小学生科普知识大全少儿科学常识集锦

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虹
虹是大气中一种光的现象，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，也叫“彩虹”。彩虹有七种颜色，从外至内分别为：红、橙、黄、绿、青、蓝、紫。



只要空气中有水滴，而阳光正在我们的背后低处照射，就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，这时空气中的尘埃少，而且充满小水滴，天空的一边因为还有雨云而且比较暗，而我们头上或背后已没有云的遮挡，可以看见阳光，这样彩虹就会容易产生。在晴朗的天气下背对阳光在空中洒水或喷洒水雾，也可以人工制造彩虹。



空气里水滴的大小，决定了虹的色彩鲜艳程度和宽窄。空气中的水滴大，虹就鲜艳但也比较窄；相反，水滴小，虹色就淡，但也会比较宽。当我们看到彩虹时，它的位置必定是在太阳的相反方向，面对着太阳是看不到彩虹的，只有背着太阳才可能看到彩虹，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的变化有关系，俗话说：“东虹日头西虹雨”，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。一般冬天的气温较低，在空中不容易存在小水滴，下阵雨的机会也少，所以冬天一般不会有彩虹出现。



【趣闻】



彩虹是非常美丽的，自古以来就有很多诗人赞美它。“谁把青红线两条，和云和雨系天腰？玉皇昨夜銮舆出，万里长空架彩桥。”就是一首有名的彩虹的诗。



人们还按照彩虹的样子来装饰城市。如果你沿着北京长安街走，就会看到横跨马路的两座彩虹桥，一座在复兴门附近，一座在建国门附近。要是晚上经过这里，彩虹桥上的彩色灯点亮，你会以为真的彩虹就在你的身旁，。



【链接】



天空中还有其他类似彩虹的发光现象。



霓：有时在虹的外面，还能看到一条颜色排列次序跟虹刚好相反的、彩色稍淡的另一条彩带，这条彩带叫副虹，也叫霓。霓的成因和虹一样，只是形成霓的太阳光线在雨滴里经过两次反射形成的。因为多了一次反射，多失去了一点能量，所以，霓比虹淡，位置在虹的上方。



晕：天空中有一层高云，阳光或月光透过云中的冰晶时发生折射和反射，便会在太阳或月亮周围产生彩色光环，这种七色彩环就是日晕或月晕，统称为晕。晕是阴雨天气的先兆。



华：月光或阳光透射云层过程中，受到均匀水滴或冰晶的衍射，结果会在月亮或太阳周围形成内紫外红的彩环，称为华。因日光太亮，所以人们不易观察到日华，月华则比较常见。



曙光、暮光：日出前，即太阳未露出地平线前，阳光照射到高层大气，阳光被大气分子散射，造成天空微亮，地面微明，从这时刻起到太阳露出地平线为止的光亮称曙光。日落后即太阳西沉到地平线以下后，仍有一段时间阳光可照射到高空大气，因空气分子散射使天空和地面仍维持微明，这段时间的光称暮光。

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风
通常，人们把空气流动称为风。风是地球大气运动的一种形式，它是一个矢量（既有大小又有方向的物理量）。风在单位时间里移动的距离称为风速，单位是米/秒，风吹来的方向称为风向。



地球每时每刻都在接受太阳的热，但地球上的各部位，受热并不均匀，有的地方热一些，有的地方冷一些，热地方的空气膨胀上升，冷空气流过来补充，引起了空气的流动，这就形成了风。风有大有小，一般分为13级。



