Hiệu ứng nhà kính là gì?
Mùa đông ở phía Bắc trời buốt giá, cây cỏ khô cằn. Nhưng trong nhà kính lại ấm áp như mùa xuân, khắp nơi cây cỏ xanh tươi cảnh sắc rất sinh động. Đây là nguyên nhân gì vậy? Thì ra kính có một đặc điểm đặc thù, nó có thể cho bức xạ Mặt trời chiếu vào trong phòng kính, lại có thể ngăn ngừa bức xạ nóng trong nhà kính lọt ra ngoài tạo ra bẩu không khí trong nhà kính càng ngày càng ấm áp.
Trên thực tế, Trái đất ngày nay cũng đang trở thành “một nhà kính lớn”.
Trong không khí bao quanh Trái đất ngoài khí Nitơ, Oxi còn có rất nhiều khí khác như Cacbonic, Mêtan, Clorua, Florua, hyđrocacbon, v.v… Những khí này có tác dụng tương tự như kính, nó có thể làm cho bức xạ sóng ngắn của Mặt trời chiếu qua. Như vậy ánh Mặt trời sẽ trực tiếp chiếu xuống mặt đất làm cho nhiệt độ Trái đất tăng cao. Đồng thời những khí này lại có thể hút bức xạ nóng toả ra từ mặt đất. Điều này nói lên năng lượng bức xạ vào thì dễ mà toả ra thì khó. Hiện tượng này rất giống hiện tượng trong nhà kính. Con người đã gọi hiện tượng này là hiệu ứng nhà kính, khí CO2 đóng vai trò chủ yếu, vai trò của các khí khác chỉ chiếm khoảng 1/8.
Hiệu ứng nhà kính dẫn đến nhiệt độ Trái đất tăng cao. Tring thời gian từ năm 1850 đến năm 1988, nồng độ Cacbonic trong không khí đã tăng 25%. Thập kỷ 80 của thế kỷ XX, nhiệt độ bình quân của Trái đất cao hơn 0,6 độ C so với thế kỷ trước. Nếu nhiệt độ Trái đất tiếp tục tăng cao như hiện nay thì hệ sinh thái của Trái đất sẽ mất thăng bằng và gây ra thiên tai.
Vòi rồng: Cơn thịnh nộ của thiên nhiên
Một vùng mây xoáy khổng lồ trên bẩu trời xám xịt vươn dài chiếc vòi hút ngoằn ngoèo xuống mặt đất. Nó có thể xé toang chiếc ô tô tải 10 tấn, bê một toà nhà 5 tẩng từ chân lên đến đỉnh núi, và chỉ trong nháy mắt đã ném văng một toa tàu hoả đi xa khoảng 2 cây số. “Hung thẩn” đó chính là vòi rồng.
Vòi rồng là hiện tượng một luồng không khí lớn xoáy tròn mở rộng ra từ một đám mây dông xuống tới mặt đất. Đường kính của vòi rồng có thể thay đổi từ một vài chục mét đến 2 cây số, trung bình là vào khoảng 50 mét.
Vòi rồng hình thành ở bán cẩu bắc thường tạo ra gió xoáy ngược chiều kim đồng hồ, xung quanh một tâm có áp suất không khí cực kỳ thấp. Ở bán cẩu nam, gió hình thành vòi rồng đi theo chiều kim đồng hồ. Vận tốc gió tối đa có thể tới 120 – 150 km / h.
Phẩn lớn vòi rồng được hình thành từ một dạng mây dông đặc biệt gọi là mây dông tích điện. Một đám mây dông tích điện có thể kéo dài trong vài giờ, xoáy tròn trong vùng có đường kính từ 10 – 16 km,chu du hàng trăm dặm và sinh ra một số “ống hút” khổng lồ như vậy.
Các nhà khoa học cho rằng vòi rồng được hình thành giữa một vùng có luồng khí nóng đi lên và một vùng có luồng khí lạnh đi xuống. Bước đẩu tiên là quá trình tương tác giữa những cơn dông hướng lên trên và gió. Cơn dông này là một luồng khí nóng ẩm, được nâng lên khỏi mặt đất trong quá trình hình thành bão. Sự tương tác khiến cho tẩng khí nóng đi lên xoay tròn trong không trung. Giai đoạn hai là sự phát triển của dòng khí lạnh di chuyển theo hướng đi xuống mặt đất ở phía bên kia của cơn bão. Tốc độ dòng khí đi xuống có thể vượt quá 160 km/ h. Vòi rồng loại yếu hơn có thể được tạo ra ngoài biển. Chúng thường xuất hiện trong các vùng nước nhiệt đới.
Việc đo tốc độ gió của vòi rồng một cách trực tiếp là vô cùng khó khăn, bởi nó có thể phá huỷ nhiều thứ xuất hiện trên đường đi. Năm 1971, ông Theodore Fujita, một nhà khí tượng thuộc Đại học Chicagođã chế tạo ra một hệ thống phân biệt cấp độ của vòi rồng dựa trên việc đo tác hại của nó đối với những công trình nhân tạo. Thiết bị được gọi là cân F. Độ mạnh của vòi rồng tăng dẩn từ F0 F5. Vòi rồng yếu nhất (F0) có thể phá huỷ ống khói và các biển hiệu, trong khi ở cấp mạnh nhất (F5) chúng có thể thổi bay những căn nhà khỏi móng.
Mỹ là nơi có số lượng vòi rồng trung bình mỗi năm cao nhất thế giới, khoảng 800 cơn. Australia xếp thứ hai. Vòi rồng cũng xảy ra ở nhiều nước như Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Anh và Đức.
Trận lốc xoáy vòi rồng tồi tệ nhất ở Mỹ xảy ra ngày 18/03/1925. Cùng một lúc 7 vòi rồng xuất hiện ở 3 bang Illinois, Misrousi, Indiana làm 740 người thiệt mạng và phá huỷ nhiều cấu trúc hạ tẩng. Một thảm hoạ vòi rồng khác cũng đáng nhớ không kém xảy ra vào ngày 03/04/1974, nó là tập hợp của 148 vòi rồng nhỏ, giết chết 315 người từ bắc Alabama đến bang Ochio.
Trong thời gian diễn ra vòi rồng, mọi người phải ngay lập tức tìm nơi trú ẩn trong một tàng hẩm hay nơi kín đáo của toà nhà như phòng họp, phòng tắm. Tuyệt đối tránh trú ẩn trong xe hơi và nhà di động bởi chúng có thể bị thổi bay bất cứ lúc nào. Không nên ở trong những nhà lớn có mái rộng như thính phòng hay siêu thì là những nơi dễ bị sụp đổ. Nếu đang ở ngoài đường, bạn nên chui xuống một cái rãnh hay mương sâu và che đẩu cẩn thận để khỏi bị thương do đất đá rơi xuống.
Vì sao khi đổ bộ vào đất liền thì cường độ của bão giảm xuống nhưng mưa lớn không ngừng?
Bão là vòng tròn khí lớn nhiệt đới xoay tròn dữ dội ở trung tâm khí áp thấp bao quanh. Sau khi đi vào đất liền, cơn bão chịu ảnh hưởng của ma sát mặt đất không bằng phẳng, sức gió dẩn dẩn giảm xuống, vận tốc khí áp nhanh chóng tăng lên. Nhưng ở trên cao, bão vẫn thổi bao quanh trung tâm khí áp thấp, luồng không khí có độ ẩm cao, nhiệt độ cao thổi từ biển vẫn đang lên cao và ngưng kết lại, không ngừng tạo ra các giọt mưa. Nếu luồng không khí ẩm ướt gặp phải núi cao, sườn núi đón gió khiến cho bão càng tăng thêm tốc độ và sự ngưng kết, mưa lớn nơi đây càng thêm dữ dội hơn. Có lúc sau khi bão đổ bộ vào đất liền, “mệt” đến thực sự không còn muốn hoạt động gì nữa, không những sức gió giảm đi, ngay cả trung tâm khí áp cũng chuyển động chậm dẩn thậm chí là thường chỉ dừng lại quẩn quanh một chỗ, mưa lớn chỉ trút xuống ở cùng một nơi trong mấy ngày mấy đêm liền. Tình trạng lụt lội đương nhiên là càng thêm trẩm trọng. Hiện tượng mưa đặc biệt lớn ở tỉnh Hà Nam phải hứng chịu như đã từng nói ở trên chính là hiện tượng được tạo thành bởi trung tâm khí áp thấp sau khi cơn bão đổ vào đất liền chỉ quẩn quanh ở một chỗ trong mấy ngày liền.
Vì sao đường di chuyển của bão lại tuân theo một quy luật nhất định?
Sau mỗi lẩn liên tục nghe báo cáo vị trí trung tâm bão, bạn hãy đánh dấu vị trí của cơn bão trên bản đồ, bạn sẽ phát hiện ra rằng, tất cả mọi tuyến đường đi của trung tâm cơn bão, tuy cũng có một số thay đổi, nhưng trên cơ bản vẫn là tuyến đường có hình parabol và tuyến đường thẳng, bão di chuyển rất có quy luật trên Trái đất.
Dự báo của đài khí tượng thuỷ văn trên cơ bản là dựa vào quy luật di chuyển của bão để đưa ra dự báo.
Có hai loại lực khiến cho bão chuyển động, đó là nội lực và ngoại lực. Nội lực là lực sinh ra trong bản thân bão. Vì bản thân bão là luồng không khí xoáy tròn ngược với hướng của kim đồng hồ, phương hướng chuyển động của từng chất điểm trong luồng không khí đã chịu ảnh hưởng của hiện tượng Trái đất tự quay quanh và phát sinh ra phương hướng lệch. Tác dụng của phương hướng lệch này ở bán cẩu Bắc, làm cho các chất điểm trong luồng không khí có xu hướng chuyển động lệch về phía bên phải, hơn nữa, vĩ độ ngày càng cao, tác dụng của hướng lệch ngày càng lợi hại, điều này khiến cho gió bão từ hướng Bắc thổi sang hướng Tây vốn có nhiều chất điểm trong không khí đã dịch chuyển một lượng sang phía Bắc; gió bão từ hướng Nam thổi sang hướng Đông vốn có ít chất điểm trong không khí đã dịch chuyển một lượng sang phía Nam. Như thế, chất lượng của không khí ở phía Nam cơn bão lớn hơn ở phía Bắc, bão có trọng lượng tịnh dịch chuyển hướng Bắc. Trọng lượng tịnh này có thể quy vào nội lực chủ yếu trong đường di chuyển của cơn bão. Tiếp theo, không khí trong khu vực bão là không khí bay lên cao. Không khí trên cao dưới tác dụng của lực Coriorit (tác dụng chuyển động theo phương lệch của Trái đất), có xu hướng chuyển động sang hướng Tây, đây cũng có thể quy vào nội lực của bão. Tác dụng tổng hợp của hai loại nội lực này khiến cho bão có xu hướng chuyển động hướng Bắc lệch Tây.
Ngoại lức là động lực thúc đẩy cơn bão khi luồng không khí bao quanh cơn bão vận động trên một qui mô lớn. Vào mùa hạ và mùa thu, trên biển Thái Bình Dương thường có một luồng không khí áp cao độc lập (thường được gọi là khí áp cao phụ nhiệt đới), hướng gió ở bốn bề khí áp cao này có mối quan hệ với con đường di chuyển của bão. Bão sinh ra ở vùng phụ cận phía Nam của khí áp cao Thái Bình Dương, ở đó có gió Đông thổi thế là cơn bão thịnh hành hướng về phía Tây.
Nội lực và ngoại lực kết hợp lại với nhau khiến cho phương hướng di chuyển của cơn bão thường theo một quy luật nhất định. Nhưng trong quá trinh di chuyển của nó chịu ảnh hưởng rất lớn cuả áp cao phụ nhiệt đới ở biển Thái Binh Dương. Trong thời kỳ đẩu, bão ở mặt Nam của cao áp phụ nhiệt đới, nó thường di chuyển theo hướng Tây Bắc, một khi đến vùng ven phía Tây của dải khí áp cao phụ nhiệt đới, sẽ tiến vào phía Tây Bắc của trung tâm áp cao phụ nhiệt đới, lúc này, ngoại lực mà nó thu được sẽ thay đổi, thúc đẩy nó chuyển sang hướng Đông, cùng kết hợp với nội lực, khiến cho phương hướng của bão chuyển sang hướng Tây Bắc. Do cường độ của áp cao phụ nhiệt đới, kéo dài về phía Tây và thu hẹp ở phía Đông, cùng với tinh trạng ngắt quãng khác nhau nên tuyến đường đi của bão cũng không giống nhau. Nếu dải áp cao phụ nhiệt đới dài ra ở phía Tây đồng thời được tăng cường, đường đi của bão cũng lệch sang hướng Nam, tiến thẳng sang phía Tây; nếu dải áp cao phụ nhiệt đới ở phía Bắc của bão lui sang phía Đông hoặc đứt đoạn, bão có thể di chuyển sang phía Bắc nơi có chỗ đứt gãy hoặc ở phía Tây vùng áp cao, sau đó chuyển động vòng sang phía Đông Bắc. Nói tóm lại, đường đi của bão được hình thành theo đường Parabol.
Trong quá trinh di chuyển, bão vừa xoay chuyển vừa đi, mà khu vực gió lớn của nó càng di chuyển càng lớn, khi được hình thành trên vùng biển nhiệt đới, đường kính của nó rất lớn, đạt khoảng 100.000 mét, sau đó dẩn dẩn được phát triển, khi di chuyển nơi phụ cận 30 độ vĩ Bắc, đường kính tăng gấp 10 lẩn so với đường kính ban đẩu, sau đó lại tiếp tục di chuyển lên phía trước, lực của bão vi thế giảm dẩn, phạm vi của gió cũng giảm xuống, cuối cùng là mất hẳn.
Binh thường bão chỉ đi qua vùng sát biên giới Trung Quốc, sau đó di chuyển sang Nhật Bản, cho nên nó chỉ ảnh hưởng đến các tỉnh Quảng Đông, Hải Nam, Quảng Tây, Đài Loan, Phúc Kiến, Triết Giang, Giang Tô và thành phố Thượng Hải. Ở vùng duyên hải Sơn Đông và bán đảo Liêu Đông cũng có lúc chịu một số ảnh hưởng, nhưng bão rất ít khi ảnh hưởng đến các tỉnh phiá Bắc và các tỉnh trong nội địa. Chỉ có khi vùng phụ cận phía Tây của dải cao áp phụ nhiệt đới Thái Bình Dương đổ vào khu vực Giang Nam Trung Quốc thì bão mới đổ vào vùng duyên hải Đông Nam và tiến vào vùng nội địa.
Vì sao sau khi đổ bộ vào đất liền, cường độ nhanh chóng yếu đi còn mưa lớn thì không giảm? Dapan
Bão được sinh ra trên biển, một cơn bão trưởng thành có sức gió vô cùng lớn, sức gió từ cấp 12 trở lên có thể bốc đẩu ngọn sóng lên mấy chục mét, thổi bay bất cứ chiếc xe lớn n ào có tải trọng lên tới cả vạn tấn.
