小汽车在科学城一幢哥特式建筑前戛然而止。这座哥特式建筑与众不同的是,房前竖着一根很长的水管,一直高出屋顶。
下车后,爸爸走到水管前告诉小明:“这是仿照1650年德国学者葛利克的杰作。你看,管内的水面上漂浮着一个木偶,天晴的时候,木偶就在屋面上出现——现在是晴天,正好可以看到。”
小明用傻瓜相机对准木偶,拍下了这一镜头。
爸爸接着说:“天一下雨,它就隐藏不见了。当时附近的居民看到后,都感到奇怪,不知是怎么回事。”
“那这到底是怎么回事呢?”小明问。
“其实,这是大气压力造成的,”爸爸说,“这和托里拆利做的实验是一个道理。天晴的时候,往往气压较高,管内的水面相应升高,木偶就出现了;阴天或下雨时,往往气压较低,管内的水面相应降低,木偶就看不见了。”
他们回到车上。爸爸边开车边对小明说:“这说明气压与天气变化有着直接关系。下一步,你就要重点了解气压与天气的关系。高压和低压,在气象上也称反气旋和气旋。一般来说,高压中心附近天气晴好,低压区域内多为阴雨天气。”
在书房里,爸爸拿出一张天气图告诉小明:“你看,在天气图上,高压用闭合的等压线表示。在高压区内,一般都能找到一个地方的气压特别高,这个地方叫高压中心,它的气压数值可以作为这个高压中心强弱的标志。”
爸爸从书架上拿下一盒磁带,放到录音机里。打开录音机,里面传出女播音员的声音:“……今天早上8点钟地面图上,在北京附近,有一个1030百帕的高压中心……”
爸爸关上录音机,说:“这句话的意思是北京地区为高压控制,天气晴好。”
“爸爸,高压控制为啥天气就晴好呢?”小明不解。(www.xing528.com)
“是这样,”爸爸解释说,“在高压范围内,低层空气是从中心向外流散的,相应的,在这个地区的上空就会有空气从上面流到下面来补充,于是就产生了下沉气流。所以,在高压里空气是下沉辐散的。空气在下沉过程中,体积压缩,温度升高,相对湿度就会减小,这很不利于云和雨的形成。为了说明这个道理,我们举一个例子。”
爸爸在记事板上工整地写道:
某高压上空的气温原来为4℃,水汽压是7.6百帕,4℃时的饱和水汽压是8.1百帕,那么,相对湿度为:7.6÷8.1×100%=94%。当空气下沉增温,气温升高到6℃时,饱和水汽压变成了9.4百帕,相对湿度为:7.6÷9.4×100%=82%。
“我们知道,”爸爸说:“云和雨都必须在空气湿度超过饱和程度时,也就是相对湿度超过100%时才能形成。而上面这个例子中空气的相对湿度发生了怎样的变化呢?你考虑考虑。”
小明看了看记事板上两个相对湿度的数字,回答说:“这个例子中,空气的相对湿度不但没有加大,反而越来越小,由94%变成82%。这样,不用说新的云形成不了,就是原有的云,也会因为温度升高、相对湿度减小而逐渐蒸发消散。所以,在高压控制地区,天气常常是晴朗的。我说得对吗,爸爸?”
“Very good!”小明接受事物之快,理解力之强,使爸爸高兴得说了一句英语——很好。
爸爸又在天气图上找到了低压区。他说:“低气压在天气图上也用闭合等压线表示,但闭合等压线的中心气压比周围低。在低气压范围内,低层空气是从周围向中心流动的。流动的结果,必然会引起中心附近空气的堆积。空气越积越多,唯一的出路就是向上流动,上升到一定高度后再向四周流散。所以,在低气压里空气是辐合上升的。”
“空气上升,体积就要膨胀,温度就要降低,相对湿度就要加大。当空气温度降低到一定程度时,空气中水汽达到饱和。这时,如果空气温度再降低,空气中的一部分水汽就要凝结成云,再形成雨。
“在低气压里,上升气流一般比较旺盛。如果空气中的水汽含量丰富,就会下雨,甚至会下暴雨。所以,在低气压控制地区常常多阴雨天气。”
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