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小学一年级二年级科学课外阅读材料

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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:26:10 | 显示全部楼层
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 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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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:26:28 | 显示全部楼层
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9.212.5-3.3
7月31.024.76.3
850毫巴1月5.56.5-1.0
7月24.016.47.6
700毫巴1月-1.3-0.3-1.0
7月13.98.65.3
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-28.1-33.04.9
    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7月1月正值不均匀较低
海洋性8月2月负值均匀较高


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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:26:43 | 显示全部楼层
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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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:26:58 | 显示全部楼层
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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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:27:12 | 显示全部楼层
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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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:27:26 | 显示全部楼层
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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 楼主| 发表于 2020-11-10 13:27:38 | 显示全部楼层
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》



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