极光是一种大气光学现象。当太阳黑子、耀斑活动剧烈时,太阳发出大量强烈的带电粒子流,沿着地磁场的磁力线向南北两极移动,它以极快的速度进入地球大气的上层,其能量相当于几万或几十万颗氢弹爆炸的威力。由于带电粒子速度很快,碰撞空气中的原子时,原子外层的电子便获得能量。当这些电子获得的能量释放出来,便会辐射出一种可见的光束,这种迷人的色彩就是极光。
地球的两极有两个大磁场,带电粒子流受地球磁场的影响,飞行路线就要向两极偏转,两极地区形成的粒子流较中纬度更多,在高纬度地区人们能观察到极光的机会更多些。出现在北极的叫北极光,出现在南极的叫南极光。
极光通常有带状、弧状、幕状或放射状等多种形状。由于空气中含有氢、氧、氮、氦、氖、氩等气体,在带电粒子流的作用下,各种不同气体便发出不同的光。比如氖气发出红光,氩气发出蓝光,因此极光的颜色也是丰富多彩、变幻无穷的。极光往往突然出现,连续一段时间以后又突然消失。
在瑞典、挪威、前苏联和加拿大北部,一年可以看到100次左右的极光,出现的时间大多在春季和秋季。在加拿大北部的赫德森湾地区,每年见到的极光多达240次左右。我国最北部的黑龙江省漠河地区,人们常常可以看到五彩斑斓北极光。
云按照高度分类通常可分为四大类型;即高云、中云、低云和直展云,高云的云层高度在六千米以上,通常又分为卷云、卷层云、卷积云;中云云底高度在二千五百米至六千米之间,一般分为高层云和高积云;低云云底高度低于二千五百米,又分为层积云、层云和雨层云;直展云云底高度低于二千五百米,有积云和积雨之分。积雨云:云浓而厚,云体庞大如耸立高山,顶部开始冻结,轮廓模糊,有的有毛丝般纤维结构,底部十分阴暗,常有雨幡、碎雨云。
气压随着大气高度而变化,这是因为空气本身是具有重量的,而地球对物质又具有引力作用,且中心距离越近,引力也越大。所以大气愈接近场面愈密集,愈向高空愈稀薄,气压也随着气温的变化而变化,这是因为气体具有热胀冷缩作用,气温低,气体收缩,密度增加,气压增大,相反,气温高,气体膨胀,密度减小,所以气压也减小。
酸雨是呈现酸性的雨水,有时酸雨的酸性较强,落到人的身上,往往会使人有灼痛之感,酸雨是一种灾害性较强的雨水,它往往给自然界造成严重的生态破坏,并直接威胁着动、植物的生存,酸雨是由于工厂大量燃烧石油、天然气,排放出大量的二氧化碳和含有硫、氮和氧化物,进入到大气中后,在空中发生化学反应所形成的碳酸,随着雨水一起降落到地面而形成的。
大气是混合气体,它无色无味,通常人们看不见它的存在,大气的主要成份是氧和氮。而其它气体,如氢、二氧化碳、臭氧和水汽等,只占大汽体积总量的百分之一。
一、大气的重量
大气是无色、无味、透明的气体,但是它也和其它物质一样,具有一定的重量。据测定,在零摄氏度和一个标准大气压下,空气的密度为0.00129克/立方厘米。
二、大气的湿度
湿度是表示大气中水汽含量的多少或大气潮湿的程度,表示湿度的大小有以下几种方法:水汽压、绝对湿度、相对湿度。
三、大气的压力
大气具有重量,那么它就必然存在着压力。我们把单位面积上所承受大气柱的重量称为大气压强,即气压。气压通常有两种表示方法:即毫米和毫巴。在标准状态下,当时的大气压强与760毫米水银柱所产生的压强相等,而760毫米气压又相当于1013.25毫帕。
地球上的方向,是由地球自转确定的。人们根据地球自转方向来确定东、西方向:顺着地球自转的方向是东,逆着地球自转的方向是西。地球绕着地轴自转,地轴的两端叫两极。如果在地轴一端的上空看地球自转的方向,逆时针的一端就是北极,顺时针的一端就是南极。南极是最南的极点,北极是最北的极点,地球上一切向着北极的方向叫北方。
东方和西方是无限的。如果你从地球上两极以外的任何地点出发向东定,可以绕地球一周回到原来的地方,而且还可以继续向东走,但是永远找不到东方的止境,向西走也一样。东西方是无限的,而南方和北方都是有限的。如果我们从地球上北极以外的任何地点向北走,最终都会到达北极,那里没有东、西、北,都是南,南极的情形正好与此相反,从地球上南极以外的任何地点向南走,最终都会到达南极,那里没有东、西、南,都是北。