风级为0级时，叫无风，烟直着向上冒，海面平静。



风级为1级时，叫软风，树叶略有摇动，海面有微波，没有飞沫。



风级为2级时，叫轻风，面部感觉有风，海面有小波，波峰不碎。



风级为3级时，叫微风，旗子被风吹展开，海面有小波，波峰破裂。



风级为4级时，叫和风，尘土飞扬，有小浪起白沫。



风级为5级时，叫劲风，小树摇摆，起中浪。



风级为6级时，叫强风，电线有声，有大浪。



风级为7级时，叫疾风，步行困难，大浪峰破，白沫成条。



风级为8级时，叫大风，折毁树枝，浪高，浪花飞舞。



风级为9级时，叫烈风，房屋有损，浪峰倒卷。



风级为10级时，叫狂风，拔起小树，屋瓦被吹起，海浪翻滚咆哮有声。



风级为11级时，叫暴风，大树可被吹倒，波峰全是飞沫。



风级为12级时，叫飓风，摧毁极大，陆上少见，海浪滔天。



【趣闻】



你听说过海上放风筝吗？海上风力大、没有障碍物，许多国家的海军开展海上放风筝活动。海上放风筝也引起科学家的兴趣，他们把几只巨大的风筝放飞高空，可以牵引船只前进，制成“风筝式风帆船”。这些风筝由电脑控制，可以自动变形、自动调整方向和飞行高度。这种“风筝式风帆船”有许多优点：它产生的牵引力大、能减轻船只重量，利用不同高度的风力牵引船只前进。科学家将轻气球与风筝的特点结合在一起，制成“巨型航海风筝”，这种风筝里充满了氦气，自动升空后，能牵引船只前进。它也由精密电脑控制，减轻船体重量的作用更加明显。这些实验都已获得成功，并曾多次横渡英吉利海峡。



科学家还设计出一种海上救险风筝，这是一种色彩鲜艳的风筝，船只在海上遇险后，在救生艇上，人们可以放飞这种风筝，它可使救援人员远远地就能发现遇险人员。



【链接】



南极是世界上最寒冷的地方，可达零下80摄氏度。在南极考察队员中流传一句：南极的冷不一定能冻死人，南极的风能杀人！



风能杀人，有那么严重吗？你也许会提出同样的疑问。寒冷的南极冰盖就像一台制造冷风的机器，每时每刻都在制造着冷空气，孕育风暴。由于南极大陆是中部隆起的高原，一旦沉重的冷空气沿着南极高原向四周俯冲下来，顿时狂风大作，天昏地暗，一场可怕的风暴就来临了。这时，雪冰夹带着沙子滚滚而来，简直像一道瀑布，像一股的洪流，人在暴风中不过像一片叶子和一粒石子，休想站住脚。日本的一位考察队员就在暴风雪中被吹得卡在冰柱中失去了生命。



那么，南极的风究竟有多大呢？我们通常所说的12级风，风速达到32.6米／秒，够大的了吧！可南极的狂风常常超过12级风。风速常达到55.6米／秒以上，有时甚至达到83.3米／秒！



风是一种能量，可以用风来发电，叫做风力发电。风力是一种自然能源，也是一种干净的能源，并且是可以再生的能源。我国内蒙古是风力发电厂最多的省区，新疆达坂城有我国最大的风力发电厂。2008年北京奥运用电，20%来自风力发电。

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大气中的水汽凝结物
──露、霜、雾凇和雨凇、云和雾等
　　水由气态变为液态的过程称为凝结。水由气态直接转变为固态的过程称为凝华。大气中水凝结或凝华一般条件：一是有足够的凝结核或凝华核；二是大气中水汽要达到饱和或过饱和状态。当水汽的凝结物产生于地表或地物上时，形成露、霜、雾凇和雨凇等，发生于空气中时，形成云和雾。

　　露或霜 在晴朗微风的夜晚，地表强烈辐射冷却，当气温下降到露点以下，空气中的水汽达过饱和时，在地面或地面物体（如草、花等）上，就会出现水汽凝结物，如露或霜。如果露点温度在0℃以上，凝结成的水滴称为露，若露点温度在0℃以下，水汽直接凝华成白色的冰晶，称为霜。露的量虽有限，但对植物很有利，尤其在干燥地区和干热天气，常有维持植物生命的功用。例如沙漠中，虽数月无雨，植物还可以依赖露水生长发育。

