小学一年级二年级科学课外阅读材料

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辐射对气候的作用





　　海陆表面的热能主要来自太阳，太阳辐射能是大气中一切物理过程的原动力。各地气候差异的基本原因是太阳辐射能量在地球上分布不均匀。各地全年所得太阳辐射因纬度而异即随着纬度的增高而减少。各地所得太阳辐射量的季节变化也因纬度而不同，即随纬度的增高季节变化加大。由此可看出都表现在纬度的差异上。
　　如果把地面和上面的空气柱看作是一个整体，那么收入的辐射(地面和大气吸收的太阳辐射)和支出辐射(返回宇宙间的地面和大气的长波辐射)的差额,就是地一气系统的辐射平衡。辐射差额赤道最大，向高纬度逐渐变小由赤道到纬度30°地区为正值，在30°以北变为负值。它的绝对值向高纬度增加而到极地为最大。由此可见，热带和副热带热量收入大于支出，而温度和寒带则支出大于收入，因此必然会发生热量由赤道向两极输送的情况。
　　我们分析一下纬度所引起的辐射因子的最简单的情况，也就是在大气上界的太阳辐射情况，即天文辐射。因为大气上界排除了大气对太阳辐射的影响，那么，太阳光热的分布，只受日地距离、日照时数和太阳高度(即太阳入射角)三个因素的影响，尽管这是一种纯理论研究的理想情况，但它与今天地表面的实际辐射情况大体相似，而且，它是实际辐射情况的基础，是今天世界辐射分布和气候状况的基本轮廓。因此，它是具有现实意义的。

表1 水平面上天文辐射日总量（卡/厘米2·日）

纬度日总量日期	90°N	70°N	50°N	30°N	10°N	0°N	10°S	30°S	50°S	70°S	90°S
春分	0	316	593	799	909	923	909	799	593	316	0
夏至	1110	1043	1020	1005	900	814	708	450	170	0	0
秋分	0	312	312	789	898	912	898	789	596	312	0
冬至	0	0	181	480	756	869	962	1073	1089	11145	1195

表2 北半球各纬度冬夏半年和全年辐射量（千卡/厘米2）

纬度辐射量日期	0°	10°	20°	30°	40°	50°	60°	70°	80°	90°
夏半年	160.6	170.0	174.6	174.4	169.7	160.9	149.1	138.7	134.5	133.3
冬半年	160.6	146.8	129.0	107.8	84.0	58.7	33.6	134.4	3.24	0
全年	321.2	316.8	303.6	282.2	253.7	219.6	182.7	152.1	137.8	133.3

    (1)天文辐射日总量的分布在纬度方向上是不均衡的。在春、秋分日，太阳直射赤道，单位面积上所获得太阳光热最多，而且在南北半球各相当纬度的太阳高度角对称分布，大致相同，日照时间也相等，获得等量的太阳辐射，并向两极逐渐减少。故赤道地区全年有两个最高值(春分日和秋分日)，使低纬度气温的年变化具有“双峰型”的特点。在夏至日，太阳直射北回归线，这时南极圈以内的地区出现极夜，日照时间自南极圈向北逐渐增大；太阳高度自南极圈的0°逐渐向北增大，至北回归线达最高，再向北又逐渐减小。因此，太阳辐射的分布自南极圈起向北递增。在北极圈附近，由于日照时数的增长大于因太阳高度角的减小而少得的太阳辐射，所以到达北极出现了最高值(冬至日情况与此相反)。这样，就使高、中纬度的气温年变化呈现“单峰型”的特点。
　　(2)天文辐射日总量的年变化，是随纬度的增高而加大的。赤道上为109卡/厘米2·日,极地则为1110卡/厘米2·日，二者相差10倍。这和气温年变化随纬度的增高而加大的特点是一致的。
　　(3)天文辐射的年总量随纬度的增高而递减。最高值出现在赤道，最小值在极地。这正和赤道在一年之内太阳高度角最大，获得的热量最多，气温是随纬度的增高而降低的规律相符合。
　　(4)太阳辐射最高值，夏半年在20°N～30°N附近的地区，由此向南、向北减少，且南北之间的辐射量差异小。这和夏季热赤道随着太阳直射点的北移、南北温差较小的特点相吻合；而冬半年则出现在赤道，随纬度的增高而减小，且南北之间的辐射量相差较大。这与冬半年南北温差较大的特点是一致的。
　　(5)同一纬度地带，日、季、年辐射量到处都相同，这表明天文辐射具有纬向带状分布的特点。这就是气温呈纬向分布的基本原因。
　　天文辐射的纬向分布特点，使地球上出现相应的纬向气候带，如赤道带、热带、副热带、温带、寒带等，都称为天文气候带。这是理想的气候带，而实际气候远为复杂，但这已形成全球气候的基本轮廓。

