今年3月23日是第六十四个世界气象日,主题是“气候行动最前线”。该主题旨在呼吁全社会采取紧急行动,在减缓和适应气候变化领域进行更加有效的合作,积极应对不断变暖的地球给人类生存和发展带来的严峻挑战。为加强气候变化科普教育、提升公众防灾减灾意识,促进全社会有效抵御灾害风险,市气象局组织撰写了气象科普文章,带领大家一起探究气象奥秘,了解天气变化,更好地关爱我们生活的地球,增强保护环境的意识。
乌海的“千里眼”
神话故事中的“千里眼”可以眼观六路、洞悉千里之外风吹草动,在气象监测领域,天气雷达也因具备这种“超能力”,成为气象部门监测天气实况和预报未来天气的有力工具。目前,我市的“千里眼”X波段双偏振天气雷达已在甘德尔山落地建成,有效填补我市上空气象监测的空白。那么,X波段双偏振天气雷达的“过人之处”在哪?
雷达通过发射和接收电磁波来探测和定位目标。将天气雷达按波长分类,从长至短可分为S波段(波长约10厘米)、C波段(波长约5厘米)、X波段(波长约3厘米)天气雷达。波长越长,抗衰减能力越强,但分辨率就会偏低,观测的精细度会有所欠缺;波长越短,其分辨率会更高,观测更为精细,但也容易衰减,因此仅用于非常短距离的精细天气观测,X波段非常适用于乌海的小地域特性。
电磁波是横波,在传播时其电场的振动方向不同,在水平方向振动的称为水平偏振波,在垂直方向振动的称为垂直偏振波。双偏振雷达可分别或同时用水平偏振和垂直偏振进行探测,是新一代天气雷达的一次重要技术升级,多了相关系数、差分反射率、差分传播相位移等探测参数,根据这些参数能更好地区分降水与非降水以及降水相态,识别冰雹、融化层,更精确地估测强降水。
X波段双偏振天气雷达是目前较为先进的中小尺度灾害性天气监测设备,能够显著提升对暴雨、冰雹、大风等强对流天气精细化监测和预警水平,做到对灾害性天气的提前监测、提早预警。 (张洪杰)
沙尘暴并非一无是处
话说春天这桃红柳绿的时节,说好的春风十里不如你,怎么一下就变成了十级大风吹千里还夹带着沙尘“私货”?“沙尘暴”这个听起来就让人有些心悸的自然现象,总是伴随着狂风和一片混沌。确实,沙尘暴作为一种恶劣的天气现象,给人们的生活带来了不少困扰。但事实上,这个大自然的“坏孩子”其实也有它可爱的一面,并非一无是处哦!
第一、沙尘暴是黄土高原的缔造者。黄土高原是由沙尘暴从中亚、蒙古高原和新疆等地携带来的粉砂在第四纪冰期沉积而成的,黄土高原不仅具有丰富的矿产资源,而且是我国重要的粮食生产基地和水土保持区。沙尘暴为黄土高原的形成提供了物质基础,也为我国的经济社会发展作出了贡献。
第二、沙尘暴是酸雨的准克星。沙尘微粒中的钙离子、镁离子等碱性离子,可以中和工业排放至大气中的酸性物质,从而降低酸雨的强度和范围。沙尘暴还可以吸收和反射太阳辐射,减少地表的温度,降低水汽的蒸发,减少酸性物质的生成。因此,沙尘暴对抵抗酸雨有一定的作用。
第三、沙尘暴是海洋生态系统的营养源。沙尘暴中含有大量的铁、磷、硅等元素,它们可以被风吹到海洋中,为海洋生物提供必需的营养物质,促进海洋生物的繁殖和生长。沙尘暴还可以改变海洋表层的温度和盐度,影响环流和气候变化。
当然,我们也不能忽视沙尘暴带来的负面影响。它会造成能见度降低、交通受阻、空气质量下降等问题。因此,在面对沙尘暴时,还是要做好防护措施,保护好自己和家人的健康。 (刘婉清)
乌海的沙尘天气缘何而来?
为何它“偏爱”春季?
从古至今沙尘天气就一直存在,史书以“雨土复苏,亦如雾”来记载沙尘暴。每到春季,沙尘天气也是乌海的常客,全年有近6成的沙尘天气出现在春季,其中最频繁发生的月份是4月。那你知道它缘何而来又为何“偏爱”春季吗?
