内出现异常时，就会直接影响该时期的天气和气候，使之出现异常。

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地中海式气候
地中海式气候是出现在纬度30～40之间的大陆西岸的一种海洋性气候。以地中海沿岸最为明显，其他地区如北美洲的加利弗尼亚沿海、南美洲的智利中部、非洲南端的好望角地区，也都有类似的气候。

地中海式气候的特点是：冬季受西风带控制，锋面气旋频繁活动，气候温和，最冷月气温在4～10℃之间，降水量丰沛。夏季在副热带高压控制下，气流下沉，气候炎热干燥少雨，云量稀少，阳光充足。全年降水量300～1000毫米，冬季半年约占60％～70％，夏季半年只有30％～40％，冬季降水量多于夏季。

夏季温度在沿海和内陆有较大区别，沿海受冷洋流影响，温度较低，最热月在22℃以下，空气比较潮湿，多雾，称为凉夏型。在内陆距海较远，海洋调节较小，空气干燥，暖热，最热月温度在22℃以上，称为暖夏型。

地中海式气候的特点，是高温时期少雨，低温时期多雨；这种不协调的配合，对植物十分不利。在生长季节，植物必须经过炎热干燥的锻炼，为了减少蒸发，自然植被多半是生长得短小的乔木和灌木等常绿硬叶林。