在常规气象风的观测中,风向、风速是通过固定在离地面一定高度上的仪器测定的。对高空风的测定则是利用雷达探测到的探空气球的位置变化得到的。如何利用气象卫星的遥感资料得到海面附近和海面以上风的方向和速度呢?
在有云存在的情况下,可以通过分析云位置的移动得出风的方向和速度。在无云的情况下,主要通过分析海面波浪的形状得出海面附近风的分布特征。因此,仅仅只有卫星观测资料,不能直接得到海面风的结果,还必须借助于对遥感资料的分析处理技术。
海市蜃楼的景象来自何方?
海市蜃楼是发生在大气中的光学现象。它与空气的成层结构和太阳光在成层大气中的反射和折射有关。当你把筷子的一半放到水里,你会发现筷子好像弯折了,这就是光线通过不同密度介质发生的折射现象。太阳光线经过许多不同密度空气层时容易发生显著的反射和折射,把远处景物显示在空中或地平线以下。这些显示在空中或地平线以下的奇异景象被称为“蜃景”。在沿海或沙漠地区,大气容易出现成层的结构,因此海市蜃楼多出现在沿海和沙漠地区。古人认为海市是神仙居住的地方,我国山东半岛上的蓬莱以外海面,自古以来以海市蜃楼而闻名于世。神话传说中的“海外三仙山”,蓬莱、瀛洲、方丈都在蓬莱的外海,这可能与蓬莱海面大气中的海市蜃楼有关吧。
提起海市蜃楼,许多人常将它与虚幻缥缈相提并论。海市蜃楼若隐若现,变幻无穷是真,但它并不是“虚无”的东西,它所显现的景象都有实物作为依托。如,2000年的青岛春季,在栈桥附近海面上出现的部分蜃景就是离青岛不远地区景像的反映。由于空气不可能完全处于静止状态,空气的流动对空气层结状态的改变使得蜃景复杂多变,所折射的景象远近变化很大。但无论如何,海市蜃楼中的景象都是现实世界中的“曲折”反映。
海市蜃楼中的图像有规律吗?
海市蜃楼中的景象虽然变幻无穷,但根据空气层结的特点大体可以将蜃景归结为几种类型。当暖空气移到冷海面上,气温的垂直结构为下冷上暖时,由于低层空气的密度比上层大的多,太阳光线向下面空气密度大的一方折射,使远处目标物的影像向上抬升,如海岛、舰船、海冰等景物显现在实际位置的上方,就会构成“上现蜃景”。当空气的层结呈现下热上冷时,上层空气的温度低,密度相对较大,射到底层的阳光便会折回上层空气,使陆地或海洋表面的景物下降,看起来远处的景物位于地平线以下,有时呈现倒立状态,就形成了“下现蜃景”。当空气处于不稳定状态时,出现的蜃景会一会儿升在半空,一会儿又沉映在海面,构成“复杂蜃景”。
船体上结的冰叫什么名字?
冬季在高纬度海区航行的船只,有时船身上凝结一层光滑透明的薄冰,舰船像穿上了壮观的冰晶外衣。虽然“船服”晶莹剔透,但由于甲板滑,给人在船上的活动造成很多不便甚至危险。
这些薄冰在气象学中有二个专门的名字,叫做雨凇。雨凇是过冷雨滴或毛毛雨在降落过程中遇到温度在冰点以下物体,在物体上迅速冻结而形成的透明或半透明的冰层。什么是过冷雨滴呢?过冷雨滴就是温度低于冰点0℃还没有冻结的雨滴。
大气中为什么会出现过冷雨滴?
我们知道,水温降到0℃以下会结冰,但为什么大气中的某些雨滴在温度低于0℃还没有冻结成冰呢?这与雨滴的杂质含量有关,也与雨滴的大小有关。
实验证明,当水中除去杂质后,过冷水滴大约在零下33℃到零下44℃范围内冻结。水滴越大,冻结需要的温度越高。当过冷水滴中含有固态粒子时,在粒子表面力场的作用下,水分子容易束缚在粒子的表面,并固定在冰格中,使之不受分子的热碰撞而破坏。因此,过冷雨滴中含有固态粒子时,冻结的温度就可以相对更高一些。因此,当过冷却雨滴遇到物体时,在物体表面形成雨凇的另一个原因则是由于在固体表面它的冻结温度提高了。
雨凇多见于船体的哪一面?
海面上的风向复杂多变,但在出现雨凇的时候则非常容易判断平均风的方向。由于雨凇的形成需要有降水,雨滴在海面风的吹送下常常呈斜线降落。因此,在迎风一侧的船体上冻结的雨凇厚度明显地大于背风一侧的厚度。
雨凇多出现在什么季节?