从气象学角度分析,沙尘天气的形成需满足三个条件,一是物质基础—丰富的沙源、二是动力基础—大风、三是热力条件—不稳定的空气状态。我市位于内蒙古西部,处于乌兰布和沙漠东部边缘,北部紧靠库布奇沙漠,春季干旱少雨、地表裸露、天气回暖,干暖的天气容易造成土质疏松,提供了沙尘天气的物质基础;另一方面,春季冷空气活动频繁,受其影响,大气层结不稳定,风力强劲时则会将尘土、沙粒卷入空中,形成扬沙甚至沙尘暴天气。并且蒙古国和我国新疆、内蒙古阿拉善等地分布着大面积沙漠沙地,大风也会携带沙尘向下游输送来到我市,使沙尘天气的强度加大。
沙尘天气会给人民生产生活带来较大不利影响,极易引起呼吸系统、皮肤、眼部等发生疾病,同时还会影响交通和其他正常社会秩序,甚至造成经济损失。那么沙尘天气出现时,我们该采取哪些防御措施呢?一是要关闭门窗,减少室外活动,必须外出时,不要在广告牌、临时搭建物下逗留,采取防风防沙措施,做好健康防护;二是外出归来,应立即洗手、洗脸,用清水漱口,清理鼻腔;三是外出时注意低能见度对交通的影响;四是设施农业种植户采取棚、架加固措施;五是建筑、电力行业做好应对工作,防范大风对高空作业带来的不利影响。 (殷宁潞)
——乌海葡萄的气象条件
解锁“舌尖”味道
乌海素有“葡萄之乡”的美称,乌海葡萄已成为一个特色地理标志。今天我们一起解锁只属于这片土地的“舌尖”味道——乌海葡萄的气象条件吧。
为什么乌海成为葡萄种植的“天选之地”呢?很大程度取决于乌海地区的气象条件。乌海日照时间长,太阳辐射强,昼夜温差大,气候干燥,平均气温日较差14℃,年降水量158.6毫米,平均日照时数为3097小时,全年无霜期160天,对葡萄种植极为有利。还可以用气候适宜度这把“尺子”来评价,它综合了气温、光照、降水等条件,取值0到1,乌海葡萄气候适宜度均在0.95以上,特别适宜种植葡萄。
另外,气象条件对葡萄产量和品质也起到了决定性作用。较高的气温,充足的光照,有利于葡萄果实中糖分的积累,使得乌海葡萄格外甜;干燥少雨的气候,病虫害也很少。9月平均最低气温10.3~13.6℃,8月下旬至9月日照时数274~380小时,4月下旬至9月活动积温3479~3630℃,是生产优质葡萄的最佳气象条件,我们还制定了《酿酒葡萄气候品质评价》地方标准呢!
当然,一些灾害性天气,如春霜冻、高温、连阴雨等天气也会给葡萄品质带来不利影响。春霜冻会影响葡萄开花和落果;连续高温会引起日灼、葡萄果实发育不良;降水过多可能导致果实腐烂、发霉,从而影响葡萄品质。
总体来说,乌海的气象条件是非常适宜葡萄种植,而且非常有利于生产高品质的葡萄。虽然偶尔也有一些“坏”天气,也是可以通过提前了解天气、科学管理栽培来减少不利影响的。
(杨红子)
——人工增雨作业
“呼风唤雨的龙王”
传说龙王能行云布雨、消灾降福,象征祥瑞,掌管兴云降雨。在科技日益进步的现代,气象部门对天气规律的探索过程中,逐渐掌握了一些“呼风唤雨”的方法,那便是人工影响天气。人工影响天气又被称为人工控制天气,而我们今天要介绍的“人工增雨”是人工影响天气大家族的其中之一。
人工增雨要具备一定的天气条件,晴天或天上的云很薄就不具备人工增雨作业条件,只有当天上的云系发展到一定的厚度,一般要大于2公里,并且云中要含有一定量的低于0℃还没有结冰的水滴,才可以进行人工增雨作业。气象部门在准确判断云系有较好的作业条件后,会选择在上升气流比较好的区域,通过地面烟炉燃烧焰条、火箭架发射增雨火箭弹、增雨飞机将碘化银等有效催化剂播撒至有降水潜力或者正在降水的云层里,就能够起到增加有效降水,以达到人工增雨的目的。
“呼风唤雨”并不能随心所欲,但是“人工增雨”有迹可循,我们借助大自然自己的力量,在充分研究自然降水过程的基础上,找到人工触发自然降雨的机制。即有云才能有雨,才能增雨,人类自古以来“呼风唤雨”的梦想已经不是天方夜谭。未来,气象部门会进一步改进和完善人工影响天气技术,使之在保护农业生产、缓解水资源短缺、防灾减灾、改善干旱、净化空气保护生态等方面发挥更大的作用。 (薛镇)
火烧葫芦峪,“巧”逢对流雨
三国后期,诸葛亮北伐中原,一次将司马懿父子困在葫芦峪,欲将敌方全部烧死。不料此时,却天降大雨,司马氏死里逃生。孔明至此,留下“谋事在人,成事在天,不可强也”的千古悲叹!