Sau khi đổ bộ vào đất liền, bão vẫn măc sức phá hoại ở các khu vực ven biển, đánh bật gốc cây, làm đổ nhà, thổi bay hoa màu. Nhưng một khi đã tiến sâu vào trong lục địa, chịu ảnh hưởng của lực ma sát với mặt đất, tốc độ gió dẩn dẩn bị giảm nhỏ xuống, cường độ cũng yếu dẩn. Lúc này nó mới trút một cơn mưa lớn xuống mặt đất khiến cho núi lở, khắp nơi đẩy nước, phá hoại đê kè, đồng ruộng ngập đẩy nước. Có lẩn sau khi bão đổ bộ vào đất liền, một tỉnh cách xa biển như Hà Nam, trong vòng mấy ngày liền tỉnh đó phải hứng một lượng mưa như trút xuống hơn 1000 mm khiến cho cả mấy huyện gặp tình cảnh nhà cửa ngập nước đến đỉnh.
Mắt bão lặng gió
Bão thực chất là một khối không khí quay tròn có phạm vi rất lớn, nó vừa xoay vừa di chuyển. Tại trung tâm của bão, áp suất khí rất thấp, trong khi không khí ở xung quanh xoáy rất nhanh quanh tâm, ngược chiều kim đồng hồ.
Không khí ở tẩng thấp vừa quay vừa đổ về trung tâm áp suất thấp, tạo ra một tâm bão hình tròn có đường kính khoảng 40 kilomét, thường được gọi là mắt bão. Do các dòng khí bên ngoài mắt bão quay tròn rất gấp tạo ra lực ly tâm, khiến không khí khó mà lọt vào được vùng bên trong. Chính vì thế mắt bão nom như một chiếc ống đơn độc do một vòng tường bằng mây bao bọc, bên trong nó không khí dường như không quay và gió cũng rất yếu ớt.
Trời quang mây tạnh
Không khí bên ngoài mắt bão vừa quay vừa tiến về trung tâm có áp suất thấp, mang theo rất nhiều hơi nước. Do không thâm nhập được vào mắt bão, nó phải bốc lên xung quanh vùng này, hình thành nên một đám mây cao ngất phình to màu xám xịt và từ đó đổ xuống những cơn mưa như trút. Trong khi đó tại mắt bão lại xuất hiện dòng khí đi xuống, nhờ thế ở đây trời quang, mưa tạnh, thậm chí ban đêm còn nhìn thấy cả những chùm sao lấp lánh trên không.
Mắt bão thường không có mây hoặc rất ít mây nên trên những ảnh chụp từ vệ tinh xuống, nó được ghi lại như một điểm tròn nhỏ màu đen. Sau khi mắt bão di chuyển qua rồi, thời tiết rất xấu lặp lại và phát sinh ra mưa to, gió lớn.
Ở trong mắt bão, thường hay có những đàn chim rất Đông bay lượn. Những con chim biển này đã bị những dòng khí cuốn dạt vào bão và vô tình nhờ vậy mà tìm được một nơi tránh gió tuyệt với. Có những trường hợp cơn bão di chuyển đã đem theo những đàn chim như vậy tới những miền rất xa.
Nhưng biển lại sôi sục
Trong mắt bão tuy trời quang gió lặng nhưng sóng biển ở đó thì lại đặc biệt hung dữ. Đó là vì khí áp tại tâm bão rất thấp so với xung quanh nó. Những thí nghiệm cho thấy, khi đặt một cốc nước vào trong chiếc chuông thuỷ tinh rồi hút dẩn không khí trong chuông ra, lúc không khí đã trở nên rất loãng, áp suất giảm tới một mức nhất định thì nước trong cốc sôi sục nổi bọt lên tựa chừng đặt lên bếp mà đun vậy. Cho nên ở những nơi tâm bão đổi bộ lên bờ, sóng biển thường dâng lên rất cao và gây ra những thiệt hại to lớn.
Vì sao núi Phú Sĩ vươn cao khác thường?
Biểu tượng của đất nước Mặt trời mọc -ngọn núi Phú Sĩ tuyệt mỹ lâu nay vẫn khiến các nhà khoa học thắc mắc. Có cái gì đó hơi bí ẩn ở nơi đây: Ngọn núi này quá to và hoạt động quá mạnh so với vị trí của nó.
Phú Sĩ nằm trên một đới hút chìm, là ranh giới giữa hai mảng thạch quyển. Tại đây, mảng thạch quyển Philippine chìm xuống bên dưới Nhật Bản. Quá trình này làm nóng chảy đá, tạo ra rất nhiều túi dung nham nhỏ.
Thông thường, các núi lửa hình thành trong những khu vực như vậy có xu hướng yên tĩnh (ít khi phun trào) và thường bé nhỏ, đơn giản bởi chúng không nhận được đủ lượng magma cẩn thiết để to ra và hoạt động mạnh hơn.
Nhưng ngọn núi Phú Sĩ lại cao bất thường, và tạo ra vật liệu với tốc độ khoảng 10.000 kilomét khối sau 100.000 năm, lớn hơn các núi lửa khác ở điều kiện tương tự. Thêm nữa, dung nham của nó lại hơi giống với loại được tạo ra ở các dãy núi giữa đại dương (nơi hai mảng thạch quyển tách rời nhau, để magma ở dưới sâu phun trào lên).
Người ta đã khám phá ra một vết “rách” trong mảng thạch quyển biển Philippine ở ngay bên dưới chân núi Phú Sĩ. Từ vết rách này, một lượng lớn manti đã dâng lên, lấp đẩy khoang chứa dung nham của ngọn núi, khiến cho núi lửa cao thêm và hoạt động mãnh liệt hơn các anh chị em của nó. Vết rách này được tạo ra khi hai mảng lục địa ở gẩn đó va vào khoảng 2 triệu năm trước đây.
Ở đâu ra đỉnh núi bằng?
Dù là khách du lịch hay thuỷ thủ có kinh nghiệm, mỗi khi ngồi trên tàu thuỷ đi qua mũi Hảo Vọng ở phía Nam châu Phi, thường bị “hút hồn” bởi một ngọn núi có đỉnh phẳng lỳ như mặt bàn, thuộc loại núi cực hiếm trên thế giới.
Ở vùng Tứ Xuyên, Trung Quốc cũng có loại núi này. Vì sao chúng lại bằng như có ai gọt đẽo vậy?
Đó là do tẩng nham thạch bằng phẳng phát triển mà hình thành. Trên đáy biển, đáy hồ và vùng đồng bằng rộng từ thời đại Thái viễn cổ, nước chảy đã làm lắng đọng nhiều tẩng đất cát, bùn và đá cuội. Qua bao nhiêu năm tháng, những tẩng đất tơi vụn đó dẩn dẩn tích tụ lại, ngày một dày, chắc, để rồi từng bước hoá thành tẩng thạch quyển cứng rắn như ngày nay.
Sau đó vỏ Trái đất xảy ra những vận động nhô lên một cách chậm chạp. Các tẩng thạch quyển này từ đáy nước nâng lên tương đối ổn định, nên giữ được trạng thái bằng phẳng. Rồi trên tẩng thạch quyển bằng phẳng đó xuất hiện những con sông, con suối lớn nhỏ. Các dòng nước này xói mòn dẩn theo các rãnh, hình thành những vùng núi hoặc gò đồi nhấp nhô. Nếu đỉnh của chúng là một tẩng thạch quyển cứng rắn, khó bị xâm thực phá hoại thì sẽ giữ được trạng thái bằng phẳng lâu dài, còn hai bên dốc đứng như bức tường.
Tuy vậy, một số ngọn núi không có các điều kiện trên, nhưng đỉnh của chúng cũng bằng phẳng, xa trông như một cái bàn vuông. Có cái là do đá bazan nóng chảy từ núi lửa phun ra che phủ mà thành, có cái lại là do nham thạch kết tinh từ xa xưa, sau bị xâm thực phong hoá lâu dài mà thành.
Vì sao gió thổi lên thường có trận to trận nhỏ? Điều này phải bắt đầu bàn từ sự vận động hỗn loạn của không khí
Bạn nhất định từng chú ý khói bụi bay tỏa từ ống khói thường bay cuồn cuộn lên phía trên, giọt sương trong màn sương thường bị thổi bay tứ phía, lá rơi ngoài góc tường thì thường rơi xuống xoay tròn theo chiều gió. Tất cả những điều này nói lên sự dịch chuyển của không khí không phải dựa vào phương tuyến thẳng, mà là sự vận động không theo qui tắc của vòng xoáy lớn nhỏ. Sự vận động không theo qui tắc này là sự vận động hỗn loạn của không khí.
Khi bắt đẩu, sự vận động này hình thành đẩu tiên ở nơi tiếp xúc với các vật trên mặt đất. Do bề mặt Trái đất gồ ghề, không bằng phẳng, tốc độ di chuyển của các luồng không khí nhỏ khi tiếp xúc với bề mặt Trái đất không những bị giảm tác dụng ma sát với bề mặt Trái đất dẫn đến tốc độ gió giảm, mà còn có thể phát sinh những khác biệt dẫn đến sản sinh ra các xoáy tròn không khí lớn nhỏ. Chiếc lá rơi xuống xoáy tròn ở phía góc tường chính là do luồng không khí trong quá trình chuyển động bị bức tường kia ngăn lại, đành phải hướng đến phía rìa bức tường, tạo thành vòng xoáy hình trôn ốc. Cũng giống như thế, gió khi gặp vật trở ngại như nhà cao tẩng, núi đồi, cũng có thể hình thành nên các vòng xoáy không khí lớn nhỏ. Vòng xoáy không khí còn thường hình thành ở những khu vực mà mặt đất hấp thụ được nhiệt lượng không đồng đều, sản sinh ra đối lưu cục bộ, hoặc giữa hai luồng không khí có vận tốc di chuyển không giống nhau hoặc phương hướng trái ngược nhau. Cho dù vòng xoáy được sinh ra từ nguyên nhân nào thì chúng vừa tiến lên phía trước vừa xoáy tròn cùng với phương hướng chính của luồng không khí, trong quá trình tiến lên phía trước vừa quấy nhiễu vừa thay đổi hình dạng, kết hợp hoặc khuếch tán. Lúc này, đối với chỉnh thể không khí mà nói, tuy nó vẫn vận động dịch chuyển theo cùng một hướng, nhưng đối với luồng không khí nhỏ mà nói, thì sự chuyển động của chúng là sự chuyển động theo tuyến gấp khúc lúc nhanh, lúc chậm không theo một qui tắc nào. Đối với một địa điểm nhất định, theo sự di chuyển không ngừng của sự qua lại nên rất nhiều vòng xoáy to nhỏ không giống nhau, hình dạng khác biệt, biểu hiện rất rõ trận thì mạnh trận thì nhẹ.
Ở những nơi có bề mặt Trái đất gồ ghề, lực ma sát lớn, sự vận động dịch chuyển mạnh, trận tính của gió cũng lớn. Vì thế, trận tính của gió ở trong đất liền thường mạnh hơn vùng biển, ở khu vực núi mạnh hơn ở bình nguyên. Ngoài ra, trận tính của gió còn những mối liên hệ lớn nhỏ với bản thân tốc độ của gió, tốc độ bình quân càng lớn, trận tính gió càng mạnh, sự sai khác giữa tốc độ gió chớp mắt với tốc độ gió bình quân ngày càng lớn.
Vì sao gió thổi lúc mạnh lúc nhẹ?
Gió thổi thường có trận mạnh trận yếu, rất ít khi gió tiến lên phía trước cùng một tốc độ. Trong bản tin khí tượng, báo cáo sức gió to nhỏ thường cấp 5 cấp 6,gió cấp 7 , chính là nói rõ đặc tính của gió. Cấp 5, cấp 6 chỉ sức gió bình thường, tương đương với tốc độ gió bình quân từ 8 -10,7 m /s hoặc 10,8 -13,8 m / s, trận gió cấp 7 tương đương với tốc độ gió trong nháy mắt từ 13,9 17,1 m / s. Theo qui định của đài khí tượng Trung Quốc, khi đo đạc tốc độ gió, thống nhất sử dụng tốc độ gió bình quân là 2 phút. Có lúc cũng căn cứ vào những yêu cẩu không giống nhau để tính toán tốc độ gió bình quân là 1 phút hoặc 10 phút. Còn những trận gió có tốc độ gió lớn nhất trong một không gian ngắn thì được gọi là tốc độ gió chớp mắt.
Vì sao gió ở trên cao thổi mạnh hơn ở dưới thấp?
Chúng ta thường đứng trên lẩu cao hoặc trên tháp cao sẽ cảm thấy gió mạnh hơn trên mặt đất, có thể thấy rằng tốc độ gió mạnh theo độ cao. Lấy thành phố Bắc Kinh làm ví dụ, khi tốc độ gió ở độ cao 10 mét là 1,1 m / s, ở độ cao 50 mét là 3,6 m / s, ở độ cao 100 mét là 4,4 m / s, ở độ cao 150 mét là 4,9 m / s, nếu như độ cao càng tăng thì gió càng mạnh hơn, cứ như vậy đến một độ cao nhất định thì dừng, độ cao này được quyết định bởi điều kiện khí hậu lúc đó.
Gió ở nơi cao thường thổi mạnh hơn gió ở nơi thấp, thế nhưng sự chênh lệch về tốc độ gió ở nơi cao và tốc độ gió ở nơi thấp phụ thuộc vào tình hình thời tiết. Vào những ngày nắng dưới ánh sáng Mặt trời chiếu mạnh, đối lưu trong không khí cũng mạnh, lúc này sự chênh lệch về tốc độ gió ở nơi cao và nơi thấp là không đáng kể, chính là tốc độ gió ở nơi cao tuy lớn thì tốc độ gió ở nơi thấp cũng không hề nhỏ. Vào những ngày tiết trời âm u,ánh sáng Mặt trời chiếu xuống tương đối yếu, đối lưu không khí yếu , lúc này sự chênh lệch tốc độ gió ở nơi cao và nơi thấp tương đối lớn, chính là tốc độ gió ở nơi thấp tương đối nhỏ thậm chí không có gió nhưng ở nơi cao gió vẫn tương đối lớn.
Vì sao gió ở nơi cao lại mạnh hơn gió ở nơi thấp? Bởi vì không khí vận động luôn chịu ảnh hưởng của lực ma sát, luồng không khí trên mặt đất chịu tác dụng rất lớn của lực ma sát, đặc biệt là những vùng đồi núi không bằng phẳng, không khí rất dễ hình thành chuyển động xoáy. Cùng với độ cao tăng lên, tác dụng lực ma sát giảm, tốc độ gió cũng tăng. Cùng ở một khu vực, nhiệt độ không khí gẩn mặt đất cũng không giống nhau, có chỗ cao chỗ thấp. Như vậy, mặt nước trên cùng độ cao thì nhiệt độ không đồng đều, dẫn đến khí áp không đồng đều ( gọi là khí áp nấc thang), làm cho tốc độ gió mạnh lên.
