书城科普地球的变脸:天气与气候(地理知识知道点)
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第13章 气候概说(6)

(4)扬长避短,发挥气候资源的优势:气候资源有地区差异和时间变化。因此,在气候资源的利用上,如能扬长避短,也能收到事半功倍之效。例如,在干旱区,阳光充足、空气干燥、夏季温度高,昼夜温差大是其所长,而水分不足是其所短,如栽种耐旱的、蒸腾效率高的作物,诸如小麦、谷子、棉花、瓜、果等,就不但产量高,而且质量好。在高原区,阳光充足而温度太低;华北地区的冬季也是阳光充足温度低,使光照资源不能利用,这些地区如发展温室栽培,就能把光照资源利用起来。在华中、华南的一年两熟或三熟区,前后作物换茬的时候,往往是一年中光、热、水等气候资源最丰富的时候,而此时前茬作物已成熟,后茬作物又在苗期,光、热、水资源需要不多,大量的气候资源都浪费了。如果改种多年生木本作物,采取育苗移栽、改变种植制度和方式等措施,尽可能多地利用气候资源,农业产量必将有大幅度提高。

(5)要善于利用气候资源的地区差和季节差:人们都喜欢冬天到华南、夏天到东北去开会、疗养和旅游。在农业生产中,也可以利用南方和北方、平原和山区气候资源的不同,以及南方比北方季节早,平原比山区季节早的气候分布规律,为某些大城市提供特有的、新鲜的农产品。例如,北京近年新鲜瓜果和蔬菜终年不断,就是较好地利用了近郊平原和远郊山区,以及南、北方的气候差,让这些地方调剂北京的淡季,补充北京不能产的农产品。

气候与人类的关系

气候塑造了人类

人的容貌身材、性格和行为,虽说是与先天因素有关,但并非完全能由人类自己主宰,这个“权力”有时还握在气候的手心里!

人类学家以皮肤颜色来区别人种,按此把人类划分为黄色人种、黑色人种、白色人种和棕色人种等。大气中的各种物理参数,诸如气温、气压、湿度以及日照、降水等是形成人种特征的重要因素。

“塌鼻子”、卷头发的黑色人种在欧亚大陆,可以明显地看出,越往南走,人的皮肤颜色越深。生活在赤道附近的人,由于光照强烈,气温又高,人的皮肤颜色是黑黝黝的,大多为黑种人。黑种人有着抵御非洲酷热气候的“面目”。他们脖子短,体型大多前屈,就头型而言,其脑骨容量为1297立方厘米,头明显偏小,头形前后长,而鼻子较阔,呈“塌鼻子”,这种长相有利于散发体内的热量。有趣的是,非洲黑人几乎都是卷发,每一卷发周围都留有很多空隙。当炽热的阳光向头顶辐射时,这种卷发恰似一顶凉帽。另外,他们的手掌和脚掌汗腺,在每一单位面积中的数量比白、黄种人多,而且汗腺也粗得多,这就更有利于排汗散热。

高鼻梁、多体毛的白色人种在寒带、温带的高纬度地区,常年太阳不能直射,光照强度较弱,气温很低,严寒期又长,这里大多为白种人。白种人皮肤白,头发黄,眼睛蓝,与阳光照射微弱的环境相适应。白种人为了抵御严寒,往往有一个比住在湿热地区的人更钩的鼻子,他们鼻梁高,鼻道长,鼻孔细小,鼻尖下呈爪状,体毛发达,均与那里气候有关。因为空气经过长长的鼻道后,干冷的空气可以得到缓冲,变得较为暖湿,不会使冷而干的空气一下子冲进去伤害呼吸道。体毛发达,则起着保暖作用。就头型而言,寒带和温带居民的脑骨容量为1386立方厘米,他们头大,头型圆,脸部比较平,这很有利于保温。黄种人的容貌则介于两者之间,主要分布在气候温和的亚洲。

我国属于黄种人。然而,我国国土辽阔,气候各异,人的身材也就大不一样。总的来看,人的身高在高纬高于低纬,牧区高于农区,城市高于农村。高纬度地区终年寒冷,人体新陈代谢慢,生长期长,较多地积累了物质和能量,故身材高大。高大的身材单位体积对应的表面积小,散热少,利于抵御风寒。低纬度地区的人身材矮小,则与上述原因相反。另一方面,北方人和南方人的身高差异,还与日照时数有极大关系。比如,北京的年日照时数为27787小时,身高发育正常;武汉年日照时数为20853小时,身高发育次之;广州年日照时数为19453小时,身高发育又次之;成都年日照时数最少,仅为12393小时,所以身高发育更次之。四川省男子平均身高居全国倒数第2,女子倒数第3,这与四川省年日照时数仅为8266小时有直接关系。