但孔明却不知,天降之大雨,实则并非天意。那为什么晴空万里,暑热难耐,却恰巧那时那地下了那一场雨?这啊,就要从我们今天的主角——对流雨说起。
大名:对流雨,小名:热雷雨。身材:苗条,水平范围大约在几十米至二三百公里。年龄:几分钟至十几个小时。别看她年龄不大,身材矮小,但她可是个急性子、暴脾气。
那这样脾气暴躁的对流雨,又是怎样形成的呢?
对流雨是由于地面接收太阳发射的短波辐射,温度上升,又向外放射长波辐射,加热大气。靠近地面的大气受热膨胀,密度减小,从而导致大气上重下轻,处于一种不稳定的状态。同理,近地面大气在浮力作用下上升,形成上升的湿热空气流。当上升到一定高度时,由于气温下降,空气中的水蒸气就会凝结成水滴。水滴下降时,又被更强烈的上升气流携升,如此反复不断,小水滴积聚成大水滴,直至高空上升气流无力支撑其重量,便下降成雨。
对流雨这个急性子,还有另外一大特点,它总是带着它的“强势家族”团伙作案,使得下雨的同时,往往狂风呼啸,电闪雷鸣,甚至有冰雹、龙卷相伴,在一定程度上影响人民的生活生产。
未来,在一代又一代气象人的共同努力下,我们一定可以抓住强对流的秉性,趋利避害,与我们握手言和,和谐相处。 (张莉)
雷声是怎样产生的?
惊蛰至,雷声起,大地的温度和湿度都在逐渐升高,接近地面的暖湿空气上升后和冷空气交汇碰撞就会产生雷电。雷电很闪很响,那雷声是怎样产生的?它与雷电之间有着怎样的关系?
发生雷电时,空气受到极强电场的影响被电离,产生大量的自由电子和正离子,导致大气局部电导率增加,形成一条被电离的通道即闪电通道。随着雷电放电的进行,电流沿着闪电通道迅速流动使空气被加热膨胀,形成一个瞬时高温高压区即等离子体,等离子体迅速膨胀并冷却,造成剧烈的气体振荡,这就是我们听到的雷声。1961年—2020年雷电资料显示,5—9月是乌海地区雷电发生最多的月份,占94.87%,其中7月最多,占37.5%,其次为8月和6月。
雷声的声音与雷电类型和距离有关。通常,较远的雷电声音会更轻微,较近的雷电声音则会更响亮,这是因为声音传播需要时间。不同类型的雷电如云与地面之间的闪电、云与云之间的闪电等,其放电路径和强度都不同,雷声的音调和连续性也有所差异。由于声音速度远小于光速,因此我们会先看到闪电,然后才听到雷声。通过观察和计算闪电和雷声之间的时差,可以估算雷电发生地点,提早发出雷电预警,保护人民生命财产安全。雷电除带来危害之外在自然界中也扮演着重要角色,闪电放电过程中产生的氮氧化物为植物提供了丰富的氮肥,雷电还维持了地球的碳循环,促进森林生长和有机物合成。
(陈强)
降水量是怎么监测的?