雪和雨一样,都是空气里的水汽冷却凝结而成的,只是凝结时天气冷的程度不同,因而有了雨、雪的区别。当天空上层的温度很低、空气中的水汽凝结时,它就不是凝结成水滴,而是由水汽直接凝结成小雪片。由气体不经过液体而直接凝结成固体的这种转变,在气象学上叫做“升华”。因此,可以认为雪花是经过一种特殊方式形成的冰。当云层中同时存在着冰晶和过冷的水滴(云层气流稳定,温度在―20摄氏度或更低时,云中尚能保持的水滴,叫做过冷的水滴)时,容易生成雪花。过冷却的水滴比冰晶容易蒸发。当冰晶上的水汽达到饱和不再蒸发时,而过冷却的水滴在这时候并没有停止蒸发,蒸发的水蒸气就在冰晶的表面上升华凝结,体积逐渐增大,变成了疏松枝状的六角形的小冰花,这就是雪。
雪的形状十分美丽,它的花纹非常整齐,结构复杂,形状多样。已经发现的有4000多种不同的花纹。它们有的像盛开的牡丹,有的像瘦削的梅花,有的像分出枝杈的鹿角,有的像玻璃上冻结的冰花。如果把它们摆在一起,就能构成一幅美丽的图案。
这是因为,南极地区纬度高,离海洋也远。“东方站”位于南极圈以内,而且都处在3000米左右的高原上。冬季长夜漫漫,气温急剧降低;夏季虽有几十天的极昼,但太阳斜射,光热微弱,冰雪难以融化,所以一直保持很低的气温。
江河里的水都是从高的一头往低的一头流的。江河都是地面上的深沟,山上流下来的雪水、泉水,下雨的水,地面上积下的水,都往那深沟里流,越流越多就成了河。一般来说,小的叫河,大的叫江。咱们中国就有黄河、长江。这两条江河都有几千里长,小的水渠汇成小河,许多小河的水又汇成一条大河。小朋友,现在你明白了吗?泉水、雨水和冰雪化成的水从四面八方流在一起,就成了河水、江水。
我们从电影、电视里看到的大海都是这个样子,天连水、水连天,一眼望不到边。可是,你知道海底是什么样子的吗?靠近海边的海底世界美丽极了,那里有平坦的沙滩,有高低起伏的小山,山上还长着各种各样的“森林”,成群的鱼虾在“森林”里、在山石间穿来穿去,沙滩上还有各种各样奇形怪状的动物在散步、在玩耍。可是,到了大海的深处就不一样了,那里漆黑一片,一点阳光都见不到。在大海下面很深的海底,也有许多鱼类和动物在生活着,有的鱼还发光呢?
原始地球在成长的过程中,小行星也在不断地撞击,从而产生极大的热量,这使地表温度升高,岩石熔化成岩浆。随着小行星撞击减少,地球表面渐渐冷却。当地表温度从1300摄氏度,降低到300摄氏度时,低垂云层中的水蒸气变成了水,从而降下雨来。倾盆而下的大雨,使地表温度越发降低,导致积水增多,由此而诞生了海洋。
小朋友,夏天的早上,你会看见小草上、树叶上、花瓣上都挂着一颗颗亮晶晶的小水珠,在阳光下一闪一闪的,简直象一颗颗美丽的珍珠。这些小水珠叫“露水珠”。那么,露水珠是哪儿来的呢?
夏天,天气很热。白天地面上的小草和树叶被太阳晒热了。到了晚上,小草和树叶就会慢慢地变凉。这时候,空气里的水汽碰到比较凉的小草和树叶,就会变成小水珠。这种小水珠就是我们早上看见的露水珠。
地球内部,按其温度变化从上到下可分为“可变温度带”“常温层”和“内热带”。
“可变温度带”一般厚约15米一30米。其热量来源主要是太阳辐射,因此温度发生明显的季节变化。在这个带之下,温度不发生变化,称为“常温层”,这一层的温度各地不一,一般相当于当地的年平均气温。“常温层”以下几十千米的地壳,温度随深度增加而升高,称为“内热带”。在“内热带”,一般深度每增加100米,温度升高2℃一5℃。可是,在古老的结晶岩地区,地热增温率就很小,深度增加100米增温不到1℃;而在近代火岩浆活动的地区,地热增温率却很高,深度每增加100米可增温6℃一8℃。
“内热带”至一定深度后,增温率便逐渐减小,例如,从地下25千米处开始,每深100米仅增温0.8℃。因此,至地壳的底部(一般数十千米),温度约为1000℃;至100千米深处的地幔部分,温度可达1300℃左右;在地核(2900千米以下)和地心,温度在2000℃~5000℃之间。
风就是空气的流动。在我们周围全是空气,我们每个人都要呼吸空气。空气中有冷的,有热的。热空气比冷空气轻,所以它就往上浮动,冷空气马上就流动过来补充。地面上的空气,海洋上的空气被太阳照热了以后就往上升,别处的冷空气就流动过来补充,空气的这种流动就是风。地球很大,地球上的空气流动也是大量的,所以有时候刮很大的风,就是这个道理。
大气好像是地球的一件厚厚的外衣,白天减弱了太阳光对地球的照射,使地面热得不是很厉害。同时,大气还削弱了对生物机能有伤害的紫外线,使得地球上的生物不至于死亡。
大气层的变动和水汽的变化,使天空产生云和雨。空气层对不同光波所发生的反射、折射、散射和吸收作用,使天空出现了蔚蓝的色彩。由于空气具有传播声波、电波的性能,我们才能听到声音,千里之外可以打电话、发电报。同时,由于大气的流动和传播,使我们能闻到各种气味。