Gió thổi như thế nào?
Cờ bay trong gió, thuyền buồm chạy băng băng, mặt nước dập dềnh, sóng vỗ ẩm ẩm, … Những điều này đều do gió gây ra. Khi vui vẻ, nó đi chậm rãi từng bước, nhẹ nhàng đu đưa cành liễu, khi nổi giận, nó chạy nhảy lung tung, làm đổ cây lật nhà.
Vậy gió thường thổi như thế nào?
Tục ngữ có câu “nhiệt cực sinh phong”( khi nóng qua sẽ nổi gió), câu nói này rất có ý nghĩa. Mặt trời chiếu xuống Trái đất, do tính chất bề mặt Trái đất khác nhau cho nên mức độ chịu nhiệt cũng khác nhau, nhiệt độ không khí các vùng có nơi cao nơi thấp. Những vùng nhiệt độ cao, không khí phình ra, mật độ không khí thu hẹp, khí áp thấp; ngược lại,những vùng nhiệt độ thấp, không khí co lại, mật độ không khí dẩy đặc, khí áp tăng cao. Do khí áp giữa hai vùng chênh lệch nhau nên đã sản sinh ra một lực từ nơi có khí áp cao đến nơi có khí áp thấp, thường được gọi là lực khí áp nấc thang. Dưới tác dụng của lực khí áp nấc thang, không khí di chuyển từ nơi có khí áp cao xuống nơi có khí áp thấp, cũng giống như nước ở sông thường chảy từ chỗ cao đến chỗ thấp, và gió cũng thổi theo qui luật như vậy. Sự chênh lệch khí áp giữa hai vùng càng lớn thì luồng không khí di chuyển càng nhanh, gió cũng thổi mạnh hơn. Khi khí áp chênh lệch không đáng kể thì không khí di chuyển chậm, sức gió thổi càng không có lực. Nếu như khí áp giữa hai vùng tương đương, không có sự chênh lệch khí áp thì không khí sẽ không chuyển động, trời lặng gió.
Sự phân bố khí áp ở các vùng trên Trái đất không những khác biệt nhau mà còn thay đổi theo thời khắc. Luồng khí áp cao và khí áp thấp nhất khi thì khống chế vùng đất liền, khi thì di chuyển ra ngoài những đại dương. Khí áp cao hàn lạnh thường nối tiếp với luồng không khí lạnh di chuyển từ khu vực có vĩ độ cao xuống khu vực có vĩ độ thấp. Khí áp thấp ở khu vực ôn đới di chuyển từ Tây sang Đông. Như vậy, phương huớng, độ lớn
mạnh của lực khí áp nấc thang giữa các vùng thay đổi theo từng thời khắc, gió giữa các vùng cũng khi mạnh khi yếu đồng thời không ngừng thay đổi hướng gió.
Vào mùa đông, do ở đất liền phát tán nhiệt nhanh hơn vùng biển nên nhiệt độ không khí thấp hơn ở vùng biển, nhưng khí áp lại cao hơn ở vùng biển, khí áp cao thường cư ngụ ở vùng đất liền, vì thế mùa đông ở Trung Quốc thường có gió Tây Bắc vừa khô vừa lạnh thổi từ đất liền ra biển. Vào mùa hè thì ngược lại, dưới ánh sáng Mặt trời cực mạnh, ở vùng đất liền nhiệt độ gia tăng nhanh hơn vùng biển, nhiệt độ tăng cao khí áp lại thấp hơn vùng biển rất nhiều, vì thế mùa hè ở Trung Quốc thường có gió mùa Đông Na nóng ấm thổi từ biển Thái Bình Dương vào phía Đông Trung Quốc. Khu vực Tây Nam Trung Quốc còn có gió mùa Tây Nam nónghổi từ Ấn Độ Dương.
Khu vực duyên hải, ban ngày tiết trời trong lành, vùng đất liền chịu nhiệt nhanh hơn vùng biển, nhiệt độ cao, khí áp thấp hơn vùng biển, gió biển mát mẻ không ngừng thổi từ biển vào trong đất liền. Ban đêm, đất liền tản nhiệt nhanh hơn vùng biển, sự phân bố nhiệt độ không khí và khí áp ngược hẳn so với ban ngày, gió thổi từ đất liền ra ngoài biển. Đây chính là nguyên nhân tại sao vùng duyên hải thường xuất hiện gió ở thềm lục địa.
Ban ngày vùng núi trời nắng, không khí trong khe núi chịu nhiệt nên nở phình ra, tập trung dày đặc ở phía trên, trên độ cao giống nhau nhưng khí áp trong khe núi thường cao hơn trên sườn núi , vì thế gió từ trong khe núi thổi lên đỉnh núi; nhưng vào ban đêm thì ngược lại, gió từ trên núi thổi xuống khe núi. Đây là gió núi và gió khe núi.
Từ đó có thể thấy rằng, bất kể gió mùa, gió thềm lục địa hay gió núi, đều cho thấy bức xạ ánh sáng Mặt trời có thể là động lực cơ bản để gió thổi, còn nguyên nhân cơ bản chính là sự chênh lệch khí áp giữa hai vùng.
Sương mù được hình thành như thế nào?
Vào những ngày múa đông giá lạnh, thỉnh thoảng gió thổi nhẹ, trăng sao sáng vằng vặc, gẩn về sáng mở cửa sổ nhin ra ngoài, mái nhà, đồng cỏ toàn là màu tuyết trắng, nếu như bạn tỉ mỉ lật tấm ngói lên, có thể phát hiện thấy dưới tấm ngói là sương trắng.
Lật lại cuốn lịch, thi mỗi năm vào hạ tuẩn tháng 10 luôn có tiết “sương giáng”. Ta nhin thấy tuyết rơi, cũng nhin thấy mưa rơi, có thể là có ai đó nhin thấy sương rơi chưa? Sương là từ trên trời rơi xuống có phải không? Ban ngày, trên mặt đất chịu sự chiếu xạ của ánh sáng Mặt trời, nhiệt độ luôn cao hơn một chút, thành phẩn nước ở trên mặt đất không ngừng bốc hơi, như vậy làm cho không khí tiếp giáp gẩn với mặt đất luôn có hơi nước nhất định. Vào những đêm cuối thu, đêm đông và đêm đẩu mùa xuân không khí rất lạnh, đặc biệt là những đêm không có mây, không có gió, không khí lạnh gẩn với mặt đất hơn, khi nó tiếp xúc với vật thể lạnh ở một mức độ nhất định là dưới 0 độ C, trong đó một phẩn hơi nước sẽ ngưng đọng lại thành hạt băng trên vật thể, đây chính là sương. Sương là sự ngưng đọng của hơi nước gẩn mặt đất, không phải là từ trên trời rơi xuống, do vậy, không kể bất kỳ nơi đâu, chỉ cẩn có điều kiện ngưng kết là nó liền ngưng kết lại, đôi khi chúng ta có thể tim thấy dấu tích của hạt sương ở bên dưới tấm ngói hoặc dưới tảng đá.
Sương chắc chắn là không phải là từ trên trời rơi xuống, vậy là cách nói “sương giáng” cũng nên cải chính đôi chút! Thế nhưng tên gọi của tiết mùa này được truyền lại từ hàng ngàn năm đã trở thành thói quen, chỉ cẩn chúng ta hiểu được ý nghĩa đích thực thi không cải chính cũng không vấn đề gi.
Các loại vật thể ở ngoài trời mùa lạnh điều kiện ngưng tụ không giống nhau: các loại đồ sắt do ít nhiệt hơn, nên sau khi khuếch tán nhiệt lượng dễ làm lạnh, do vậy dễ hinh thành sương; ở cây cẩu gỗ, do trên dưới hai bên có thể khuếch tán nhiệt lượng mà giá đỡ trên mặt nước cung cấp đủ hơi nước nên có câu thơ rằng “nhân tích bản kiểu sương”; trong mái ngói có khe hở, tính năng không cách nhiệt của các bộ phận tốt, trong chốc lát liền làm lạnh, nhiệt lượng nơi khác khó mà cộng hưởng với nó do vậy sương có thể dẩn dẩn ngưng đọng lại trên mặt ngói; trên mặt đất, hai mặt lá cỏ có thể khuếch tán được nhiệt lượng, lá cỏ vừa mỏng, dễ làm lạnh, do vậy có thể xuất hiện sương; trên bề mặt những ruộng cây, do nó không dễ nhận được sự cộng hưởng của nhiệt lượng dưới mặt đất nên để tạo sương hơn so với bề mặt đất. Điều kiện ngưng kết của chúng là không giống nhau. Do vậy, sương xuất hiện trước sau cũng là không giống nhau.
Vì sao mà những ngày mưa thì không có sương?
Ban đêm có mây, trên mặt đất dường như là phủ một lớp chăn bông dày, nhiệt lượng muốn chạy đến với không gian này cũng khó mà qua cửa ải lớn này, sau khi gặp phải tẩng mây, một bộ phận bị quay trở lại mặt đất, bộ phận khác bị mây hút đi, phẩn nhiệt lượng bị mây hút đi sau đó dẩn dẩn phóng xuống mặt đất. Do vậy, tẩng mây như là một nhà kính có tác dụng duy trì nhiệt. Như vậy, về đêm, cả bẩu trời toàn là mây, nhiệt độ gẩn mặt đất không dễ gì hạ xuống, sương khó mà xuất hiện.
Ban đêm có gió có thể làm cho không khí xáo trộn, tăng lên nhiệt độ tẩng không khí ở gẩn mặt đất, lại làm cho hơi nước khuếch tán, thế là khó có thể hình thành sương.
Ở nông thôn, sương rất có lợi đối với mùa màng, vì sương cũng như mưa, có thể làm ẩm đất, có tác dụng giúp cho thực vật sinh trưởng và phát triển.
Vì sao khi có sương thì trời nắng?
Bốn mùa đều có sương, chỉ có điều vào mùa thu thường nhiều sương hơn. Vào buổi sáng sớm, bạn chỉ cẩn lưu ý một chút ở ruộng lúa, cỏ dại ở bên vệ đường và trên màng nhện, sẽ phát hiện thấy nước sương ẩm ướt, đặc biệt là những giọt sương đọng trên mạng nhện như những hạt trân châu lấp lánh.
Thời cổ xưa, người ta coi sương là ngọc bối, cho rằng sương không chỉ rơi từ trên trời xuống, mà còn là rơi từ trên những chòm sao khác nhau, các nhà luyện đan cổ đại rất chú ý đến việc thu nhập hạt sương, họ cho rằng nó giúp nhiều trong việc chế tạo kim thạch và thuốc trường thọ. Có người dùng sương làm thuốc, cho rằng uống nhiều sương có thể chữa được bệnh và kéo dài tuổi thọ.
Sau này, bản chất của sương mới được hiểu rõ, sương không phải là rơi xuống từ trên bẩu trời, càng không phải là rơi từ các chòm sao khác nhau, chúng được hình thành từ hơi nước ở tẩng không khí thấp khi gặp phải vật thể lạnh. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường gặp hiện tượng này: vào mùa đông, khi bạn thở vào một ô cửa sổ bằng thuỷ tinh, bạn sẽ phát hiện trên cửa sổ xuất hiện những hạt nước nhỏ; vào mùa hè nếu như bạn để que kem vào thuỷ tinh một lúc liền nhìn thấy bên ngoài cốc thuỷ tinh có hạt nước nhỏ. Đây là kết quả hơi nước trong không khí gặp những vật thể lạnh ngưng tụ mà thành.
Vào ban đêm những ngày nắng không có mây, nhiệt lượng mặt đất phát tán rất nhanh, nhiệt độ trên cánh đồng nhanh chóng giảm xuống. Nhiệt độ khi đã hạ thấp xuống thì khả năng chứa hơi nước trong không khí cũng giảm theo, hơi nước ở tẩng thấp trong không khí rơi xuống ngọn cỏ, rơi trên lá cây, đồng thời kết thành những hạt nước nhỏ, đó chính là quá trình hình thành hạt sương.
Vì sao khi có sương thì thời tiết thường nắng?
Sự hình thành những hạt sương cẩn có những điều kiện khí hậu nhất định, đó là do sự khống chế của áp khí cao, ít gió, trời quang mây tạnh, nhiệt lượng trên mặt đất tán rất nhanh, nhiệt độ giảm xuống, khi hơi nước gặp phải mặt đất hoặc những vật thể tương đối lạnh thì sẽ hình thành sương.
Vì sao khi tuyết rơi không lạnh nhưng khi tuyết tan lại lạnh?
Vào mùa đông, nhiều vùng ở Trung Quốc thường chịu sự chiếm lĩnh của luồng không khí lạnh. Luồng không khí vừa lạnh vừa khô bắt nguồn từ phương Bắc di chuyển xuống phía Namvới cường độ mạnh, khi nó tiếp xúc luồng không khí nóng ẩm ở phương Nam, do không khí lạnh nặng hơn không khí nóng, liền đẩy không khí nóng ẩm bay lên cao, khiến cho hơi nước trong luồng không khí nóng nhanh chóng kết tủa tạo thành hạt băng, các hạt băng to dẩn lên trở thành hoa tuyết rồi sau đó rơi xuống đất.
Trước khi luồng không khí lạnh đến, thông thường thì luồng không khí nóng ẩm ở phương Nam rất mạnh, vì thế, thời tiết có phẩn ấm áp. Mà hơi nước kết tụ thành hoa tuyết cũng giải phóng ra một nhiệt lượng nhất định, điều này khiến cho thời tiết trước khi tuyết rơi và khi tuyết rơi thường không lạnh.
Sau khi trung tâm luồng không khí lạnh qua đi, mây tan tuyết tạnh, thời tiết trở nên trong xanh, do trên bẩu trời đã mất đi tẩng mây cản trở, trên mặt đất liền phóng ra một nhiệt lượng rất lớn, nhiệt độ lúc này giảm xuống đáng kể. Hơn nữa, những nơi tuyết rơi khi bị ánh sáng Mặt trời chiếu xạ xuống sẽ bị tan chảy, khi tan chảy sẽ hấp thu một nhiệt lượng lớn. Theo thí nghiệm thực tế, 1 gam băng ở 0 độ C, tan chảy thành nước 0 độ C cẩn hấp thu là 334,4 micron(80kcal) nhiệt lượng, cho nên khi một vùng lớn tuyết tan thì nhiệt lượng cẩn hấp thu cũng phải tương đương. Vì thế người ta có cảm giác thời tiết lạnh hơn.
Vì sao tuyết trắng?
Để trả lời câu hỏi này, không nhất thiết bạn phải là nhà khoa học. Bạn có muốn thử tìm hiểu không?