降水主要指以液态或固态形式从天而降的水,也包括以露水、冰等形式沉积的水。在一定时段内,从天空降落到地面上的液态或固态(经融化后)水,未经蒸发、渗透、流失,而在水平面上积聚的深度,我们称之为降水量。降水量是衡量一个地区降水多少的数据,以mm为单位。在气象上通常用某一段时间内降水量的多少来划分降水强度。最常用的对降雨的分类方法是按24小时的降水量多少来划分降雨的等级,一般出现强降雨时,气象部门就会发布各种颜色的暴雨预警。
1毫米的降水量是怎么算的呢?1毫米的降水量是指单位面积上水深1毫米。比如一亩田地的面积是666.7平方米,1毫米降水量就等于每亩地里增加0.667立方米的水,也就等于向每亩地浇了约650公斤水。据测定,降5毫米的雨,可使旱地浸透3厘米—6厘米。
监测降水量的仪器,最简单的是有刻度的集水容器,需要人工读数。对于自动观测而言,最常见的雨量计是翻斗式雨量计。将翻斗放于承水器下,翻斗装满水后会往下倾倒,如此往复进行测量。另外还有一种称量式的雨量计,也可以用来监测集水桶中盐水的固体降水量。
我们的日常生活也会对降水量产生影响。建筑和道路的高度集中,汽车与空调排出的大量废热,以及绿化空间的减少等,都会造成城市地区的气温高出周围地带,形成热岛效应,这多余的热量会破坏城市地区空气循环的稳定,并有可能促进降水云层的形成,使降雨量增多。 (王褀)
——智能网格天气预报的奥秘
小网格,大奥秘
在我们日常生活中,经常见到小到日常下棋时所使用的棋盘,大到城市的管理,都少不了这一个个网格的作用。但是智能网格天气预报你听说过吗?
当一个城市出现东边日出西边雨的天气时,传统的站点天气预报的确无法做出局部在哪的预报。如今有了智能网格预报,曾经让人摸不到头脑的局部地区已经能被锁定到具体的位置,局部地区这个用语也将退出天气预报的舞台。
那什么是智能网格预报呢?就是预报员借助现代的大气物理方程和高速的计算能力,将我们生活的每一个区域划分在一个个边长为1公里,甚至更小的方格网块区域里,每一个方格都有不同的地理界限,有着不同的天气现象,智能网格预报就是针对这样的每一个网格区域开展的自动化精准预报。
网格预报能做什么呢?打个比方,我们成年人正常步行1公里需要大约1538步,16分钟,每一个1公里乘以1公里的网格预报能够将你所在的街道小区的天气预报出来,预报出16分钟后不同地区的天气情况。智能网格预报除了空间精确,时间上也越来越精准。你甚至可以清楚地知道自己所在的位置20分钟后会下小雨,50分钟后雨会停,这是一张时空精密的天气预报网。当这张智能之网和人们的生活、生产、农业、环境、交通、城市、旅游等行业信息数据结合分析应用时,还可以根据个人和行业的个性化需求,制定出更加智慧的气象服务信息产品,通过智能终端如智能手机等展现出来,形成智慧气象服务。
(赵雯涛)
探索大自然的奥秘:
闪电的科学之旅
今天我们一起探讨一个令人着迷的自然现象——闪电。它瞬间划破天际,照亮了黑暗,给我们带来了无尽的遐想。下面让我们揭开闪电的神秘面纱。
闪电并非神灵的怒火,而是大自然中的一种静电放电现象。当云层内部或云与地面之间的电荷积累到一定程度时,就会产生强大的电场,使空气电离形成导电通道,从而产生闪电。简单来说,就是云层的电荷分离。在雷暴天气中,云层内部的水滴和冰晶相互摩擦,使得云层底部带负电,而顶部带正电。当电荷积累到一定程度,就会形成强大的电场,引发闪电。通过研究闪电,我们可以了解到大气电学、气象成因、地球物理等多个领域的知识。这些知识不仅可以帮助我们更好地认识自然,还可以为我们的生活带来实际的应用。
闪电虽然美丽,但也隐藏着巨大的危险。在雷暴天气中,我们应该远离水源、高地和金属物品,尽量待在室内,并避免使用电器设备。保护好自己的生命安全是我们的首要任务,我们不仅要了解闪电的危害,更要欣赏它的美丽。每当夜幕降临,闪电划破天际,照亮了黑暗,那一刻的美丽令人心驰神往。我们可以通过摄影、绘画等方式,记录下这瞬间的美丽,让更多的人感受到大自然的魅力。
探索自然的奥秘是一件既有趣又有意义的事情。让我们保持好奇心和求知欲,不断学习和探索大自然的奥秘。只有这样,我们才能更好地认识自然、保护自然、利用自然。 (张宏建)