　　雾凇 聚集在地面物体（树、电线杆等）迎风面上，呈针状和粒状的一种白色疏松微小固体凝结物叫雾淞。它常出现在风小、有雾、湿度高的寒冷天气里，多见于我国高寒山区以及东北地区的冬季。如长白山的天池平均每年有180天可见到雾凇，吉林省的松花湖每年冬季出现雾凇，形成壮观的景色。

　　雨凇 在0℃以下，由过冷却的雨滴或毛毛雨雨滴，在接触的物体表面形成的光滑而透明的冰层叫雨淞，以山地和湖区多见。如峨眉山平均每年有雨凇135天之多。

　　雾凇和雨凇是一种灾害性天气。它们能压断电线、折损树木，对输电、通讯、交通、农业生产等影响较大。如山东临沂一次雨凇，一米电话线上冻结物的冰层量达3.5kg，造成通讯电线折断，损失很大。

　　雾和霾 悬浮在近地面空气中的大量水滴或冰晶，使水平能见度小于1km的物理现象称为雾。在近地面空气中悬浮大量极微小的干燥尘粒（烟尘、尘粒），使水平能见度小于1km的空气混浊现象称为霾，在城市或霾时可见到此现象。雾对植物的生长非常有利，尤其在干旱的秋冬季节，它可增加土壤水分减少植物蒸腾，但对交通有较大影响和危害。

　　云 云是悬浮在大气中的小水滴或冰晶微粒或两者混合的可见聚合物。不同高度、不同形态的云是水圈水分循环的必经之路，它的发生发展和变化伴随着能量的转化及一定的天气现象，因此云对天气变化具有一定指示意义。按照云的状态、高度、厚度，可以对云进行分类，如表8—3。

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气象灾害及减灾防灾
　　大气对人类的生命财产、经济建设和国防建设等造成的直接或间接的损害，称为气象灾害。主要的气象灾害有台风、暴雨、洪涝、干旱、寒潮等。

　　台风  台风灾害主要由强风、特大暴雨和风暴潮造成。10级以上大风就能拔树倒屋，而台风伴有12级或以上的强风，具有可怕的摧毁力。历史上的台风灾害很多，如2005年美国南部飓风造成新奥尔良市严重的洪涝灾害，造成巨大的经济损失。

　　加强台风的监测和预报，是减轻台风灾害的重要措施。对台风的监测主要是利用气象卫星。在卫星云图上，能清晰地看到台风的存在和大小。利用气象卫星资料，可以确定台风中心的位置，估计台风强度，监测台风移动的方向和速度，以及狂风暴雨出现的地区等，对防止和减轻台风灾害起着关键作用。当台风到达近海时，还可用雷达监视台风的动向。各气象台根据所得到的资料，分析台风的动向、登陆的时间，及时发布台风预报、台风警报或紧急警报，通过电视、广播等媒介为公众服务，同时为各级政府提供决策依据。发布台风预警或警报是减轻台风灾害的重要措施。

　　洪涝  洪涝灾害包括洪水和雨涝两大类型，由于洪水和雨涝往往同时发生，有时难以区别，所以常通称为洪涝灾害。在全球范围内，每年都有不同程度的暴雨洪水发生，亚洲是每年全球洪水发生最多的地区，我国每年都有不同程度的暴雨洪涝灾害发生。

　　利用气象卫星对暴雨、洪水进行监测，对防御洪水有巨大作用。提高暴雨预报的准确率，可以有效地减轻洪涝灾害的损失。防洪需要工程措施和非工程措施相结合。工程措施包括：修筑堤坝、整治河道；修建水库；修建分洪区（或滞洪、蓄洪区）等。非工程措施是：洪泛区土地管理，建立洪水预报预警系统；拟订居民的应急撤离计划和对策；实行防洪保险等。