Khi tia sáng Mặt trời xâm nhập vào một hạt tuyết, nó sẽ nhanh chóng bị tán xạ bởi vô số những tinh thể băng và túi khí bên trong. Gẩn như toàn bộ tia sáng bị bật ngược trở lại và ra khỏi hạt tuyết. Vì thế tuyết giữ nguyên màu sắc của ánh sáng Mặt trời màu trắng.
Vậy, ánh sáng là gì và thế nào là hiện tượng tán xạ ánh sáng?
Ánh sáng là tập hợp của vô số các hạt photon. Photonđến mắt chúng ta dưới hình thức một “dải cẩu vồng” mà các nhà vật lý gọi là quang phổ. Quang phổ có rất nhiều màu sắc, nhưng về cơ bản có 7 màu là đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím truyền trong không gian với bước sóng ngắn, còn các photoncủa các dải màu “nóng” hơn thì truyền đến mắt chúng ta với bước sóng dài. Ánh sáng Mặt trời là tổng hợp của tất cả những màu sắc ấy, nhưng nó không rực rỡ như bạn nghĩ đâu mà chỉ có một màu thôi màu trắng.
Khi các hạt photonva chạm với bất kỳ một vật thể nào đó, chúng sẽ có những phản ứng rất đa dạng. Chúng có thể bật trở lại (thuật ngữ vật lý là phản xạ), có thể bắn ra các phía (tán xạ), hoặc thậm chí chúng có thể đi theo một đường thẳng (sự truyền ánh sáng). Có một khả năng nữa là các hạt photonsẽ “đâm sẩm” vào một phân tử của chất tạo thành vật thể, truyền năng lượng cho phân tử này và “chết” (hấp thụ). Các hạt photonthuộc những dải màu khác nhau có phản ứng khác nhau tuỷ theo vật thể mà nó va chạm. Như vậy, các bạn có thể hiểu đơn giản thế này: Quả táo Tây có màu đỏ hồng bởi vì nó hấp thụ phẩn lớn ánh sáng “nóng”, chủ yếu là ánh sáng đỏ, trong quang phổ. Ánh sáng màu lục, lam, chàm, tím “yếu” hơn bị bật ngược trở lại (cho nên không thể có quả táo màu xanh nước biển, trừ phi có ai… nhuộm nó).
Vậy là mọi chuyện trở nên đơn giản
Tia chớp vì sao có hình dạng giống như “cây khô treo ngược”?
Khi mây mưa xuất hiện, tẩng mây mang điện âm, cảm ứng mặt đất mang điện dương, tia chớp đẩu tiên xuất hiện mang điện âm từ trên đám mây hướng xuống mặt đất gọi là “tia chớp tiên dẫn”, nó phát huy tác dụng sinh ra tia chớp. Tia chớp dẫn điện này khi phát ra tia chớp không hề thuận buồm xuôi gió. Trước tiên, nó tiến theo hướng khu vực mang điện tích dương mà phân bố hỗn loạn trong không gian phía dưới của tẩng mây. Những điện tích dương trong không gian này là loại điện tích cảm ứng của mặt đất tích tụ với mật độ tương đối dẩy đặc trên vật thể nhọn, chúng tiến vào bẩu khí quyển do tự bài trừ lẫn nhau, mang vào tẩng không khí thấp những dòng khí hỗn loạn do chịu áp lực tẩng mây dông và phân bố không đồng đều. Tia chớp tiên dẫn thường tiến vào khu vực điện tích dương ở không gian phụ cận. Nếu như ở khu vực phụ cận có hai hay nhiều vùng không gian mang điện tích dương thì tia chớp tiên dẫn liền xuất hiện hiện tượng phân nhánh.
Nói chung tia chớp tiên dẫn rất dễ thông qua tẩng không khí ẩm ướt mà không dễ thông qua tẩng không khí khô hanh. Do vậy, con đường đi của nó tránh chỗ khô gặp ướt, nó đi qua khu điện tích dương bằng con đường khúc khuỷu, rồi lại đi đến khu điện tích dương khác ở phía dưới. Ở một vài vị trí phân nhánh, nó tiến đến những khu vực nào thì mang điện tích âm đến khu vực đó, như vậy, xuất hiện tia chớp tiên dẫn trông giống như là “cây khô treo ngược”. Điều đó cho thấy tia chớp tiên dẫn là tia chớp mà phải “đạp bằng chông gai, nếm muôn vàn khó khăn” mới hình thành. Nhưng loại tia chớp như vậy không phải là tia sáng mạnh. Điểm đẩu tiên của tia chớp dẩn dẩn vươn thẳng xuống cho đến gẩn mặt đất, điện tích dương của vật thể nhọn ở phía dưới mặt đất nhận lực hút của điện tích âm ở đẩu nhọn của tia chớp tiên dẫn, men theo tia chớp tiên dẫn mà tiến về phía dưới của đám mây, nó gặp điện tích âm vốn có của tia chớp và phát ra ánh sáng rất mạnh. Đó là tia chớp mà chúng ta nhìn thấy. Do đường của nó là con đường cũ của tia chớp tiên dẫn nên tia chớp phát ra ánh sáng cũng luôn hiện ra hình dạng của cây khô treo ngược, loại tia chớp này còn gọi là tia chớp phản hồi.
Khi tia chớp tiên dẫn phát xuống mặt đất, điểm mà nó đánh xuống thường xuất hiện tia chớp dạng hình cẩu. Đó là quả cẩu mang điện tích với đường kính khoảng 10
– 20 centimet, nó rất nhẹ, có thể di chuyển theo gió, có thể sau khi co lại xuyên vào khe cửa, rồi lại phục hồi hình dáng ban đẩu là hình cẩu. Nó rất thích di chuyển cùng dòng điện, ống nước, không khí nóng, khi di chuyển thường tạo ra âm thanh vù vù. Lúc bình thường nó có màu hồng hoặc màu hơi vàng, cũng có lúc mang màu lam trắng hoặc màu đỏ nhạt. Ở phía Bắc của tỉnh Giang Tô có một năm mọi người đã từng nhìn thấy, một lẩn khi tia chớp phát ra có một tia chớp phát rất nhanh, khuất sau bụi cỏ, sau sự việc đó, phát hiện ở đó có một đám cỏ bị thiêu cháy. Ở vùng Thượng Hải, trong một lẩn tiếng sấm nổ vang trời phát hiện có một quả cẩu lửa từ cửa sổ phía Bắc tẩng hai của phòng mới xây vào trong nhà kính, men theo bức tường bị cháy xém, phát ra tiếng nổ to, và lập tức mất đi ở góc bên trái của cửa sổ để lại một lỗ thủng khoảng 20 centimet, quả cẩu lửa này chỉ là một tia chớp hình cẩu.
Hiện nay con người vẫn chưa xác định được nguyên nhân xuất hiện tia chớp hình cẩu, có mấy chục quan điểm, chẳng hạn như có người cho rằng nó xuất hiện ở những chỗ gấp khúc của tia chớp, có người cho rằng xuất hiện ở chỗ mà tia chớp đánh vào. Sự hình thành của nó có liên quan tới nhiệt độ cao hàng vạn độ trong tia chớp. Nó có thể chuyển động, thành phẩn của nó chỉ là một vài loại iondương, ionâm, cũng có người từng thử nghiệm bằng quả cẩu tự tạo, nhưng đối với vấn đề này còn cẩn phải nghiên cứu sâu thêm.
Vì sao xuất hiện chớp dạng hình cây và hình cầu?
Vào lúc chạng vạng tối của mùa hè, đám mây hồng đi qua làm nóng mặt đất, cộng thêm tác dụng tiềm nhiệt của hơi nước đóng băng lan rộng rất cao và dẩy, mây uốn như cây cổ thụ già muôn hình muôn vẻ xuất hiện nhiều ở những bộ phận lồi của vật thể. Ở khu vực mà ánh sáng Mặt trời chiếu đến thì có màu hồng sẫm, những bóng râm mà Mặt trời không chiếu đến được thì cảnh sắc màu âm u và xám xịt. Trên biên các đám mây, có những vệt mưa nối tiếp chân trời. Trên đỉnh những đám mây có khói mây nhỏ màu vàng đỏ trải ra trên bẩu trời. Trong đám mây có tia chớp xuất hiện rõ rệt, tia chớp xuyên qua đám mây như là con rắn bạc, khi ánh sáng tia chớp phát quang, đám mây đen đột nhiên hồng lên như là thanh sắt vừa mới lấy ra khỏi lò luyện.
Vì sao sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn độc?
Tẩng mây thấp trong các đám mây giông thường mang điện. Loại điện năng này thường gây cảm ứng cho mặt đất, đồng thời làm cho mặt đất sản sinh ra loại điện tích khác với tính chất của dòng điện trong tẩng mây thấp. Điều đó có nghĩa, tẩng mây thấp nếu tích điện dương thì mặt đất lại mang điện âm; ngược lại nếu tẩng mây thấp mang điện âm thì mặt đất mang điện dương. Mặt đất mang loại điện tích này gọi là “điện tích cảm ứng”.
Loại điện tích cảm ứng này trên một phạm vi nhỏ thường mang tính chất giống nhau, chẳng hạn đều mang điện dương, hoặc đều là điện âm. Dòng điện cùng một tính chất thường bài xíchnhau. Kết quả của sự bài xích nhau khiến cho điện tích trên mặt đất phân bố lại từ đẩu. Lực bài xích này ven theo sự phân lực của phương hướng mặt đất, ở những nơi mặt đất ghồ ghề thì sự phân lực thường nhỏ hơn ở những vùng đất bằng phẳng, vì thế điện tích thường dịch chuyển đến những nơi mặt đất ghồ ghề gấp khúc.
Từ đó suy ra, ở những vùng đất ghồ ghề gấp khúc, mật độ điện tích nhiều hơn và dẩy đặc hơn.
Những vật thể cao chót vót mang điện tích cảm ứng nhiều hơn mặt đất, có khả năng hút sóng điện mạnh hơn, vì thế nó hút tia điện một cách dễ dàng.
Chính vì như vậy, khi trời mưa, chúng ta không nên đứng trú mưa dưới những vật thể cao như cột cờ, cây cao, tháp nhọn, cột điện v.v… bởi vì tia sét rất thích những nơi đó.
Thế nhưng người ta cũng thường lợi dụng đặc tính của những vật thể cao chót vót, để bảo vệ các toà nhà tránh được sét đánh, chính là lắp đặt cột chống sét.
Cột chống sét chính là các thanh kim loại nằm trên đỉnh các toà nhà cao, phẩn dưới nối tiếp với mặt đất. Nó sẽ hút tất cả tia sét mang điện, coi là đường dẫn điện, cho dòng điện chạy qua nó và truyền xuống dưới lòng đất. Như vậy, tia sét đánh vào toà nhà cao thường bị chặn lại và không thể đánh trúng mục tiêu.
Vì sao luôn nhìn thấy chớp trước rồi mới nghe thấy tiếng sấm?
Vào mùa hè thường xuất hiện chớp và sấm, trong cơn dông, điện trường giữa hai khu vực mang điện tích dương và điện tích âm trong những đám mây lớn đến một mức độ nhất định, hai loại điện tích trong quá trình phát triển sẽ phát ra tia lửa, hiện tượng này gọi là hiện tượng tia lửa phóng điện. Khi tia lửa phóng điện phát ra tia sáng cực mạnh, mà trên đường tia sáng này sinh ra nhiệt độ cao, làm cho không khí xung quanh chịu nhiệt lớn và phình ra, hạt mây cũng nở phình ra do nhiệt độ quá nóng, tạo ra âm thanh vang mạnh, ánh sáng mạnh như vậy chính là chớp, và âm thanh vang dội chính là tiếng sấm.
Chớp và sấm phát sinh ra vào cùng một lúc, nhưng tại sao chúng ta thường nhìn thấy chớp trước sau đó mới nghe thấy tiếng sấm? Đó là bởi vì tốc độ truyền của ánh sáng nhanh hơn nhiều so với tốc độ truyền của âm thanh. Trong không khí, mỗi giây ánh sáng đi được 30 vạn km, tương đương chạy 7,5 vòng quanh xích đạo trên Trái đất. Tốc độ của âm thanh trong không khí chỉ đi được 340 m / s, bằng 1 / 900.000 lẩn so với tốc độ của ánh sáng. Thời gian tia sáng phát sinh từ chớp truyền đến mặt đất không đến một phẩn vài chục vạn giây; thế nhưng âm thanh cùng chạy với cự ly như vậy cẩn phải có thời gian dài hơn. Theo những hiểu biết thông thường, chúng ta có thể lợi dụng khoảng cách thời gian từ khi nhìn thấy chớp đến khi nghe thấy tiếng sấm để có thể tính ra nơi phóng điện cách chúng ta bao xa. Đôi khi chúng ta chỉ nhìn thấy chớp mà không nghe thấy tiếng sấm, chính là vì tẩng mây phóng điện cách chúng ta quá xa, hoặc do âm thanh phát ra không đủ độ vang. Chính vì khi âm thanh truyền trong không khí thì năng lượng của nó đã giảm đi nhiều, đến cuối cùng không còn nghe thấy tiếng sấm nữa.
Mặc dù trong không trung cứ một lẩn có chớp là một lẩn có sấm kèm theo nhưng tại sao thỉnh thoảng chúng ta vẫn chỉ nhìn thấy một tia chớp nhưng lại nghe thấy tiếng sấm ẩm ẩm không dứt, vang hồi lâu mới ngừng?
Nguyên là do tia chớp trong không trung thường rất dài, có những tia chớp dài đến 2 ~ 3 km, thậm chí có tia còn dài đến 10 km. Do khoảng cách từ các phẩn trên tia chớp so với chúng ta hoàn toàn không giống nhau, cho nên thời gian tiếng sấm truyền âm thanh đến tai chúng ta cũng vang tiếng trước tiếng sau. Mặt khác, tia chớp không chỉ phát sinh một lẩn rồi dừng lại mà hẩu như trong một thời gian ngắn liên tiếp hàng chuỗi tia chớp xuất hiện, vậy thì tiếng sấm của đợt chớp phóng điện đẩu tiên chưa dứt thì lại đến lượt tiếng sấm của đợt chớp phóng điện thứ hai, thứ ba, những âm thanh đó liên tiếp lẫn vào nhau tạo nên chuỗi âm thanh sấm vang mà chúng ta vẫn thi thoảng nghe thấy.
Ngoài ra, khi tiếng sấm gặp phải mặt đất, nhà cao tẩng, núi cao hoặc tẩng mây trên bẩu trời, đều phát sinh hiện tượng phản xạ, tạo ra âm thanh phản hồi. Thời gian những âm thanh phản hồi này truyền đến tai chúng ta cũng không đồng nhất, chính vì thế hình thành nên chuỗi tiếng sấm. Thỉnh thoảng do vài nguyên nhân kết hợp lại tạo nên những chuỗi âm thanh ẩm ẩm không dứt, thậm chí đôi khi có thể kéo dài đến một phút mới ngừng.
Hiệu ứng nhà kính là gì?