气候装扮了女人的美丽

西施浣纱图在古今文学作品中,那些天生丽质、丰采动人的女子常出于山青水秀之地,并非完全是作者的随意描绘。秀美的自然风光,独特的水土环境,湿润的天气气候的确能使人灵秀。

我国古代四大美人之一的王昭君就生长于山青水秀的香溪崖边村寨。唐代曾与杨贵妃争宠的梅妃,生长于临江濒海、潮音悦耳、碧流如织的福建蒲田江东村,有碑文说:“其他绿野连绵,碧水环绕,秀气所钟,江妃毓焉。”被誉为天堂的杭州,不仅以风光秀丽著名,而且多美丽女子也是非常闻名的。杭州临湖靠海,气候湿热,人们多以鱼类、青菜和大米为食物。体内很少摄入大热量的高蛋白和高脂肪。杭州又是“龙井”茶的故乡,人们大多有饮茶的习惯,炎热的夏季又使她们终日挥汗如雨。这样,茶的进入和汗的流出消耗了她们体内多余的脂肪,使得女子大多有苗条的身段。临海靠湖环境使得大气中水汽多,故杭州一年中有一半时间被雨雾占据着,人们接受紫外线照射的机会很少,因此这里女子的皮肤出奇的白。这里花木成荫,湿度又大,且无风沙之患,女人的皮肤又是出奇的嫩。历史上中国四大美女之一的西施便诞生在与杭州气候环境一样的杭州城南不远的诸暨市。

有趣的是,在英国曾有学者绘制过美女图,并对美女出生的地域进行了研究。研究结果认为,伦敦一带的女子最漂亮,阿伯丁一带最差,苏格兰一带介于两者之间。这种差异与地理环境中的气候、水土是有很大关系的。

气候左右人的性格

豪放直爽的草原牧民自然气候使地球上不同区域形成了不同的人种,也使不同区域的人们形成了不同的性格。

生活在热带地区的人,为了躲避酷暑,在室外活动的时间比较多。气温高,使生活在那里的人性情易暴躁和发怒。

居住在寒冷地带的人,因为室外活动不多,大部分时间在一个不太大的空间里与别人朝夕相处,养成了能控制自己的情绪,具有较强的耐心和忍耐力的性格,比如生活在北极圈内的爱斯基摩人,被人们称为世界上“永不发怒的人”。

居住在温暖宜人的水乡的人们,因为水网海滨气候湿润,风景秀丽,人们对周围事物敏感,且多情善感,机智敏捷。

山区居民,因为山高地广,人烟稀少,开门见山,长久生活在这种环境中,便形成了说话声音洪亮,性格诚实直爽。

居住在广阔的草原上的牧民,因为草原茫茫,交通不便,气候恶劣,风沙很大,所以他们常常骑马奔驰,尽情地舒展自己,性格变得豪放直爽,热情好客。

生活在城市中的人们,高楼大厦林立,工矿企业众多,所以形成了城市“热岛效应”,温度高,降水少,空气不清新畅通,这种憋闷的气候使城市人形成了孤僻的性格。人们常常闭关自守,万事不求人。即使同楼居住多年,也素不相识,老死不相往来。

人工降雨与防雹

现代的人工影响天气的科学研究,是在美国科学家兰米尔的领导下开始的。1946年11月13日,谢弗进行了第一次成功的人工降雪消云试验。此后世界各地相继开展了人工影响天气的试验工作,干冰和碘化银成了主要的催化剂。到目前为止,世界上已有近100个国家或地区开展了这项工作。人工影响天气的范畴也从人工降雨、防雹很快扩展到人工消雾、消云、消雨、消闪电、削弱台风等其他领域。

人工影响天气是一项复杂的系统工程,尚需不断加强科学研究和试验,不断提高作业的技术水平,才能使这项工作持续健康地发展。据统计,人工影响天气的经济效益是很大的,一般估计投入产出比约为1∶5到1∶30,一些特定地区经济效益还会更大些,同时这项工作还具有不可忽视的潜在社会效益。

人工影响天气工作包括许多内容,目前国内广泛开展的主要为人工降雨,人工防雹和人工消雾,其技术方法简述如下:

人工降雨人工降雨又分为人工影响冷云增加降水和人工影响暖云增加降水。冷云增加降水所采用的技术方法主要为,利用飞机携带冷云催化剂(碘化银、干冰、液氮等)或发射人工降雨高炮炮弹。在云内低于-3℃层且有过冷水的区域进行催化,使其增加降水。我国从事人工影响天气的科学工作者,通过10多年对我国北方层状云人工催化冷云降水的研究表明,其平均增雨效率在20%左右。人工影响暖云增加降水多采用飞机携带暖云催化剂(盐粉、尿素等)在云中高于0℃层区域进行催化。由于暖云催化剂粒子的尺度要求比冷云催化剂高得多,所以暖云催化剂用量要高于冷云催化剂104~106倍。一般飞机作业一架次需携带上千千克暖云催化剂。

人工防雹是指用人工方法使冰雹云不降雹,或者减弱降雹强度。目前,国内广泛开展的防雹作业是利用口径37毫米的高射炮,直接将装有碘化银的炮弹送入冰雹云的冰雹生长区爆炸,人为地增加雹胚的数量,由于这些众多的雹胚在冰雹形成的区域会争食云中的有限水量,使它们大多数不能长到冰雹的尺寸,从而限制冰雹生长,达到人工防雹的目的。

人工消除局地过冷雾通常采用丙烷、干冰、碘化银或液氮等催化剂,播撒于雾中,产生冰晶,使大量过冷雾滴聚集到冰晶上,冰晶靠消耗雾滴长大并下落到地面,从而改善能见度。人工消除局地暖雾主要采用向雾中播撒吸湿性粒子,如盐粉、氯化钙溶液、尿素等,使其吸收雾中水汽,从而改善能见度。利用动力法、加热法消除暖雾也有许多成功的例子。

人工“捉”惊雷

在我们这个地球上,平均每秒钟约有100次雷电发生。雷电具有极大的能量,仅一次普通的雷电就可产生10万安培的电流和4×106焦耳的能量。这股强大的能量有时会给人类带来巨大的灾难:它可以击中升空的火箭和飞机,可以摧毁和破坏高层建筑,可以劈裂粗大的百年老树,可以扭曲坚韧的金属板,可以引起森林火灾,可以伤害来不及躲避的人畜。如1986年美国有三枚待发升空的火箭被雷电击中;1987年我国大兴安岭森林因雷击而起火;1989年8月12日,我国黄岛油库因雷击起火发生剧烈爆炸事故。雷电不仅带来了巨大的经济损失,也造成了可怕的人身伤亡,据统计,每年约有4000人惨遭雷击而身亡。为了战胜雷电的危害,最大限度地避免雷电带来的损失,科学家们研制出了各式各样的避雷器。但避雷器有很大的局限性,不可能在任何地方都安装,而且避雷器有时也并不安全。于是就有了人工“捉”惊雷的设想,即用人工的方法将惊雷消除在云层中。目前,科学家们已经研制出了多种人工“捉”惊雷的方法。

方法之一是向雷雨云中播撒碘化银或碘化铅冻结核,使云中水滴在冻结核上冻结成冰晶,从而使云中带电粒子减少,雷电也就不易发生了。

方法之二是向雷雨云中撒播金属丝或镀金属的尼龙丝,金属丝在雷雨云内的强电场中可以产生电晕放电现象,使雷雨云中电荷散布到广阔的空间,从而减弱空间电场强度,避免雷电发生。

方法之三是主动触发雷雨云中的雷电,向雷雨云中发射炮弹或火箭,让其在云中爆炸,以驱散惊雷。

方法之四是引雷落地,这是目前最为先进有效的人工“捉”惊雷方法,它是用人工引雷火箭,将云中雷电引落地面而消除之。引雷火箭的结构是在其尾部拖有一根细钢丝,钢丝的一端埋在大地中,当火箭拖着很长的钢丝发射到高空时,浓云密布的天幕上将看见一道2~25米宽的桔黄色闪道,如同一把闪光的利剑竖立在天地之间,顺着钢丝直贯而下。只需3秒钟就可把惊雷“捉”下来,强大的电流将钢丝烧熔汽化,场面蔚为壮观。我国科学家已经成功地掌握了这项先进的技术。

绝妙的人造气候

有利的气候条件能使工作效率大大提高,而不利的气候条件会使工作效率明显下降。比如,阴雨连绵会使人情绪低落,甚至意志消沉,从而严重影响人们的工作效率。大自然的气候虽然不可抗拒,但我们却能用现代科学方法创造有利的气候条件,来提高人们的工作效率。

为了克服不良气候的影响,世界上许多国家出现了“人造气候热”。在法国,每当阴雨连绵的天气,刚上班时,一些工厂在车间里用灯光把车间打扮成旭日东升、曙光万道的景象;临近中午时,华灯齐射,呈现出晴空万里,“阳光”灿烂的气氛;快下班了,车间里又是一番“太阳”西沉,晚霞四射的景色。科学家们指出,这样能振奋人的精神,使工作效率提高10%。