　　干旱  干旱是指特定区域长期无雨或少雨、气温高、湿度小、土壤水分不能满足作物的需求，使作物的正常生长受到抑制甚至死亡，造成减产或绝收的自然现象。干旱不仅使农业和林业生产受损，也给航运、发电、工业和生活用水带来威胁，还有可能诱发火灾、虫灾、疾病和沙漠化等一系列次生灾害过程。干旱是一种时间上渐进式、效果上累加式的灾害，其危害程度随着过程的延长时间而增长；干旱又是一种空间上广延型的灾害，其影响的地域范围远比其他多数灾害来的要广；加上干旱的发生频率比一般灾害要频繁的多，故其对人类社会的危害程度在所有自然灾害中也是名列前茅的。

　　干旱是由多种因素引起的，防御干旱应采取多种措施。因地制宜实行农林牧相结合的农业结构，改善干旱区农业生态环境，有利于减轻和避免干旱的威胁；在干旱多发地区，选择耐旱的作物；开展农田水利基本建设，营造防护林，改进耕作制度等，都是防御干旱的有效措施。

　　寒潮  由强大的冷空气活动造成的剧烈降温、霜冻、大风、降水等灾害性天气称为寒潮。我国中央气象台规定，由于冷空气侵入，使气温在24小时内下降10℃以上，最低温度降至5℃以下，作为发布寒潮警报的标准。但实际上，在南方有时降温幅度没达到这个标准，也会对农作物造成很大危害。为此，国家气象局对上述标准又作了一些补充规定：长江中下游及其以北地区，48小时内降温10℃以上，长江中下游最低气温≤4℃（春秋季则改为江淮地区最低气温≤4℃），陆上三个大区有5级以上大风，渤海、黄海、东海先后有7级以上大风，作为寒潮警报的标准。如果上述地区48小时内降温14℃以上，其余同上，则作为强寒潮警报标准。寒潮主要出现在11月~4月之间，秋末、春初最多，隆冬反而较少。当强大冷性反气旋影响我国淮河以北时，因空气较干燥很少有降水现象发生；但移至淮河以南暖空气活跃、水汽含量较多的湿润地区时，会带来雨雪天气；而在干旱的西北内陆和内蒙古等地区会带来沙暴天气。如1988年3月中旬的一次寒潮给江苏以南地区带来的降雪过程，缓解了入冬以来的旱情；1993年5月5日发生在河西走廊金昌市的沙暴，使一些地区发生了严重的霜冻和人畜伤亡事件。

　　就目前来说，对寒潮仍无有效的防御方法。提前发布准确的寒潮消息或警报，使海上船只在大风到来前返港；提醒有关部门事先对农作物、畜群等做好防寒准备，将可大大减少损失。

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人工影响云雨的基本原理
　　人工降雨就是根据自然界降水形成的原理，人为地补充某些形成降水所必须的条件，促使云滴迅速凝结或合并增大，形成降水。所采用的方法，因云的性质不同，有以下两种：

　　1．人工影响冷云降水。中纬度地区冬季经常出现大范围的过冷却层状云，但很少降水。夏季也经常出现云顶高于0℃高度的积状云，其中能产生降水的也为数不多。这种云之所以没有降水，主要是云内缺乏冰晶，云滴得不到增长。影响冷云降水的基本原理就是设法破坏云的物态结构，也就是在云内制造适量的冰晶，使其产生冰晶效应，使水滴蒸发，冰晶增长，产生降水。方法有两种：一是在云中投入冷冻剂，如干冰（即固体二氧化碳），干冰升华时吸收大量热量，使云中水滴的温度降低冻凝成冰晶，形成冰、水共存，并产生降水；二是引入人工冰核（凝华核或冻结核），如碘化银就是一种有效的冷云催化剂。我国部分地区在作物急需降水时，常采用上述方法实施人工降水。