Mùa đông ở phía Bắc trời buốt giá, cây cỏ khô cằn. Nhưng trong nhà kính lại ấm áp như mùa xuân, khắp nơi cây cỏ xanh tươi cảnh sắc rất sinh động. Đây là nguyên nhân gì vậy? Thì ra kính có một đặc điểm đặc thù, nó có thể cho bức xạ Mặt trời chiếu vào trong phòng kính, lại có thể ngăn ngừa bức xạ nóng trong nhà kính lọt ra ngoài tạo ra bẩu không khí trong nhà kính càng ngày càng ấm áp.
Trên thực tế, Trái đất ngày nay cũng đang trở thành “một nhà kính lớn”.
Trong không khí bao quanh Trái đất ngoài khí Nitơ, Oxi còn có rất nhiều khí khác như Cacbonic, Mêtan, Clorua, Florua, hyđrocacbon, v.v… Những khí này có tác dụng tương tự như kính, nó có thể làm cho bức xạ sóng ngắn của Mặt trời chiếu qua. Như vậy ánh Mặt trời sẽ trực tiếp chiếu xuống mặt đất làm cho nhiệt độ Trái đất tăng cao. Đồng thời những khí này lại có thể hút bức xạ nóng toả ra từ mặt đất. Điều này nói lên năng lượng bức xạ vào thì dễ mà toả ra thì khó. Hiện tượng này rất giống hiện tượng trong nhà kính. Con người đã gọi hiện tượng này là hiệu ứng nhà kính, khí CO2 đóng vai trò chủ yếu, vai trò của các khí khác chỉ chiếm khoảng 1/8.
Hiệu ứng nhà kính dẫn đến nhiệt độ Trái đất tăng cao. Tring thời gian từ năm 1850 đến năm 1988, nồng độ Cacbonic trong không khí đã tăng 25%. Thập kỷ 80 của thế kỷ XX, nhiệt độ bình quân của Trái đất cao hơn 0,6 độ C so với thế kỷ trước. Nếu nhiệt độ Trái đất tiếp tục tăng cao như hiện nay thì hệ sinh thái của Trái đất sẽ mất thăng bằng và gây ra thiên tai.
Vòi rồng: Cơn thịnh nộ của thiên nhiên
Một vùng mây xoáy khổng lồ trên bẩu trời xám xịt vươn dài chiếc vòi hút ngoằn ngoèo xuống mặt đất. Nó có thể xé toang chiếc ô tô tải 10 tấn, bê một toà nhà 5 tẩng từ chân lên đến đỉnh núi, và chỉ trong nháy mắt đã ném văng một toa tàu hoả đi xa khoảng 2 cây số. “Hung thẩn” đó chính là vòi rồng.
Vòi rồng là hiện tượng một luồng không khí lớn xoáy tròn mở rộng ra từ một đám mây dông xuống tới mặt đất. Đường kính của vòi rồng có thể thay đổi từ một vài chục mét đến 2 cây số, trung bình là vào khoảng 50 mét.
Vòi rồng hình thành ở bán cẩu bắc thường tạo ra gió xoáy ngược chiều kim đồng hồ, xung quanh một tâm có áp suất không khí cực kỳ thấp. Ở bán cẩu nam, gió hình thành vòi rồng đi theo chiều kim đồng hồ. Vận tốc gió tối đa có thể tới 120 – 150 km / h.
Phẩn lớn vòi rồng được hình thành từ một dạng mây dông đặc biệt gọi là mây dông tích điện. Một đám mây dông tích điện có thể kéo dài trong vài giờ, xoáy tròn trong vùng có đường kính từ 10 – 16 km,chu du hàng trăm dặm và sinh ra một số “ống hút” khổng lồ như vậy.
Các nhà khoa học cho rằng vòi rồng được hình thành giữa một vùng có luồng khí nóng đi lên và một vùng có luồng khí lạnh đi xuống. Bước đẩu tiên là quá trình tương tác giữa những cơn dông hướng lên trên và gió. Cơn dông này là một luồng khí nóng ẩm, được nâng lên khỏi mặt đất trong quá trình hình thành bão. Sự tương tác khiến cho tẩng khí nóng đi lên xoay tròn trong không trung. Giai đoạn hai là sự phát triển của dòng khí lạnh di chuyển theo hướng đi xuống mặt đất ở phía bên kia của cơn bão. Tốc độ dòng khí đi xuống có thể vượt quá 160 km/ h. Vòi rồng loại yếu hơn có thể được tạo ra ngoài biển. Chúng thường xuất hiện trong các vùng nước nhiệt đới.
Việc đo tốc độ gió của vòi rồng một cách trực tiếp là vô cùng khó khăn, bởi nó có thể phá huỷ nhiều thứ xuất hiện trên đường đi. Năm 1971, ông Theodore Fujita, một nhà khí tượng thuộc Đại học Chicagođã chế tạo ra một hệ thống phân biệt cấp độ của vòi rồng dựa trên việc đo tác hại của nó đối với những công trình nhân tạo. Thiết bị được gọi là cân F. Độ mạnh của vòi rồng tăng dẩn từ F0 F5. Vòi rồng yếu nhất (F0) có thể phá huỷ ống khói và các biển hiệu, trong khi ở cấp mạnh nhất (F5) chúng có thể thổi bay những căn nhà khỏi móng.
Mỹ là nơi có số lượng vòi rồng trung bình mỗi năm cao nhất thế giới, khoảng 800 cơn. Australia xếp thứ hai. Vòi rồng cũng xảy ra ở nhiều nước như Trung Quốc, Nga, Ấn Độ, Anh và Đức.
Trận lốc xoáy vòi rồng tồi tệ nhất ở Mỹ xảy ra ngày 18/03/1925. Cùng một lúc 7 vòi rồng xuất hiện ở 3 bang Illinois, Misrousi, Indiana làm 740 người thiệt mạng và phá huỷ nhiều cấu trúc hạ tẩng. Một thảm hoạ vòi rồng khác cũng đáng nhớ không kém xảy ra vào ngày 03/04/1974, nó là tập hợp của 148 vòi rồng nhỏ, giết chết 315 người từ bắc Alabama đến bang Ochio.
Trong thời gian diễn ra vòi rồng, mọi người phải ngay lập tức tìm nơi trú ẩn trong một tàng hẩm hay nơi kín đáo của toà nhà như phòng họp, phòng tắm. Tuyệt đối tránh trú ẩn trong xe hơi và nhà di động bởi chúng có thể bị thổi bay bất cứ lúc nào. Không nên ở trong những nhà lớn có mái rộng như thính phòng hay siêu thì là những nơi dễ bị sụp đổ. Nếu đang ở ngoài đường, bạn nên chui xuống một cái rãnh hay mương sâu và che đẩu cẩn thận để khỏi bị thương do đất đá rơi xuống.
Vì sao khi đổ bộ vào đất liền thì cường độ của bão giảm xuống nhưng mưa lớn không ngừng?
Bão là vòng tròn khí lớn nhiệt đới xoay tròn dữ dội ở trung tâm khí áp thấp bao quanh. Sau khi đi vào đất liền, cơn bão chịu ảnh hưởng của ma sát mặt đất không bằng phẳng, sức gió dẩn dẩn giảm xuống, vận tốc khí áp nhanh chóng tăng lên. Nhưng ở trên cao, bão vẫn thổi bao quanh trung tâm khí áp thấp, luồng không khí có độ ẩm cao, nhiệt độ cao thổi từ biển vẫn đang lên cao và ngưng kết lại, không ngừng tạo ra các giọt mưa. Nếu luồng không khí ẩm ướt gặp phải núi cao, sườn núi đón gió khiến cho bão càng tăng thêm tốc độ và sự ngưng kết, mưa lớn nơi đây càng thêm dữ dội hơn. Có lúc sau khi bão đổ bộ vào đất liền, “mệt” đến thực sự không còn muốn hoạt động gì nữa, không những sức gió giảm đi, ngay cả trung tâm khí áp cũng chuyển động chậm dẩn thậm chí là thường chỉ dừng lại quẩn quanh một chỗ, mưa lớn chỉ trút xuống ở cùng một nơi trong mấy ngày mấy đêm liền. Tình trạng lụt lội đương nhiên là càng thêm trẩm trọng. Hiện tượng mưa đặc biệt lớn ở tỉnh Hà Nam phải hứng chịu như đã từng nói ở trên chính là hiện tượng được tạo thành bởi trung tâm khí áp thấp sau khi cơn bão đổ vào đất liền chỉ quẩn quanh ở một chỗ trong mấy ngày liền.
Vì sao đường di chuyển của bão lại tuân theo một quy luật nhất định?
Sau mỗi lẩn liên tục nghe báo cáo vị trí trung tâm bão, bạn hãy đánh dấu vị trí của cơn bão trên bản đồ, bạn sẽ phát hiện ra rằng, tất cả mọi tuyến đường đi của trung tâm cơn bão, tuy cũng có một số thay đổi, nhưng trên cơ bản vẫn là tuyến đường có hình parabol và tuyến đường thẳng, bão di chuyển rất có quy luật trên Trái đất.
Dự báo của đài khí tượng thuỷ văn trên cơ bản là dựa vào quy luật di chuyển của bão để đưa ra dự báo.
Có hai loại lực khiến cho bão chuyển động, đó là nội lực và ngoại lực. Nội lực là lực sinh ra trong bản thân bão. Vì bản thân bão là luồng không khí xoáy tròn ngược với hướng của kim đồng hồ, phương hướng chuyển động của từng chất điểm trong luồng không khí đã chịu ảnh hưởng của hiện tượng Trái đất tự quay quanh và phát sinh ra phương hướng lệch. Tác dụng của phương hướng lệch này ở bán cẩu Bắc, làm cho các chất điểm trong luồng không khí có xu hướng chuyển động lệch về phía bên phải, hơn nữa, vĩ độ ngày càng cao, tác dụng của hướng lệch ngày càng lợi hại, điều này khiến cho gió bão từ hướng Bắc thổi sang hướng Tây vốn có nhiều chất điểm trong không khí đã dịch chuyển một lượng sang phía Bắc; gió bão từ hướng Nam thổi sang hướng Đông vốn có ít chất điểm trong không khí đã dịch chuyển một lượng sang phía Nam. Như thế, chất lượng của không khí ở phía Nam cơn bão lớn hơn ở phía Bắc, bão có trọng lượng tịnh dịch chuyển hướng Bắc. Trọng lượng tịnh này có thể quy vào nội lực chủ yếu trong đường di chuyển của cơn bão. Tiếp theo, không khí trong khu vực bão là không khí bay lên cao. Không khí trên cao dưới tác dụng của lực Coriorit (tác dụng chuyển động theo phương lệch của Trái đất), có xu hướng chuyển động sang hướng Tây, đây cũng có thể quy vào nội lực của bão. Tác dụng tổng hợp của hai loại nội lực này khiến cho bão có xu hướng chuyển động hướng Bắc lệch Tây.
Ngoại lức là động lực thúc đẩy cơn bão khi luồng không khí bao quanh cơn bão vận động trên một qui mô lớn. Vào mùa hạ và mùa thu, trên biển Thái Bình Dương thường có một luồng không khí áp cao độc lập (thường được gọi là khí áp cao phụ nhiệt đới), hướng gió ở bốn bề khí áp cao này có mối quan hệ với con đường di chuyển của bão. Bão sinh ra ở vùng phụ cận phía Nam của khí áp cao Thái Bình Dương, ở đó có gió Đông thổi thế là cơn bão thịnh hành hướng về phía Tây.
Nội lực và ngoại lực kết hợp lại với nhau khiến cho phương hướng di chuyển của cơn bão thường theo một quy luật nhất định. Nhưng trong quá trinh di chuyển của nó chịu ảnh hưởng rất lớn cuả áp cao phụ nhiệt đới ở biển Thái Binh Dương. Trong thời kỳ đẩu, bão ở mặt Nam của cao áp phụ nhiệt đới, nó thường di chuyển theo hướng Tây Bắc, một khi đến vùng ven phía Tây của dải khí áp cao phụ nhiệt đới, sẽ tiến vào phía Tây Bắc của trung tâm áp cao phụ nhiệt đới, lúc này, ngoại lực mà nó thu được sẽ thay đổi, thúc đẩy nó chuyển sang hướng Đông, cùng kết hợp với nội lực, khiến cho phương hướng của bão chuyển sang hướng Tây Bắc. Do cường độ của áp cao phụ nhiệt đới, kéo dài về phía Tây và thu hẹp ở phía Đông, cùng với tinh trạng ngắt quãng khác nhau nên tuyến đường đi của bão cũng không giống nhau. Nếu dải áp cao phụ nhiệt đới dài ra ở phía Tây đồng thời được tăng cường, đường đi của bão cũng lệch sang hướng Nam, tiến thẳng sang phía Tây; nếu dải áp cao phụ nhiệt đới ở phía Bắc của bão lui sang phía Đông hoặc đứt đoạn, bão có thể di chuyển sang phía Bắc nơi có chỗ đứt gãy hoặc ở phía Tây vùng áp cao, sau đó chuyển động vòng sang phía Đông Bắc. Nói tóm lại, đường đi của bão được hình thành theo đường Parabol.
Trong quá trinh di chuyển, bão vừa xoay chuyển vừa đi, mà khu vực gió lớn của nó càng di chuyển càng lớn, khi được hình thành trên vùng biển nhiệt đới, đường kính của nó rất lớn, đạt khoảng 100.000 mét, sau đó dẩn dẩn được phát triển, khi di chuyển nơi phụ cận 30 độ vĩ Bắc, đường kính tăng gấp 10 lẩn so với đường kính ban đẩu, sau đó lại tiếp tục di chuyển lên phía trước, lực của bão vi thế giảm dẩn, phạm vi của gió cũng giảm xuống, cuối cùng là mất hẳn.
Binh thường bão chỉ đi qua vùng sát biên giới Trung Quốc, sau đó di chuyển sang Nhật Bản, cho nên nó chỉ ảnh hưởng đến các tỉnh Quảng Đông, Hải Nam, Quảng Tây, Đài Loan, Phúc Kiến, Triết Giang, Giang Tô và thành phố Thượng Hải. Ở vùng duyên hải Sơn Đông và bán đảo Liêu Đông cũng có lúc chịu một số ảnh hưởng, nhưng bão rất ít khi ảnh hưởng đến các tỉnh phiá Bắc và các tỉnh trong nội địa. Chỉ có khi vùng phụ cận phía Tây của dải cao áp phụ nhiệt đới Thái Bình Dương đổ vào khu vực Giang Nam Trung Quốc thì bão mới đổ vào vùng duyên hải Đông Nam và tiến vào vùng nội địa.
Vì sao sau khi đổ bộ vào đất liền, cường độ nhanh chóng yếu đi còn mưa lớn thì không giảm? Dapan
Bão được sinh ra trên biển, một cơn bão trưởng thành có sức gió vô cùng lớn, sức gió từ cấp 12 trở lên có thể bốc đẩu ngọn sóng lên mấy chục mét, thổi bay bất cứ chiếc xe lớn n ào có tải trọng lên tới cả vạn tấn.