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海陆分布对气候的影响





　　海洋占地球总面积的71％，陆地仅占29％，所以海陆差异是下垫面最大和最基本的差异。海洋和大陆由于物理性质不同，在同样的辐射之下，它们的增温和冷却有着很大的差异。冬季，大陆气温低于海洋，夏季，大陆气温高于海洋。

表1 30°N不同高度上海陆气温的差异

高度	季节	亚非大陆(℃)	太平洋(℃)	T陆－T海(℃)
海平面	1月	9.2	12.5	-3.3
	7月	31.0	24.7	6.3
850毫巴	1月	5.5	6.5	-1.0
	7月	24.0	16.4	7.6
700毫巴	1月	-1.3	-0.3	-1.0
	7月	13.9	8.6	5.3
500毫巴	1月	-16.5	-14.5	-2.0
	7月	-4.3	-6.8	-2.5
300毫巴	1月	-41.8	-38.5	-3.3
	7月	-28.1	-33.0	4.9

    如表所示，从海平面对流层上层，1月份陆上气温比大洋上气温低；7月份相反。两者的差值，7月比1月大；低层比高层大，陆上年较差大于海洋上年较差。
　　海陆对气压和风也有明显的影响。气压分布随气温分布而变化。夏季，大陆是热源，海洋为冷源，因此陆上气压低，海上气压高，风从海洋吹向大陆；冬季，海洋是热源，大陆为冷源，海上气压低，陆上气压高，风从陆上吹向海洋。此外，海陆对湿度、云量、雾和降水量都有很大的影响。
　　海陆对气候影响显著，在地球上形成了差别很大的大陆性气候和海洋性气候。
    海洋性气候与大陆性气候的差别，在气温方面的表现为：大陆性气候的特点是变化快、变化大，因此大陆性气候的日较差、年较差数值都较大，而海洋性气候则相反。大陆性气候最高温出现在7月，最低温出现在1月，海洋性气候一般最高温出现在8月，最低温出现在2月，气温变化落后于大陆。在同一纬度，春夏的气温，陆上较高，海上较低；相反，冬秋的气温，陆上较低，海上较高。从而大陆性气候具有春温高于秋温的特点，而海洋性气候则有秋温高于春温的特点。在湿度和降水方面，海洋性气候的特征是相对湿度较大，相对湿度年变化小，云量多、降水量多，降水的年变化小，秋冬降水较多。而大陆性气候的特色是，相对湿度较小，相对湿度的年变化大，云量少，晴天多，降水量少，降水的年变化大，夏季降水较多。大陆性气候与海洋性气候的区别可概括为表2。

表2 大陆性气候与海洋性气候比较

项目	气温日较差	气温年较差	月最高气温	月最低气温	春温－秋温 4月－10月	年降水分配	云量
大陆性	大	大	7月	1月	正值	不均匀	较低
海洋性	小	小	8月	2月	负值	均匀	较高

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基本的气候型
在地球上，比气候带次一级的气候单位是气候型。气候型是由于自然地理环境差异引起的，在地球上不呈带状分布。在一个气候带内，根据气候的各种特征差异，可以划分出几种气候型，同样的气候型也可以分布在不同的气候带内。例如，海洋性气候就有温带海洋性气候和热带海洋性气候。沙漠气候也分布在热带、副热带和温带。