　　2．人工影响暖云降水。整个云体温度高于0℃的云称为暖云。我国南方夏季的浓积云、层积云多属于这种云。往往由于云中缺乏大水滴，滴谱较窄，冲并作用不易进行而难以产生降水。因此人工影响暖云降水可以引入吸湿性核，如食盐，由于其能在低饱和度下凝结增长，故可在短时间内形成数十微米以上的大水滴；也可直接引入30—40μm的大水滴，从而拓宽滴谱，加速冲并增长的过程，达到降水的目的；或引入表面活性物质，改变水滴的表面张力状态，以利于形成大水滴并促使其破碎，加速链锁反应，从而形成降水。

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与云有关的气象谚语
　　气象谚语是在民间流传的、反映天气变化的语句。其中，与云有关的是最重要的一部分。

　　“天上钩钩云，地上雨淋淋”  钩钩云是一种钩状卷云，多出现在低气压前方。

　　“鱼鳞天，不雨也风颠”  无数白色云片并排成行，状如鱼鳞，这种云称卷积云。它往往是由于高层空气不稳定形成的，常出现在低气压前方。

　　“日晕三更雨，月晕午时风”  晕是日、月光穿过由冰晶结成的卷层云时，光线发生反射或折射而形成的光环。卷层云多产生在低气压前方。

　　“乌云接日头，天旱不发愁”  在我国北方天气系统都是自西向东移动。当日落时，西方升起乌云，表明阴雨天气系统正向本地移来，有可能降水。

　　“日落乌云洞，明朝晒得背皮痛”  日落时，西方虽有乌云，但下部已脱空，露出晴天，说明乌云天气系统正在消散，其后将是一个晴好天气。

　　“扫帚云，泡死人”  因空气对流旺盛而形成的积雨云，其白色顶部像一把倒插着的扫帚。这种云中，冰晶与水珠同时存在，水滴增长很快，并伴有雷鸣电闪。

　　“有雨山戴帽，无雨云拦腰”  当阴雨天气来临时，云层比较低，云底盖住山顶。云层越厚，云罩山越低，表明空气中的水汽越多，这就越容易形成雨天。但是，如果山戴帽了，云层不增厚；或者在雨后出现的云抬高的“山戴帽”，就不是有雨的预兆。所以有“有雨山戴帽，快晴帽抬高”的说法。拦腰的云，一般都是由于夜间冷却生成的地方性云。云层不厚，当太阳升高后，云也就消散了，所以“云拦腰”未来是晴天。

　　“乌头风，白头雨”  “乌头”与“白头”是指两种云的云顶颜色来说的。“乌头”是浓积云的一种，“白头”是积雨云的一种。这两种云常在夏天出现。“乌头”云，云底平，顶部隆起，主要是由水滴组成，云中小水滴吸收和散射了部分太阳光，使云底和云顶显得浓黑。“白头”云顶部凸起，由于空气对流旺盛，垂直发展很快，云越来越伸高，云顶扩散，发展非常旺盛，不久就占据了大部分天空，云顶是冰晶结构，所以呈白色。这两种云比较，“乌头”云不如“白头”云发展旺盛，因此一般下雨不大或不下雨，只刮一阵风，所以叫“乌头风”。但如果“乌头”云发展旺盛，逐渐变成“白头”云，便造成较强烈的雷雨，所以叫“白头雨”。

　　“雷公先唱歌，有雨也不多”  夏天，烈日当空，地面受到强烈的日光照射，使局部地区的空气受热膨胀变轻，并夹带大量的水汽上升，水汽升到天空变冷便凝结成云。这种云叫做地方性的对流云，它的范围不大，又是移动的。对流发展旺盛，便形成带电的雷雨云。这种云在远处打雷下雨，我们就只能听到雷声。在近处也只下场阵雨，一下子过去，雨过天晴，所以“有雨不多”。也称“未雨先雷，有雨不大”。

　　另外还有：“久雨刮南风 天气将转晴”、“云绞云 雨淋淋”、 “天有铁砧云 地下雨淋淋 ”、“朝有棉絮云 下午雷雨鸣”， 等等。

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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。