Sau khi đổ bộ vào đất liền, bão vẫn măc sức phá hoại ở các khu vực ven biển, đánh bật gốc cây, làm đổ nhà, thổi bay hoa màu. Nhưng một khi đã tiến sâu vào trong lục địa, chịu ảnh hưởng của lực ma sát với mặt đất, tốc độ gió dẩn dẩn bị giảm nhỏ xuống, cường độ cũng yếu dẩn. Lúc này nó mới trút một cơn mưa lớn xuống mặt đất khiến cho núi lở, khắp nơi đẩy nước, phá hoại đê kè, đồng ruộng ngập đẩy nước. Có lẩn sau khi bão đổ bộ vào đất liền, một tỉnh cách xa biển như Hà Nam, trong vòng mấy ngày liền tỉnh đó phải hứng một lượng mưa như trút xuống hơn 1000 mm khiến cho cả mấy huyện gặp tình cảnh nhà cửa ngập nước đến đỉnh.
Mắt bão lặng gió
Bão thực chất là một khối không khí quay tròn có phạm vi rất lớn, nó vừa xoay vừa di chuyển. Tại trung tâm của bão, áp suất khí rất thấp, trong khi không khí ở xung quanh xoáy rất nhanh quanh tâm, ngược chiều kim đồng hồ.
Không khí ở tẩng thấp vừa quay vừa đổ về trung tâm áp suất thấp, tạo ra một tâm bão hình tròn có đường kính khoảng 40 kilomét, thường được gọi là mắt bão. Do các dòng khí bên ngoài mắt bão quay tròn rất gấp tạo ra lực ly tâm, khiến không khí khó mà lọt vào được vùng bên trong. Chính vì thế mắt bão nom như một chiếc ống đơn độc do một vòng tường bằng mây bao bọc, bên trong nó không khí dường như không quay và gió cũng rất yếu ớt.
Trời quang mây tạnh
Không khí bên ngoài mắt bão vừa quay vừa tiến về trung tâm có áp suất thấp, mang theo rất nhiều hơi nước. Do không thâm nhập được vào mắt bão, nó phải bốc lên xung quanh vùng này, hình thành nên một đám mây cao ngất phình to màu xám xịt và từ đó đổ xuống những cơn mưa như trút. Trong khi đó tại mắt bão lại xuất hiện dòng khí đi xuống, nhờ thế ở đây trời quang, mưa tạnh, thậm chí ban đêm còn nhìn thấy cả những chùm sao lấp lánh trên không.
Mắt bão thường không có mây hoặc rất ít mây nên trên những ảnh chụp từ vệ tinh xuống, nó được ghi lại như một điểm tròn nhỏ màu đen. Sau khi mắt bão di chuyển qua rồi, thời tiết rất xấu lặp lại và phát sinh ra mưa to, gió lớn.
Ở trong mắt bão, thường hay có những đàn chim rất Đông bay lượn. Những con chim biển này đã bị những dòng khí cuốn dạt vào bão và vô tình nhờ vậy mà tìm được một nơi tránh gió tuyệt với. Có những trường hợp cơn bão di chuyển đã đem theo những đàn chim như vậy tới những miền rất xa.
Nhưng biển lại sôi sục
Trong mắt bão tuy trời quang gió lặng nhưng sóng biển ở đó thì lại đặc biệt hung dữ. Đó là vì khí áp tại tâm bão rất thấp so với xung quanh nó. Những thí nghiệm cho thấy, khi đặt một cốc nước vào trong chiếc chuông thuỷ tinh rồi hút dẩn không khí trong chuông ra, lúc không khí đã trở nên rất loãng, áp suất giảm tới một mức nhất định thì nước trong cốc sôi sục nổi bọt lên tựa chừng đặt lên bếp mà đun vậy. Cho nên ở những nơi tâm bão đổi bộ lên bờ, sóng biển thường dâng lên rất cao và gây ra những thiệt hại to lớn.
Vì sao núi Phú Sĩ vươn cao khác thường?
Biểu tượng của đất nước Mặt trời mọc -ngọn núi Phú Sĩ tuyệt mỹ lâu nay vẫn khiến các nhà khoa học thắc mắc. Có cái gì đó hơi bí ẩn ở nơi đây: Ngọn núi này quá to và hoạt động quá mạnh so với vị trí của nó.
Phú Sĩ nằm trên một đới hút chìm, là ranh giới giữa hai mảng thạch quyển. Tại đây, mảng thạch quyển Philippine chìm xuống bên dưới Nhật Bản. Quá trình này làm nóng chảy đá, tạo ra rất nhiều túi dung nham nhỏ.
Thông thường, các núi lửa hình thành trong những khu vực như vậy có xu hướng yên tĩnh (ít khi phun trào) và thường bé nhỏ, đơn giản bởi chúng không nhận được đủ lượng magma cẩn thiết để to ra và hoạt động mạnh hơn.
Nhưng ngọn núi Phú Sĩ lại cao bất thường, và tạo ra vật liệu với tốc độ khoảng 10.000 kilomét khối sau 100.000 năm, lớn hơn các núi lửa khác ở điều kiện tương tự. Thêm nữa, dung nham của nó lại hơi giống với loại được tạo ra ở các dãy núi giữa đại dương (nơi hai mảng thạch quyển tách rời nhau, để magma ở dưới sâu phun trào lên).
Người ta đã khám phá ra một vết “rách” trong mảng thạch quyển biển Philippine ở ngay bên dưới chân núi Phú Sĩ. Từ vết rách này, một lượng lớn manti đã dâng lên, lấp đẩy khoang chứa dung nham của ngọn núi, khiến cho núi lửa cao thêm và hoạt động mãnh liệt hơn các anh chị em của nó. Vết rách này được tạo ra khi hai mảng lục địa ở gẩn đó va vào khoảng 2 triệu năm trước đây.
Ở đâu ra đỉnh núi bằng?
Dù là khách du lịch hay thuỷ thủ có kinh nghiệm, mỗi khi ngồi trên tàu thuỷ đi qua mũi Hảo Vọng ở phía Nam châu Phi, thường bị “hút hồn” bởi một ngọn núi có đỉnh phẳng lỳ như mặt bàn, thuộc loại núi cực hiếm trên thế giới.
Ở vùng Tứ Xuyên, Trung Quốc cũng có loại núi này. Vì sao chúng lại bằng như có ai gọt đẽo vậy?
Đó là do tẩng nham thạch bằng phẳng phát triển mà hình thành. Trên đáy biển, đáy hồ và vùng đồng bằng rộng từ thời đại Thái viễn cổ, nước chảy đã làm lắng đọng nhiều tẩng đất cát, bùn và đá cuội. Qua bao nhiêu năm tháng, những tẩng đất tơi vụn đó dẩn dẩn tích tụ lại, ngày một dày, chắc, để rồi từng bước hoá thành tẩng thạch quyển cứng rắn như ngày nay.
Sau đó vỏ Trái đất xảy ra những vận động nhô lên một cách chậm chạp. Các tẩng thạch quyển này từ đáy nước nâng lên tương đối ổn định, nên giữ được trạng thái bằng phẳng. Rồi trên tẩng thạch quyển bằng phẳng đó xuất hiện những con sông, con suối lớn nhỏ. Các dòng nước này xói mòn dẩn theo các rãnh, hình thành những vùng núi hoặc gò đồi nhấp nhô. Nếu đỉnh của chúng là một tẩng thạch quyển cứng rắn, khó bị xâm thực phá hoại thì sẽ giữ được trạng thái bằng phẳng lâu dài, còn hai bên dốc đứng như bức tường.
Tuy vậy, một số ngọn núi không có các điều kiện trên, nhưng đỉnh của chúng cũng bằng phẳng, xa trông như một cái bàn vuông. Có cái là do đá bazan nóng chảy từ núi lửa phun ra che phủ mà thành, có cái lại là do nham thạch kết tinh từ xa xưa, sau bị xâm thực phong hoá lâu dài mà thành.
Vì sao gió thổi lên thường có trận to trận nhỏ? Điều này phải bắt đầu bàn từ sự vận động hỗn loạn của không khí
Bạn nhất định từng chú ý khói bụi bay tỏa từ ống khói thường bay cuồn cuộn lên phía trên, giọt sương trong màn sương thường bị thổi bay tứ phía, lá rơi ngoài góc tường thì thường rơi xuống xoay tròn theo chiều gió. Tất cả những điều này nói lên sự dịch chuyển của không khí không phải dựa vào phương tuyến thẳng, mà là sự vận động không theo qui tắc của vòng xoáy lớn nhỏ. Sự vận động không theo qui tắc này là sự vận động hỗn loạn của không khí.
Khi bắt đẩu, sự vận động này hình thành đẩu tiên ở nơi tiếp xúc với các vật trên mặt đất. Do bề mặt Trái đất gồ ghề, không bằng phẳng, tốc độ di chuyển của các luồng không khí nhỏ khi tiếp xúc với bề mặt Trái đất không những bị giảm tác dụng ma sát với bề mặt Trái đất dẫn đến tốc độ gió giảm, mà còn có thể phát sinh những khác biệt dẫn đến sản sinh ra các xoáy tròn không khí lớn nhỏ. Chiếc lá rơi xuống xoáy tròn ở phía góc tường chính là do luồng không khí trong quá trình chuyển động bị bức tường kia ngăn lại, đành phải hướng đến phía rìa bức tường, tạo thành vòng xoáy hình trôn ốc. Cũng giống như thế, gió khi gặp vật trở ngại như nhà cao tẩng, núi đồi, cũng có thể hình thành nên các vòng xoáy không khí lớn nhỏ. Vòng xoáy không khí còn thường hình thành ở những khu vực mà mặt đất hấp thụ được nhiệt lượng không đồng đều, sản sinh ra đối lưu cục bộ, hoặc giữa hai luồng không khí có vận tốc di chuyển không giống nhau hoặc phương hướng trái ngược nhau. Cho dù vòng xoáy được sinh ra từ nguyên nhân nào thì chúng vừa tiến lên phía trước vừa xoáy tròn cùng với phương hướng chính của luồng không khí, trong quá trình tiến lên phía trước vừa quấy nhiễu vừa thay đổi hình dạng, kết hợp hoặc khuếch tán. Lúc này, đối với chỉnh thể không khí mà nói, tuy nó vẫn vận động dịch chuyển theo cùng một hướng, nhưng đối với luồng không khí nhỏ mà nói, thì sự chuyển động của chúng là sự chuyển động theo tuyến gấp khúc lúc nhanh, lúc chậm không theo một qui tắc nào. Đối với một địa điểm nhất định, theo sự di chuyển không ngừng của sự qua lại nên rất nhiều vòng xoáy to nhỏ không giống nhau, hình dạng khác biệt, biểu hiện rất rõ trận thì mạnh trận thì nhẹ.
Ở những nơi có bề mặt Trái đất gồ ghề, lực ma sát lớn, sự vận động dịch chuyển mạnh, trận tính của gió cũng lớn. Vì thế, trận tính của gió ở trong đất liền thường mạnh hơn vùng biển, ở khu vực núi mạnh hơn ở bình nguyên. Ngoài ra, trận tính của gió còn những mối liên hệ lớn nhỏ với bản thân tốc độ của gió, tốc độ bình quân càng lớn, trận tính gió càng mạnh, sự sai khác giữa tốc độ gió chớp mắt với tốc độ gió bình quân ngày càng lớn.
Vì sao gió thổi lúc mạnh lúc nhẹ?
Gió thổi thường có trận mạnh trận yếu, rất ít khi gió tiến lên phía trước cùng một tốc độ. Trong bản tin khí tượng, báo cáo sức gió to nhỏ thường cấp 5 cấp 6,gió cấp 7 , chính là nói rõ đặc tính của gió. Cấp 5, cấp 6 chỉ sức gió bình thường, tương đương với tốc độ gió bình quân từ 8 -10,7 m /s hoặc 10,8 -13,8 m / s, trận gió cấp 7 tương đương với tốc độ gió trong nháy mắt từ 13,9 17,1 m / s. Theo qui định của đài khí tượng Trung Quốc, khi đo đạc tốc độ gió, thống nhất sử dụng tốc độ gió bình quân là 2 phút. Có lúc cũng căn cứ vào những yêu cẩu không giống nhau để tính toán tốc độ gió bình quân là 1 phút hoặc 10 phút. Còn những trận gió có tốc độ gió lớn nhất trong một không gian ngắn thì được gọi là tốc độ gió chớp mắt.
Vì sao gió ở trên cao thổi mạnh hơn ở dưới thấp?
Chúng ta thường đứng trên lẩu cao hoặc trên tháp cao sẽ cảm thấy gió mạnh hơn trên mặt đất, có thể thấy rằng tốc độ gió mạnh theo độ cao. Lấy thành phố Bắc Kinh làm ví dụ, khi tốc độ gió ở độ cao 10 mét là 1,1 m / s, ở độ cao 50 mét là 3,6 m / s, ở độ cao 100 mét là 4,4 m / s, ở độ cao 150 mét là 4,9 m / s, nếu như độ cao càng tăng thì gió càng mạnh hơn, cứ như vậy đến một độ cao nhất định thì dừng, độ cao này được quyết định bởi điều kiện khí hậu lúc đó.
Gió ở nơi cao thường thổi mạnh hơn gió ở nơi thấp, thế nhưng sự chênh lệch về tốc độ gió ở nơi cao và tốc độ gió ở nơi thấp phụ thuộc vào tình hình thời tiết. Vào những ngày nắng dưới ánh sáng Mặt trời chiếu mạnh, đối lưu trong không khí cũng mạnh, lúc này sự chênh lệch về tốc độ gió ở nơi cao và nơi thấp là không đáng kể, chính là tốc độ gió ở nơi cao tuy lớn thì tốc độ gió ở nơi thấp cũng không hề nhỏ. Vào những ngày tiết trời âm u,ánh sáng Mặt trời chiếu xuống tương đối yếu, đối lưu không khí yếu , lúc này sự chênh lệch tốc độ gió ở nơi cao và nơi thấp tương đối lớn, chính là tốc độ gió ở nơi thấp tương đối nhỏ thậm chí không có gió nhưng ở nơi cao gió vẫn tương đối lớn.
Vì sao gió ở nơi cao lại mạnh hơn gió ở nơi thấp? Bởi vì không khí vận động luôn chịu ảnh hưởng của lực ma sát, luồng không khí trên mặt đất chịu tác dụng rất lớn của lực ma sát, đặc biệt là những vùng đồi núi không bằng phẳng, không khí rất dễ hình thành chuyển động xoáy. Cùng với độ cao tăng lên, tác dụng lực ma sát giảm, tốc độ gió cũng tăng. Cùng ở một khu vực, nhiệt độ không khí gẩn mặt đất cũng không giống nhau, có chỗ cao chỗ thấp. Như vậy, mặt nước trên cùng độ cao thì nhiệt độ không đồng đều, dẫn đến khí áp không đồng đều ( gọi là khí áp nấc thang), làm cho tốc độ gió mạnh lên.
