“探究式科普丛书”是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
本书为其中一册《变化无穷的云》,由林静编著。
林静编著的《变化无穷的云》介绍了云的形成、变化,以及云与农业几种灾害性天气发生、演变和影响的来龙去脉,同时还介绍了云的变化及如何预测天气的简易方法。《变化无穷的云》旨在让读者科学深入地了解自然气候变化。
第一节 棉花糖的秘密
在丽日晴空的季节,天空中的云千姿百态,变化万千。它们以不同的色彩、丰富的层次,呈现出大自然变幻莫测的深刻内涵:那绯红,以牧歌般的轻快,写出青春的壮丽;那乳白,则象征着爱情、友谊的纯洁和美好;那铅灰,暗示的则是沉甸甸的命运基调,似乎在向人们宣告,只有抗争才能进取;那墨黑和青紫,则以震撼人心的力量,表现了生命的博大深沉。
这些云彩如此美轮美奂,以致被人类赋予太多的神秘与感情。这些云彩到底是从何而来呢?它那时舒时卷的妩媚神态,又是因为什么气象而形成的呢?
其实,我们看到的云朵,纵使能够幻化万千,但它依然是由恒定的物质构成。所谓万变不离其宗,它的前身永远只是水和冰。也就是说,云彩是由许多细小的水滴或冰晶组成的。随着空气的冷却或水汽的增加,云朵也千变万化,但它们的变化并未引起最根本的质变,而是始终在我们周围做着循环往复的无止境的流动。
大家都知道,空气和水是我们赖以生存的两种物质。我们无法看见空气,但是却可以实实在在地感受和触摸到水。其实,我们并不知道水也一样是可以隐身的,并且能够与空气融合在一起。
大气中的所有空气,其实都是含水的。但是我们通常看不见空气中的水,因为它是气态的。直到空气遇冷,以致水气的饱和下降,这时水才会现身。那么空气是如何冷却的呢?气流上升是空气冷却的普通方式。比如在一个晴朗的天气里,这个地区吸收了大量的太阳辐射,致使当地气温升高,让地面上液态的水蒸发升腾,变成水蒸气,进入大气层后饱和凝结,然后,一朵积云就应运而生了。
当然,阳光蒸发水汽,导致云产生,只是其中的现象之一。还有好几种自然现象会导致水气成云。例如,在冷热气团交汇的地方,相互碰撞的气团会根据密度的不同而自动识别分类,暖气团便会向上升,而冷气团会下降,它们交?[的地方形成冷锋和暖锋。如果气团遇到的是冷锋,暖气团上升会相对加剧,导致大量的云朵堆积。如果气团遇到的是暖锋,则暖气团的上升则较缓,会导致大片的斜坡云产生,可称之为卷云。关于云的形态,后面的章节将会有所讲解。
另外,还有一种景象,爱好登山的朋友应该能常常看到,那就是在雄伟的群山之间,腾起梦幻般的云雾,萦绕着山脉。在山间是怎么产生这样的奇景的呢?其实,这是因为山能抬升气流,气流上升遇冷,凝结而成云雾。一些山脉之所以能够常年云雾缭绕,那是因为气流可以迎风爬升或者顺山势上升。对于高耸的山峰,比如珠穆朗玛峰,还可以将气流压向四周,气流顺山势下滑,又同时遭遇顺坡上升的气流,那么就可以形成一种萦绕山峦飘动迂回的流云。说到山间的流云,大家可能会望文生义,想象它可以灵动变化,动如脱兔。其实不然,大多数山间的云,都是保持静止的,而且即使云在变,也是缓慢地改变其形状。强风固然猛烈,但当它翻过一个山头,其气势也会有所减弱。所以,往往越过山峦的气流,在大气中都是呈静态模式。
了解了气流上升而导致云朵产生的情况,那么,有的朋友也许会好奇,如果气流偏要不走寻常路线,执意往左或者往右,那将会来带什么呢?