气候型有很多种，大陆性气候和海洋性气候是两种最基本的气候型，其他气候型都可以从这两种型演变而来。例如，海岸气候就是大陆性气候与海洋性气候的过渡型；季风气候则是大陆性气候与海洋性气候的混合型；沙漠气候是大陆性气候的极端情况；草原气候则是大陆性气候到沙漠气候的过渡情况；山地气候虽然成因和特点都比较特殊，但是它的特点也可以从大陆性气候和海洋性气候的类比中得到。

气候型的划分，通常是采用气温、降水量和其他要素的平均值及年变化特征作为指标。在资料缺乏的情况下，也使用自然地理资料，如洋流、地形地貌、土壤、水文和植被资料作参考。

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季风气候
季风气候是大陆性气候与海洋性气候的混合型。夏季受来自海洋的暖湿气流的影响，高温潮湿多雨，气候具有海洋性；冬季受来自大陆的干冷气流的影响，气候寒冷，干燥少雨，气候具有大陆性。

在季风气候条件下，夏季暖热，冬季寒冷。因此，气温年较差比海洋气候大。最冷月出现在1月，表现出大陆性气候特点，最热月出现在7—8月，秋季气温高于春季气温，又表现出海洋性气候特点。例如长沙，年较差24.6℃，最冷月1月平均温度4.7℃，最热月为7—8月。从月平均值来看，7月平均为29.3℃，8月平均28.7℃，7月只比8月高0.6℃，实际上在1951—1980年的30年中，有1/3的年份是8月温度高于7月，况且从平均最高温度看，则以8月最热，为31.2℃。再以南京为例，年较差为26.0℃，1月最冷，平均2.0℃，最热也在7—8月，7月平均28.0℃，8月平均27.8℃，从1951—1980年30年间，有14年是8月平均温度高于7月，平均最高温度也是8月最热，为30.5℃。

在季风气候条件下，夏季潮湿多雨，冬季干燥少雨。例如长沙年降水量1390毫米，3—8月就占71％；南京年降水量1031毫米，4—9月占74％；在季风气候条件下，降水量的多少，雨季的早晚，完全决定于季风进退的早晚和强弱。例如，长沙的雨季就比南京早一个月，到华北，雨季只6—8月，甚至只有7—8月是雨季。雨季的长短与夏季风控制有关系。在季风气候条件下，雨量极不稳定，逐年变化很大。在长沙，多雨年比少雨年的雨量多两部，南京则多三倍，北京更超过五倍。所以，在季风气候条件下，水旱灾害频繁，是对人们生产和生活极不利的一面。

季风气候的高温与多雨时期基本一致，虽然不免有闷热难熬之苦，却对发展农业十分有利。因为在作物生长旺盛，最需要水分的时候能有充足的雨水供应。

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气候的形成
今天人们在谈论社会的进步与发展时，已开始注意到气候的作用了。但对于一个地区来讲，形成本地区气候的诸因子在短时间内变化又是很微小的，常常引不起人们的注意，或者说往往被人们所忽视。若从长时间和比较大的范围来分析不同地方的气候变化时，却又往往使人们对气候的变化感到惊讶。一个地方的气候为什么是这个样子？为什么它与其它地方不同？今后将怎样变化？这些问题无不涉及到气候的形成因子。

一般认为某一地方的气候形成是与五大因子有密切关系的。这些因子在短时期内的变化微小，使气候也较稳定；对于不同地区而言，由于各地所处的纬度位置不同，所接受的太阳辐射能量的多少不同，受海陆影响的程度和大气环流系统的配置不同，因而，各地的气候就有各自不同的特点。所以，阐述气候的形成就必须分析各个形成因子的作用，并综合考虑诸因子对某地气候的影响。

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气候与天气的关系

（编者提示：人教科学第1册第4单元 天气与生活）

地球大气经常在运动和变化着，因此人们看到的天气现象总是处在千变万化之中。有时晴空万里，风和日丽，有时浓云密布，风狂雨骤，具有瞬息万变的特征。天气就是指一个地方在短时间内气温、气压、温度等气象要素及其所引起的风、云、雨等大气现象的综合状况。