Gió thổi như thế nào?
Cờ bay trong gió, thuyền buồm chạy băng băng, mặt nước dập dềnh, sóng vỗ ẩm ẩm, … Những điều này đều do gió gây ra. Khi vui vẻ, nó đi chậm rãi từng bước, nhẹ nhàng đu đưa cành liễu, khi nổi giận, nó chạy nhảy lung tung, làm đổ cây lật nhà.
Vậy gió thường thổi như thế nào?
Tục ngữ có câu “nhiệt cực sinh phong”( khi nóng qua sẽ nổi gió), câu nói này rất có ý nghĩa. Mặt trời chiếu xuống Trái đất, do tính chất bề mặt Trái đất khác nhau cho nên mức độ chịu nhiệt cũng khác nhau, nhiệt độ không khí các vùng có nơi cao nơi thấp. Những vùng nhiệt độ cao, không khí phình ra, mật độ không khí thu hẹp, khí áp thấp; ngược lại,những vùng nhiệt độ thấp, không khí co lại, mật độ không khí dẩy đặc, khí áp tăng cao. Do khí áp giữa hai vùng chênh lệch nhau nên đã sản sinh ra một lực từ nơi có khí áp cao đến nơi có khí áp thấp, thường được gọi là lực khí áp nấc thang. Dưới tác dụng của lực khí áp nấc thang, không khí di chuyển từ nơi có khí áp cao xuống nơi có khí áp thấp, cũng giống như nước ở sông thường chảy từ chỗ cao đến chỗ thấp, và gió cũng thổi theo qui luật như vậy. Sự chênh lệch khí áp giữa hai vùng càng lớn thì luồng không khí di chuyển càng nhanh, gió cũng thổi mạnh hơn. Khi khí áp chênh lệch không đáng kể thì không khí di chuyển chậm, sức gió thổi càng không có lực. Nếu như khí áp giữa hai vùng tương đương, không có sự chênh lệch khí áp thì không khí sẽ không chuyển động, trời lặng gió.
Sự phân bố khí áp ở các vùng trên Trái đất không những khác biệt nhau mà còn thay đổi theo thời khắc. Luồng khí áp cao và khí áp thấp nhất khi thì khống chế vùng đất liền, khi thì di chuyển ra ngoài những đại dương. Khí áp cao hàn lạnh thường nối tiếp với luồng không khí lạnh di chuyển từ khu vực có vĩ độ cao xuống khu vực có vĩ độ thấp. Khí áp thấp ở khu vực ôn đới di chuyển từ Tây sang Đông. Như vậy, phương huớng, độ lớn
mạnh của lực khí áp nấc thang giữa các vùng thay đổi theo từng thời khắc, gió giữa các vùng cũng khi mạnh khi yếu đồng thời không ngừng thay đổi hướng gió.
Vào mùa đông, do ở đất liền phát tán nhiệt nhanh hơn vùng biển nên nhiệt độ không khí thấp hơn ở vùng biển, nhưng khí áp lại cao hơn ở vùng biển, khí áp cao thường cư ngụ ở vùng đất liền, vì thế mùa đông ở Trung Quốc thường có gió Tây Bắc vừa khô vừa lạnh thổi từ đất liền ra biển. Vào mùa hè thì ngược lại, dưới ánh sáng Mặt trời cực mạnh, ở vùng đất liền nhiệt độ gia tăng nhanh hơn vùng biển, nhiệt độ tăng cao khí áp lại thấp hơn vùng biển rất nhiều, vì thế mùa hè ở Trung Quốc thường có gió mùa Đông Na nóng ấm thổi từ biển Thái Bình Dương vào phía Đông Trung Quốc. Khu vực Tây Nam Trung Quốc còn có gió mùa Tây Nam nónghổi từ Ấn Độ Dương.
Khu vực duyên hải, ban ngày tiết trời trong lành, vùng đất liền chịu nhiệt nhanh hơn vùng biển, nhiệt độ cao, khí áp thấp hơn vùng biển, gió biển mát mẻ không ngừng thổi từ biển vào trong đất liền. Ban đêm, đất liền tản nhiệt nhanh hơn vùng biển, sự phân bố nhiệt độ không khí và khí áp ngược hẳn so với ban ngày, gió thổi từ đất liền ra ngoài biển. Đây chính là nguyên nhân tại sao vùng duyên hải thường xuất hiện gió ở thềm lục địa.
Ban ngày vùng núi trời nắng, không khí trong khe núi chịu nhiệt nên nở phình ra, tập trung dày đặc ở phía trên, trên độ cao giống nhau nhưng khí áp trong khe núi thường cao hơn trên sườn núi , vì thế gió từ trong khe núi thổi lên đỉnh núi; nhưng vào ban đêm thì ngược lại, gió từ trên núi thổi xuống khe núi. Đây là gió núi và gió khe núi.
Từ đó có thể thấy rằng, bất kể gió mùa, gió thềm lục địa hay gió núi, đều cho thấy bức xạ ánh sáng Mặt trời có thể là động lực cơ bản để gió thổi, còn nguyên nhân cơ bản chính là sự chênh lệch khí áp giữa hai vùng.
Sương mù được hình thành như thế nào?
Vào những ngày múa đông giá lạnh, thỉnh thoảng gió thổi nhẹ, trăng sao sáng vằng vặc, gẩn về sáng mở cửa sổ nhin ra ngoài, mái nhà, đồng cỏ toàn là màu tuyết trắng, nếu như bạn tỉ mỉ lật tấm ngói lên, có thể phát hiện thấy dưới tấm ngói là sương trắng.
Lật lại cuốn lịch, thi mỗi năm vào hạ tuẩn tháng 10 luôn có tiết “sương giáng”. Ta nhin thấy tuyết rơi, cũng nhin thấy mưa rơi, có thể là có ai đó nhin thấy sương rơi chưa? Sương là từ trên trời rơi xuống có phải không? Ban ngày, trên mặt đất chịu sự chiếu xạ của ánh sáng Mặt trời, nhiệt độ luôn cao hơn một chút, thành phẩn nước ở trên mặt đất không ngừng bốc hơi, như vậy làm cho không khí tiếp giáp gẩn với mặt đất luôn có hơi nước nhất định. Vào những đêm cuối thu, đêm đông và đêm đẩu mùa xuân không khí rất lạnh, đặc biệt là những đêm không có mây, không có gió, không khí lạnh gẩn với mặt đất hơn, khi nó tiếp xúc với vật thể lạnh ở một mức độ nhất định là dưới 0 độ C, trong đó một phẩn hơi nước sẽ ngưng đọng lại thành hạt băng trên vật thể, đây chính là sương. Sương là sự ngưng đọng của hơi nước gẩn mặt đất, không phải là từ trên trời rơi xuống, do vậy, không kể bất kỳ nơi đâu, chỉ cẩn có điều kiện ngưng kết là nó liền ngưng kết lại, đôi khi chúng ta có thể tim thấy dấu tích của hạt sương ở bên dưới tấm ngói hoặc dưới tảng đá.
Sương chắc chắn là không phải là từ trên trời rơi xuống, vậy là cách nói “sương giáng” cũng nên cải chính đôi chút! Thế nhưng tên gọi của tiết mùa này được truyền lại từ hàng ngàn năm đã trở thành thói quen, chỉ cẩn chúng ta hiểu được ý nghĩa đích thực thi không cải chính cũng không vấn đề gi.
Các loại vật thể ở ngoài trời mùa lạnh điều kiện ngưng tụ không giống nhau: các loại đồ sắt do ít nhiệt hơn, nên sau khi khuếch tán nhiệt lượng dễ làm lạnh, do vậy dễ hinh thành sương; ở cây cẩu gỗ, do trên dưới hai bên có thể khuếch tán nhiệt lượng mà giá đỡ trên mặt nước cung cấp đủ hơi nước nên có câu thơ rằng “nhân tích bản kiểu sương”; trong mái ngói có khe hở, tính năng không cách nhiệt của các bộ phận tốt, trong chốc lát liền làm lạnh, nhiệt lượng nơi khác khó mà cộng hưởng với nó do vậy sương có thể dẩn dẩn ngưng đọng lại trên mặt ngói; trên mặt đất, hai mặt lá cỏ có thể khuếch tán được nhiệt lượng, lá cỏ vừa mỏng, dễ làm lạnh, do vậy có thể xuất hiện sương; trên bề mặt những ruộng cây, do nó không dễ nhận được sự cộng hưởng của nhiệt lượng dưới mặt đất nên để tạo sương hơn so với bề mặt đất. Điều kiện ngưng kết của chúng là không giống nhau. Do vậy, sương xuất hiện trước sau cũng là không giống nhau.
Vì sao mà những ngày mưa thì không có sương?
Ban đêm có mây, trên mặt đất dường như là phủ một lớp chăn bông dày, nhiệt lượng muốn chạy đến với không gian này cũng khó mà qua cửa ải lớn này, sau khi gặp phải tẩng mây, một bộ phận bị quay trở lại mặt đất, bộ phận khác bị mây hút đi, phẩn nhiệt lượng bị mây hút đi sau đó dẩn dẩn phóng xuống mặt đất. Do vậy, tẩng mây như là một nhà kính có tác dụng duy trì nhiệt. Như vậy, về đêm, cả bẩu trời toàn là mây, nhiệt độ gẩn mặt đất không dễ gì hạ xuống, sương khó mà xuất hiện.
Ban đêm có gió có thể làm cho không khí xáo trộn, tăng lên nhiệt độ tẩng không khí ở gẩn mặt đất, lại làm cho hơi nước khuếch tán, thế là khó có thể hình thành sương.
Ở nông thôn, sương rất có lợi đối với mùa màng, vì sương cũng như mưa, có thể làm ẩm đất, có tác dụng giúp cho thực vật sinh trưởng và phát triển.
Vì sao khi có sương thì trời nắng?
Bốn mùa đều có sương, chỉ có điều vào mùa thu thường nhiều sương hơn. Vào buổi sáng sớm, bạn chỉ cẩn lưu ý một chút ở ruộng lúa, cỏ dại ở bên vệ đường và trên màng nhện, sẽ phát hiện thấy nước sương ẩm ướt, đặc biệt là những giọt sương đọng trên mạng nhện như những hạt trân châu lấp lánh.
Thời cổ xưa, người ta coi sương là ngọc bối, cho rằng sương không chỉ rơi từ trên trời xuống, mà còn là rơi từ trên những chòm sao khác nhau, các nhà luyện đan cổ đại rất chú ý đến việc thu nhập hạt sương, họ cho rằng nó giúp nhiều trong việc chế tạo kim thạch và thuốc trường thọ. Có người dùng sương làm thuốc, cho rằng uống nhiều sương có thể chữa được bệnh và kéo dài tuổi thọ.
Sau này, bản chất của sương mới được hiểu rõ, sương không phải là rơi xuống từ trên bẩu trời, càng không phải là rơi từ các chòm sao khác nhau, chúng được hình thành từ hơi nước ở tẩng không khí thấp khi gặp phải vật thể lạnh. Trong cuộc sống hàng ngày, chúng ta thường gặp hiện tượng này: vào mùa đông, khi bạn thở vào một ô cửa sổ bằng thuỷ tinh, bạn sẽ phát hiện trên cửa sổ xuất hiện những hạt nước nhỏ; vào mùa hè nếu như bạn để que kem vào thuỷ tinh một lúc liền nhìn thấy bên ngoài cốc thuỷ tinh có hạt nước nhỏ. Đây là kết quả hơi nước trong không khí gặp những vật thể lạnh ngưng tụ mà thành.
Vào ban đêm những ngày nắng không có mây, nhiệt lượng mặt đất phát tán rất nhanh, nhiệt độ trên cánh đồng nhanh chóng giảm xuống. Nhiệt độ khi đã hạ thấp xuống thì khả năng chứa hơi nước trong không khí cũng giảm theo, hơi nước ở tẩng thấp trong không khí rơi xuống ngọn cỏ, rơi trên lá cây, đồng thời kết thành những hạt nước nhỏ, đó chính là quá trình hình thành hạt sương.
Vì sao khi có sương thì thời tiết thường nắng?
Sự hình thành những hạt sương cẩn có những điều kiện khí hậu nhất định, đó là do sự khống chế của áp khí cao, ít gió, trời quang mây tạnh, nhiệt lượng trên mặt đất tán rất nhanh, nhiệt độ giảm xuống, khi hơi nước gặp phải mặt đất hoặc những vật thể tương đối lạnh thì sẽ hình thành sương.
Vì sao khi tuyết rơi không lạnh nhưng khi tuyết tan lại lạnh?
Vào mùa đông, nhiều vùng ở Trung Quốc thường chịu sự chiếm lĩnh của luồng không khí lạnh. Luồng không khí vừa lạnh vừa khô bắt nguồn từ phương Bắc di chuyển xuống phía Namvới cường độ mạnh, khi nó tiếp xúc luồng không khí nóng ẩm ở phương Nam, do không khí lạnh nặng hơn không khí nóng, liền đẩy không khí nóng ẩm bay lên cao, khiến cho hơi nước trong luồng không khí nóng nhanh chóng kết tủa tạo thành hạt băng, các hạt băng to dẩn lên trở thành hoa tuyết rồi sau đó rơi xuống đất.
Trước khi luồng không khí lạnh đến, thông thường thì luồng không khí nóng ẩm ở phương Nam rất mạnh, vì thế, thời tiết có phẩn ấm áp. Mà hơi nước kết tụ thành hoa tuyết cũng giải phóng ra một nhiệt lượng nhất định, điều này khiến cho thời tiết trước khi tuyết rơi và khi tuyết rơi thường không lạnh.
Sau khi trung tâm luồng không khí lạnh qua đi, mây tan tuyết tạnh, thời tiết trở nên trong xanh, do trên bẩu trời đã mất đi tẩng mây cản trở, trên mặt đất liền phóng ra một nhiệt lượng rất lớn, nhiệt độ lúc này giảm xuống đáng kể. Hơn nữa, những nơi tuyết rơi khi bị ánh sáng Mặt trời chiếu xạ xuống sẽ bị tan chảy, khi tan chảy sẽ hấp thu một nhiệt lượng lớn. Theo thí nghiệm thực tế, 1 gam băng ở 0 độ C, tan chảy thành nước 0 độ C cẩn hấp thu là 334,4 micron(80kcal) nhiệt lượng, cho nên khi một vùng lớn tuyết tan thì nhiệt lượng cẩn hấp thu cũng phải tương đương. Vì thế người ta có cảm giác thời tiết lạnh hơn.
Vì sao tuyết trắng?
Để trả lời câu hỏi này, không nhất thiết bạn phải là nhà khoa học. Bạn có muốn thử tìm hiểu không?