其实气流也并不一定要上升才能形成云,当气流侧向运动时,它有时也能改变气温和大气中水分的含量。众所周知的“美国东北大风暴”,就是这样一股特立独行的气流。其他气流都是上下蹿,它却偏要横着跑,携带气流向南越过大西洋直扑美国内陆区域。
第二节云的眼泪
都说眼泪能够代表一个人七情六欲中的苦难和沧桑。人之所以哭泣动容,是因为他自生的情绪所致。那么云又为何掉眼泪呢?一种纯粹的无知无觉的自然造物,莫非也会伤心难过?这当然是无稽之谈。云会哭,用科学的解释,无非只是地球上庞大水循环的结果。
简单地说,所谓云流的泪,其实就是我们俗称的雨。天上的雨来自空中的云,空中的云其实就是水的凝结物,它来自地面的水汽蒸发。当云中的水滴达到一定程度,至其重量不能被上升的气流顶托住的时候,水滴就会落到地面上,就是我们所见到的雨。
水汽的蒸发随时都有,但并不是随时都会有雨。在空气中,温度高时能容纳的水汽量就大,温度低时空气中能容纳的水汽就少。在空气由高温运动到低温处时,水汽就会由不饱和到过饱和,从而由水汽凝结成水滴;当水滴的重量超过空气的浮力时,再加上地球引力的作用,水滴便会被地球的吸引力吸引,没有办法再停在空中,就掉下来了,因而形成雨降。如:夏季的下午就由于强烈的水汽蒸发,上升,冷凝,形成阵雨:冷空气南下,与东南湿热气流相遇所形成的锋面雨,等等。P2-7
科技进步是人类文明发展的原动力。回眸人类文明的每一次重大进步无不与科技的重大突破紧密相连。三次科技革命,更是使人类文明发生了彻底改变。我们不得不赞叹科技,它犹如魔法师手中的魔杖,使人类插上了想象的翅膀,将人类从头到脚都武装起来。望远镜的发明让人类视觉得到了延伸,使“千里眼”不再是神话故事中的虚拟人物;电话是人类听觉的“顺风耳”,它让即使远隔重洋的亲人也能像就在面前一样述说家长里短;汽车、飞机等交通工具是人类脚步的延伸,日行千里、日行万里不再是人类遥不可及的梦想;计算机是人脑的延伸,当人的智慧得到延伸的时候,人的创造力被无限放大;互联网技术的深入发展更是推动了人类文明的巨大进步,改变了人类的生活方式……
科技的发展不但在物质上推动着人类文明的进步,同时在人类的意识形态上也彻底改变了人们对世界的认识,不断形成新的、更加科学的世界观。哥白尼提出的日心说推翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说,地球不再是宇宙的中心。而这仅仅是人类世界观的一个变化,诸如此类的认识变化实在太多了。
今天我们在全社会倡导建设社会主义精神文明,社会主义精神文明建设的核心内容是科学的世界观、为人民服务的人生观及集体主义的价值观。科学的世界观是最为基本的出发点。如果没有正确的科学思想来指导行为,就难免会走弯路,所以科学知识的宣传和普及是精神文明建设的最根本的环节。
英国哲学家弗兰西斯·培根曾经说过:“知识的力量不仅取决于其本身的价值大小,更取决于它是否被传播以及被传播的深度和广度。”
我们说的科普是指采用读者比较容易理解、接受和参与的方式,普及自然科学和社会科学知识,传播科学思想,弘扬科学精神,倡导科学方法,推动科学技术的应用。这对于广大读者来说,可以了解一定的科学知识,有利于树立正确的世界观、人生观和价值观。对于科技工作者和文化工作者来说,在全社会开展科普知识教育是参与建设社会主义文化的重要渠道。
我们知道,中国是一个拥有5000多年悠久历史的文明古国,虽然曾经在科技上长时间走在世界的前列,取得了许多举世瞩目的科技成果,但是由于长期的封建思想统治,广大民众的科学意识比较单薄。所以在我国民众中开展广泛的科学技术普及教育具有特别重要的意义。
科普的形式是多种多样的,譬如建科技馆、自然博物馆,举办各种科技讲座等,但是相对来说,图书出版无疑是所有科普活动中最为重要和易于实施的途径。有关科普教育和科普读物出版发行工作,多年来得到中央和地方各级党和政府部门以及相关社会团体的广泛支持。2002年6月29日,《中华人民共和国科学技术普及法》正式颁布实施,标志着我国科普事业进入法制化的轨道。为持续开展群众性、社会性科普活动,中国科协决定从2005年起,将每年9月第三周的公休日定为全国科普日。2003年以来,为支持老少边穷地区文化事业发展,由文化部、财政部共同实施送书下乡工程。2009年2月,中国科协等单位五年内在全国城乡建千所科普图书室的活动举行了启动仪式。2003年以来,由民政部、中央文明办、文化部、新闻出版总署、国家广电总局、中国作家协会联合举办的“万家社区图书室援建和万家社区读书活动”,已经援建城乡社区图书室16.2万个,援建图书5600万册,其中三分之二以上为科普图书,约3.5亿城乡居民从中受益,对广大社区居民的科技普及起到了一定作用,提升广大社区居民的科技素质。
为了帮助广大读者特别是青少年读者系统、全面、准确、深入地学习和掌握有关自然科学方面的基础知识,用科学发展观引领他们爱科学、学科学、用科学的能力,中国社会出版社按照国家确定的学生科普知识标准,编辑出版了《探究式科普丛书》。
该套丛书是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
党的十七届六中全会通过的《中共中央关于深化文化体制改革推动社会主义文化大发展大繁荣若干重大问题的决定》,为我们描绘了一幅社会主义文化建设的宏伟蓝图。我相信这套科普图书的出版必将在一定程度上满足广大读者对科普知识的全面需求,为读者树立科学的世界观打下一定的基础。
是为序。