在海面或地面上出现雨凇的一个必要条件是,形成雨凇的物体表面温度要在冰点以下。因此海面或地面附近的雨凇多出现在中、高纬度的冬季。当出现大面积的雨凇天气时,表明大范围内受冷空气的控制,会出现比较大的冻害。因为,冻结在树木和蔬菜上的雨凇可以将树木冻死或压折,严寒会使畜牧区的牲畜被冻死,铁轨上的雨凇使火车车轮与铁轨的摩擦减小,影响运输安全,电线上的积冰也有可能压断电线,出现电信事故。
印度洋上的“偶极型现象”
怎样影响亚洲的天气?
2001年7月,日本列岛大部分地区呈持续高温天气,最高温度达39.6℃。日本的海洋气象学家经过研究,认为是印度洋上发生的“偶极型现象”导致了这种高温天气。
什么是“偶极型现象”呢?印度洋西部海水温度比东部高大约2℃,并且有强劲的东风,就是所谓东低西高的“偶极型现象”。这种现象发生的原因是,在赤道附近生成的东风使西太平洋热带的暖水团流入东印度洋,进而流向西印度洋,它阻止了西印度洋深层冷水的上涌,导致海面水温上升,而印度洋东部则由于深层冷水的上涌而降低了海面温度。
这种现象发生时,不但影响日本的气温,还会影响其他地区的天气。非洲东部会下大雨,印度尼西亚一带则发生干旱。与此同时,中国南部和菲律宾会出现多雨天气,而日本和朝鲜半岛则会出现持续高温少雨天气。日本气象学家通过对气象观测数据进行分析后确认,这种现象在过去40年间发生过6次。
为什么北印度洋上没有副热带高压?
在全球大洋洋面的副热带地区,几乎都存在着一个强大的副热带高压系统,但是北印度洋却没有。原因在什么地方呢?从赤道大洋高温洋面的位置和大气上升运动来看,赤道印度洋西部由于没有明显的高温海水,夏季甚至是相对低温的海水,因此赤道印度洋西部大气中没有明显的上升气流;而北印度洋北侧的青藏高原在夏季被太阳强烈加热,出现高原上空气流上升,而赤道区域下沉的反向气流。上述两种因素都不利于北印度洋副热带气流的下沉,因此也就不会出现副热带高压。
为什么夏天有时雨多,有时雨少?
在我国的东部,无论在哪个地区,夏季有的时候天气非常热,但降水很少,而有的时候却阴雨连绵,经常暴雨倾盆。原因在哪里呢?
实际上造成降雨的主要原因是充足的水汽输送和上升运动。夏季我国的东部地区由于受西南季风的影响和西北太平洋的影响,水汽的供应一般不成问题。天气系统造成的上升运动区的位置一般就决定了降水区的位置。如果冷暖空气交界的前沿地区(锋面)长期在某个位置上徘徊,则这个区域的天空就会经常淋漓不断的降水;如果某个区域长期被副热带高压控制,则这个区域就会出现持续的高温、干旱。
雅加达的雷雨为什么会报时?
位于赤道附近的印度尼西亚正处于太平洋和印度洋的结合部位,海洋很大一部分能量,通过中心在印度尼西亚地区的大气强对流中心区域进入大气。作为沃克环流上升支所在的区域,印度尼西亚多对流性降水。但印度尼西亚的首都雅加达的降水,还存在着一种特殊的准时性。一般情况下,雅加达每天早晨霞光万丈,正午浓云压顶.闷热异常,下午二三点钟雷雨交加,四五点钟后云收雨散,晴空万里。因此,当地人把这种降水叫做“报时雨”。
雅加达的雷雨为什么具有这种准时性?现在还没有明确的答案。揭开“报时雨”之谜,有待进一步的科学研究。
什么是濛雨?
濛雨是发生在我国南海北部地区的一种低云和雾伴有毛毛雨的天气。濛雨主要出现在北纬18度以北的近海和沿岸地区,尤其以琼州海峡和北部湾沿海最显著。一次濛雨一般持续3天~4天,最长可持续10天以上。
濛雨的出现具有非常明显的季节性特点。它只在晚冬出现,一般每月有10天~15天,出现最多的月份为每年的3月和4月。在地区分布上,具有从东向西逐渐增多的特点。主要集中在珠江口至北部湾一带。
濛雨的发生与南海有密切的关系。当冬季从北方南下的冷锋到达南海后,冷锋后部的冷高压受南海海面的影响逐渐变暖,湿度增大。高压南部的气流把南海上的暖湿气流输送到较冷的陆地表面上产生凝结,容易形成低云、雾和毛毛雨,出现濛雨天气。
为什么海面风速比陆地风速大?
无论是实际的航海经验还是气象观测的结果都证明,海面上的风速比陆地上的风速要强劲的多。为什么海面上的风速比陆地风速大?这是由许多原因造成的。
当陆面温度与海面温度相差不大的时候,海面对风的摩擦阻碍作用小得多是造成海面风速大的主要原因。当海水温度高于陆地表面温度的时候,气旋等低值天气系统入海后,由于凝结潜热释放对系统发展的促进作用,系统发展使风速增大是主要原因;夏季海上风暴强度大于陆地的原因是风暴登陆后,水汽的供应量大为减小,风暴强度的减弱是陆地风速小于海面风速的主要原因。