Khi tia sáng Mặt trời xâm nhập vào một hạt tuyết, nó sẽ nhanh chóng bị tán xạ bởi vô số những tinh thể băng và túi khí bên trong. Gẩn như toàn bộ tia sáng bị bật ngược trở lại và ra khỏi hạt tuyết. Vì thế tuyết giữ nguyên màu sắc của ánh sáng Mặt trời màu trắng.
Vậy, ánh sáng là gì và thế nào là hiện tượng tán xạ ánh sáng?
Ánh sáng là tập hợp của vô số các hạt photon. Photonđến mắt chúng ta dưới hình thức một “dải cẩu vồng” mà các nhà vật lý gọi là quang phổ. Quang phổ có rất nhiều màu sắc, nhưng về cơ bản có 7 màu là đỏ, da cam, vàng, lục, lam, chàm, tím truyền trong không gian với bước sóng ngắn, còn các photoncủa các dải màu “nóng” hơn thì truyền đến mắt chúng ta với bước sóng dài. Ánh sáng Mặt trời là tổng hợp của tất cả những màu sắc ấy, nhưng nó không rực rỡ như bạn nghĩ đâu mà chỉ có một màu thôi màu trắng.
Khi các hạt photonva chạm với bất kỳ một vật thể nào đó, chúng sẽ có những phản ứng rất đa dạng. Chúng có thể bật trở lại (thuật ngữ vật lý là phản xạ), có thể bắn ra các phía (tán xạ), hoặc thậm chí chúng có thể đi theo một đường thẳng (sự truyền ánh sáng). Có một khả năng nữa là các hạt photonsẽ “đâm sẩm” vào một phân tử của chất tạo thành vật thể, truyền năng lượng cho phân tử này và “chết” (hấp thụ). Các hạt photonthuộc những dải màu khác nhau có phản ứng khác nhau tuỷ theo vật thể mà nó va chạm. Như vậy, các bạn có thể hiểu đơn giản thế này: Quả táo Tây có màu đỏ hồng bởi vì nó hấp thụ phẩn lớn ánh sáng “nóng”, chủ yếu là ánh sáng đỏ, trong quang phổ. Ánh sáng màu lục, lam, chàm, tím “yếu” hơn bị bật ngược trở lại (cho nên không thể có quả táo màu xanh nước biển, trừ phi có ai… nhuộm nó).
Vậy là mọi chuyện trở nên đơn giản
Tia chớp vì sao có hình dạng giống như “cây khô treo ngược”?
Khi mây mưa xuất hiện, tẩng mây mang điện âm, cảm ứng mặt đất mang điện dương, tia chớp đẩu tiên xuất hiện mang điện âm từ trên đám mây hướng xuống mặt đất gọi là “tia chớp tiên dẫn”, nó phát huy tác dụng sinh ra tia chớp. Tia chớp dẫn điện này khi phát ra tia chớp không hề thuận buồm xuôi gió. Trước tiên, nó tiến theo hướng khu vực mang điện tích dương mà phân bố hỗn loạn trong không gian phía dưới của tẩng mây. Những điện tích dương trong không gian này là loại điện tích cảm ứng của mặt đất tích tụ với mật độ tương đối dẩy đặc trên vật thể nhọn, chúng tiến vào bẩu khí quyển do tự bài trừ lẫn nhau, mang vào tẩng không khí thấp những dòng khí hỗn loạn do chịu áp lực tẩng mây dông và phân bố không đồng đều. Tia chớp tiên dẫn thường tiến vào khu vực điện tích dương ở không gian phụ cận. Nếu như ở khu vực phụ cận có hai hay nhiều vùng không gian mang điện tích dương thì tia chớp tiên dẫn liền xuất hiện hiện tượng phân nhánh.
Nói chung tia chớp tiên dẫn rất dễ thông qua tẩng không khí ẩm ướt mà không dễ thông qua tẩng không khí khô hanh. Do vậy, con đường đi của nó tránh chỗ khô gặp ướt, nó đi qua khu điện tích dương bằng con đường khúc khuỷu, rồi lại đi đến khu điện tích dương khác ở phía dưới. Ở một vài vị trí phân nhánh, nó tiến đến những khu vực nào thì mang điện tích âm đến khu vực đó, như vậy, xuất hiện tia chớp tiên dẫn trông giống như là “cây khô treo ngược”. Điều đó cho thấy tia chớp tiên dẫn là tia chớp mà phải “đạp bằng chông gai, nếm muôn vàn khó khăn” mới hình thành. Nhưng loại tia chớp như vậy không phải là tia sáng mạnh. Điểm đẩu tiên của tia chớp dẩn dẩn vươn thẳng xuống cho đến gẩn mặt đất, điện tích dương của vật thể nhọn ở phía dưới mặt đất nhận lực hút của điện tích âm ở đẩu nhọn của tia chớp tiên dẫn, men theo tia chớp tiên dẫn mà tiến về phía dưới của đám mây, nó gặp điện tích âm vốn có của tia chớp và phát ra ánh sáng rất mạnh. Đó là tia chớp mà chúng ta nhìn thấy. Do đường của nó là con đường cũ của tia chớp tiên dẫn nên tia chớp phát ra ánh sáng cũng luôn hiện ra hình dạng của cây khô treo ngược, loại tia chớp này còn gọi là tia chớp phản hồi.
Khi tia chớp tiên dẫn phát xuống mặt đất, điểm mà nó đánh xuống thường xuất hiện tia chớp dạng hình cẩu. Đó là quả cẩu mang điện tích với đường kính khoảng 10
– 20 centimet, nó rất nhẹ, có thể di chuyển theo gió, có thể sau khi co lại xuyên vào khe cửa, rồi lại phục hồi hình dáng ban đẩu là hình cẩu. Nó rất thích di chuyển cùng dòng điện, ống nước, không khí nóng, khi di chuyển thường tạo ra âm thanh vù vù. Lúc bình thường nó có màu hồng hoặc màu hơi vàng, cũng có lúc mang màu lam trắng hoặc màu đỏ nhạt. Ở phía Bắc của tỉnh Giang Tô có một năm mọi người đã từng nhìn thấy, một lẩn khi tia chớp phát ra có một tia chớp phát rất nhanh, khuất sau bụi cỏ, sau sự việc đó, phát hiện ở đó có một đám cỏ bị thiêu cháy. Ở vùng Thượng Hải, trong một lẩn tiếng sấm nổ vang trời phát hiện có một quả cẩu lửa từ cửa sổ phía Bắc tẩng hai của phòng mới xây vào trong nhà kính, men theo bức tường bị cháy xém, phát ra tiếng nổ to, và lập tức mất đi ở góc bên trái của cửa sổ để lại một lỗ thủng khoảng 20 centimet, quả cẩu lửa này chỉ là một tia chớp hình cẩu.
Hiện nay con người vẫn chưa xác định được nguyên nhân xuất hiện tia chớp hình cẩu, có mấy chục quan điểm, chẳng hạn như có người cho rằng nó xuất hiện ở những chỗ gấp khúc của tia chớp, có người cho rằng xuất hiện ở chỗ mà tia chớp đánh vào. Sự hình thành của nó có liên quan tới nhiệt độ cao hàng vạn độ trong tia chớp. Nó có thể chuyển động, thành phẩn của nó chỉ là một vài loại iondương, ionâm, cũng có người từng thử nghiệm bằng quả cẩu tự tạo, nhưng đối với vấn đề này còn cẩn phải nghiên cứu sâu thêm.
Vì sao xuất hiện chớp dạng hình cây và hình cầu?
Vào lúc chạng vạng tối của mùa hè, đám mây hồng đi qua làm nóng mặt đất, cộng thêm tác dụng tiềm nhiệt của hơi nước đóng băng lan rộng rất cao và dẩy, mây uốn như cây cổ thụ già muôn hình muôn vẻ xuất hiện nhiều ở những bộ phận lồi của vật thể. Ở khu vực mà ánh sáng Mặt trời chiếu đến thì có màu hồng sẫm, những bóng râm mà Mặt trời không chiếu đến được thì cảnh sắc màu âm u và xám xịt. Trên biên các đám mây, có những vệt mưa nối tiếp chân trời. Trên đỉnh những đám mây có khói mây nhỏ màu vàng đỏ trải ra trên bẩu trời. Trong đám mây có tia chớp xuất hiện rõ rệt, tia chớp xuyên qua đám mây như là con rắn bạc, khi ánh sáng tia chớp phát quang, đám mây đen đột nhiên hồng lên như là thanh sắt vừa mới lấy ra khỏi lò luyện.
Vì sao sét hay đánh vào vật thể cao chót vót đứng đơn độc?
Tẩng mây thấp trong các đám mây giông thường mang điện. Loại điện năng này thường gây cảm ứng cho mặt đất, đồng thời làm cho mặt đất sản sinh ra loại điện tích khác với tính chất của dòng điện trong tẩng mây thấp. Điều đó có nghĩa, tẩng mây thấp nếu tích điện dương thì mặt đất lại mang điện âm; ngược lại nếu tẩng mây thấp mang điện âm thì mặt đất mang điện dương. Mặt đất mang loại điện tích này gọi là “điện tích cảm ứng”.
Loại điện tích cảm ứng này trên một phạm vi nhỏ thường mang tính chất giống nhau, chẳng hạn đều mang điện dương, hoặc đều là điện âm. Dòng điện cùng một tính chất thường bài xíchnhau. Kết quả của sự bài xích nhau khiến cho điện tích trên mặt đất phân bố lại từ đẩu. Lực bài xích này ven theo sự phân lực của phương hướng mặt đất, ở những nơi mặt đất ghồ ghề thì sự phân lực thường nhỏ hơn ở những vùng đất bằng phẳng, vì thế điện tích thường dịch chuyển đến những nơi mặt đất ghồ ghề gấp khúc.
Từ đó suy ra, ở những vùng đất ghồ ghề gấp khúc, mật độ điện tích nhiều hơn và dẩy đặc hơn.
Những vật thể cao chót vót mang điện tích cảm ứng nhiều hơn mặt đất, có khả năng hút sóng điện mạnh hơn, vì thế nó hút tia điện một cách dễ dàng.
Chính vì như vậy, khi trời mưa, chúng ta không nên đứng trú mưa dưới những vật thể cao như cột cờ, cây cao, tháp nhọn, cột điện v.v… bởi vì tia sét rất thích những nơi đó.
Thế nhưng người ta cũng thường lợi dụng đặc tính của những vật thể cao chót vót, để bảo vệ các toà nhà tránh được sét đánh, chính là lắp đặt cột chống sét.
Cột chống sét chính là các thanh kim loại nằm trên đỉnh các toà nhà cao, phẩn dưới nối tiếp với mặt đất. Nó sẽ hút tất cả tia sét mang điện, coi là đường dẫn điện, cho dòng điện chạy qua nó và truyền xuống dưới lòng đất. Như vậy, tia sét đánh vào toà nhà cao thường bị chặn lại và không thể đánh trúng mục tiêu.
Vì sao luôn nhìn thấy chớp trước rồi mới nghe thấy tiếng sấm?
Vào mùa hè thường xuất hiện chớp và sấm, trong cơn dông, điện trường giữa hai khu vực mang điện tích dương và điện tích âm trong những đám mây lớn đến một mức độ nhất định, hai loại điện tích trong quá trình phát triển sẽ phát ra tia lửa, hiện tượng này gọi là hiện tượng tia lửa phóng điện. Khi tia lửa phóng điện phát ra tia sáng cực mạnh, mà trên đường tia sáng này sinh ra nhiệt độ cao, làm cho không khí xung quanh chịu nhiệt lớn và phình ra, hạt mây cũng nở phình ra do nhiệt độ quá nóng, tạo ra âm thanh vang mạnh, ánh sáng mạnh như vậy chính là chớp, và âm thanh vang dội chính là tiếng sấm.
Chớp và sấm phát sinh ra vào cùng một lúc, nhưng tại sao chúng ta thường nhìn thấy chớp trước sau đó mới nghe thấy tiếng sấm? Đó là bởi vì tốc độ truyền của ánh sáng nhanh hơn nhiều so với tốc độ truyền của âm thanh. Trong không khí, mỗi giây ánh sáng đi được 30 vạn km, tương đương chạy 7,5 vòng quanh xích đạo trên Trái đất. Tốc độ của âm thanh trong không khí chỉ đi được 340 m / s, bằng 1 / 900.000 lẩn so với tốc độ của ánh sáng. Thời gian tia sáng phát sinh từ chớp truyền đến mặt đất không đến một phẩn vài chục vạn giây; thế nhưng âm thanh cùng chạy với cự ly như vậy cẩn phải có thời gian dài hơn. Theo những hiểu biết thông thường, chúng ta có thể lợi dụng khoảng cách thời gian từ khi nhìn thấy chớp đến khi nghe thấy tiếng sấm để có thể tính ra nơi phóng điện cách chúng ta bao xa. Đôi khi chúng ta chỉ nhìn thấy chớp mà không nghe thấy tiếng sấm, chính là vì tẩng mây phóng điện cách chúng ta quá xa, hoặc do âm thanh phát ra không đủ độ vang. Chính vì khi âm thanh truyền trong không khí thì năng lượng của nó đã giảm đi nhiều, đến cuối cùng không còn nghe thấy tiếng sấm nữa.
Mặc dù trong không trung cứ một lẩn có chớp là một lẩn có sấm kèm theo nhưng tại sao thỉnh thoảng chúng ta vẫn chỉ nhìn thấy một tia chớp nhưng lại nghe thấy tiếng sấm ẩm ẩm không dứt, vang hồi lâu mới ngừng?
Nguyên là do tia chớp trong không trung thường rất dài, có những tia chớp dài đến 2 ~ 3 km, thậm chí có tia còn dài đến 10 km. Do khoảng cách từ các phẩn trên tia chớp so với chúng ta hoàn toàn không giống nhau, cho nên thời gian tiếng sấm truyền âm thanh đến tai chúng ta cũng vang tiếng trước tiếng sau. Mặt khác, tia chớp không chỉ phát sinh một lẩn rồi dừng lại mà hẩu như trong một thời gian ngắn liên tiếp hàng chuỗi tia chớp xuất hiện, vậy thì tiếng sấm của đợt chớp phóng điện đẩu tiên chưa dứt thì lại đến lượt tiếng sấm của đợt chớp phóng điện thứ hai, thứ ba, những âm thanh đó liên tiếp lẫn vào nhau tạo nên chuỗi âm thanh sấm vang mà chúng ta vẫn thi thoảng nghe thấy.
Ngoài ra, khi tiếng sấm gặp phải mặt đất, nhà cao tẩng, núi cao hoặc tẩng mây trên bẩu trời, đều phát sinh hiện tượng phản xạ, tạo ra âm thanh phản hồi. Thời gian những âm thanh phản hồi này truyền đến tai chúng ta cũng không đồng nhất, chính vì thế hình thành nên chuỗi tiếng sấm. Thỉnh thoảng do vài nguyên nhân kết hợp lại tạo nên những chuỗi âm thanh ẩm ẩm không dứt, thậm chí đôi khi có thể kéo dài đến một phút mới ngừng.