天气是瞬息万变的，但它的变化是有一定规律的。在大气运动过程中，不同性质气团的矛盾斗争，形成不同的天气系统，而每种天气系统都具有一定的天气特点。因此，掌握天气系统的演变和移动规律就能分析出未来的天气变化。

气候是指某一地区多年的和特殊的年份偶然出现的天气状况的综合。气候和天气有密切关系：天气是气候的基础，气候是对天气的概括。一个地方的气候特征是通过该地区各气象要素(气温、湿度、降水、风等)的多年平均值及特殊年份的极端值反映出来的。例如，北京的气候：一月份平均气温是-4.7℃，七月份平均气温是26.1℃，最低气温记录是-22.8℃(1951年1月13日),最高气温记录是42.6℃(1942年6月15日)；年平均降水量636.8毫米，夏季(6—8)月降水量占全年降水量的74％。概括说来，北京的气候特征是：冬季寒冷干燥，夏季高温多雨。

气候是一种最复杂的自然现象，是自然地理诸要素中一个最重要最活跃的要素，气候条件不仅决定着土壤、植被类型的形成，改变着地表形态，也影响人类的活动。各项生产建设活动和国防建设无不需要考虑气候的影响。气候已成为一种自然资源，供人类充分利用，为人类造福。但是，气候也有其不利的一面，有时也给人类带来某些灾害，人类通过改变下垫面的状况和低层大气中的某些成份，影响热量和水分状况的收支，从而在一定的区域范围内改变了气候状况，使气候变得更加复杂。如果改变得合理，会使气候向着有利于人类活动的方向发展；如果改变得不合理，破坏了自然界原有的规律，则会使气候对人类造成危害。

大气过程因受各项物理因子的影响，变得非常复杂。因而，全球各地气候皆有差异，且类型多样而复杂。全球从南向北，不同的纬度有不同的气候带。它们基本上沿纬向排列，成带状分布。另外，由于所处的海陆位置不同，在同一纬度的大陆东、西岸和内陆可以出现不同类型的气候。例如，地中海地区和我国长江流域几乎处于同一纬度带，但一个在大陆的西岸，一个在大陆的东岸，地中海地区冬湿夏干，而我国长江流域却冬干夏湿。这些差异使气候的纬度地带性分布遭到破坏，呈现出非地带性分布。

即使在同一纬度、同一地区，由于山地、高原、森林、沙漠等下垫面性质的不同，又有山地气候、高原气候、森林气候、沙漠气候之分。“一山有四季、十里不同天”、“南枝向暖北枝寒，一种春风有两般”等农谚，就是山地气候的生动写照。

摘自中国科普博览网

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沙漠气候

（编者提示：人教科学第1册第4单元 天气与生活）

沙漠气候是大陆性气候的极端情况。在副热带沙漠分布最广，基本原因就是少雨，植物难以生存，植物种类和数量极其稀少。地表裸露，空气十分干燥，极少水分。白天太阳辐射强，地面加热迅速，气温可高达60～70℃。上升气流强，但因空气干燥，极少成云致雨，只有狂风沙尘。夜间地面冷却极强，甚至可以降到0℃以下。由此，气温日变化非常大。可以高达50℃以上。新疆塔克拉玛干沙漠虽属温带沙漠，“但早穿棉午穿纱，抱着火炉吃西瓜”并不是耸人听闻的传说，而是现实的生活画面。

沙漠气候降水量奇缺，一般不到50毫米。若羌虽在沙漠边缘，年降雨量也只有17.4毫米，最少时的1957年只降雨3.9毫米。吐鲁番年降雨量也只有16.3毫米，1968年全年只有2.9毫米。在这样少雨的情况下，塔克拉玛干沙漠的边缘仍能发展农业。种植水稻、小麦、玉米、棉花、葡萄、西瓜等，主要靠利用天山和昆仑山的冰雪融化的雪水，进行灌溉。因为夏季气温高，日较差大，日照丰富，收成并不低，而且质量都很好。

摘自《中华学生百科全书：天气与气候》