地球上如果没有大气,空气中也就没有水汽,就不会成云致雨;地球上没有水,那将是遍地的沙漠。日月星光,如果没有空气的反射、折射和云的吸收,太阳将以刺眼的光炙烤着大地,星星也不会闪烁。如果没有大气,太阳一出来就会像划火柴一样突然明亮起来,而日落时又如灯光突然熄灭而变得黑暗。如果没有大气的流动,声波和电波就无法传播,我们就听不到声音,也闻不到气味。由此可见,地球上如果没有大气,那将是不堪设想的。
赤道是南北半球的分界线,它把地球分成南北两个部分。但这条赤道并不是地球本身的一种景观,而是科学家们按照自然规律想像出来的。它位于地图上,却并不存在于地球上。
早在18世纪,科学家们为了测量地球的形状,来到横跨赤道的厄瓜多尔,发现赤道正好穿过当地的基尔城,就在这里建立了一座赤道纪念碑。后来,人们发现这个位置不太准确,赤道应该位于纪念碑的南约2公里的地方,于是,另一座纪念碑又建立了起来,这块纪念碑上写道:“这里是地球的中心。”
地球,人类生活的地方,对每个普通人来说,它是非常神秘的,人们都想知道,地球有寿命的限制吗?如果有的话,它的寿命是多少年呢?
地球的寿命和太阳的活动是息息相关的。地球上的一切能源都是从太阳获得的,一旦太阳消亡了,地球也一定要毁灭。
科学家们测定,地球目前的年龄大约是50亿岁,太阳也正当中年。但再过80亿年,太阳上的氢消耗完后,它就进入老年了,地球的寿命就要结束了。
小朋友都见过沙子吧?地球上有些地方,是一大片一大片的沙子,看也看不到边,这样的地方,就叫沙漠。我国西北一带就有很大的沙漠。为什么好好的地方会变成沙漠呢?说起来话可长啦。很早很早以前,地球上大多都是石头块,经过多少万年的风吹、太阳晒、雨水打、冰冻,这样弄来弄去,许多石头块粉碎了,碎块有粉碎了,慢慢就变成沙子了。沙子越来越多,就变成了沙地,从小变大就成了沙漠。多种树就可以挡住风,沙子就吹不下来了,所以要好好保护树木。
广阔的海洋,从蔚蓝到碧绿,美丽而又壮观。海洋,海洋。人们总是这样说,但好多人却不知道,海和洋不完全是一回事,它们彼此之间是不相同的。那么,它们有什么不同,又有什么关系呢?
洋,是海洋的中心部分,是海洋的主体。世界大洋的总面积,约占海洋面积的89%。大洋的水深,一般在3000米以上,最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远,不受陆地的影响。它的水文和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝,透明度很大,水中的杂质很少。世界共有4个,即太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋。
海,在洋的边缘,是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%,海的水深比较浅,平均深度从几米到二三千米。海临近大陆,受大陆、河流、气候和季节的影响,海水的温度、盐度、颜色和透明度,都受陆地影响,有明显的变化。夏季,海水变暖,冬季水温降低;有的海域,海水还要结冰。在大河入海的地方,或多雨的季节,海水会变淡。由于受陆地影响,河流夹带着泥沙入海,近岸海水混浊不清,海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘,又是临近大陆前沿;这类海与大洋联系广泛,一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的东海就是太平洋的边缘海。内陆海,即位于大陆内部的海,如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海,水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个。太平洋最多,大西洋次之,印度洋和北冰洋差不多。
南回归线是指南纬23°26'的纬线,同样,北回归线则是指北纬23°26'的纬线。这两条纬线之所以十分特殊,与太阳光的照射密切相关。由于地球是侧着身体绕太阳旋转的,因而每年冬至那天,太阳的直射点会南移到南回归线,此时南半球能程度地受到太阳辐射,迎来盛夏,此后,太阳直射点开始逐渐北移,并在夏至到达北回归线,此时北半球开始进入盛夏,循环往复。