第十一章北极的奇观现象 科学家以北极震荡指数来衡量气压的变化。当北极上空出现低气压,气流会以顺时针的方向运行,以保持冷暖气流的交替运作。正是北极气候的变化才使北极地区出现了美丽的奇观现象。北极奇观之极昼极夜 ※美丽的夜景对于南极的奇观有很多,极昼与极夜是其奇观之一,它给人们对这块神秘的土地更添加了一份丰富的遐想。 昼就是白天,所谓极昼,就是太阳永不落,天空总是明亮的,这种现象也叫白夜;所谓极夜,就是与极昼相反,太阳总不出来,天空总是黑的。在南极洲的高纬度地区,那里没有“日出而作,日落而息”的生活节律,没有一天24小时的白天和黑夜之间的更替。昼夜交替出现的时间是随着纬度的升高而发生改变的,纬度越高,极昼和极夜的时间就越长。在南纬90°也就是南极点上,昼夜交替的时间各为半年,也就是说,那里白天黑夜交替的时间是整整一年,一年中有半年是连续白天,半年是连续黑夜,那里的一天相当于其他大陆的一年。 极昼与极夜的形成,是由于地球在沿椭圆形轨道绕太阳公转时,还绕着自身倾斜的轴旋转而造成的。原来,地球在自转时,地轴与其垂线形成一个倾斜角,因而地球在公转时便出现有6个月时间两极之中总有一极朝着太阳,全是白天;另一个极背向太阳,全是黑夜。南、北极这种神奇的自然现象是其他大洲所不存在的。 如果离开南极点,纬度越低,不再是半年白天或半年黑夜,极昼和极夜的时间会逐渐缩短。到了南纬80°的地方,也有极昼和极夜以外的时候才出现1天24小时内的昼夜更替。如果处于极昼的末期,起初每天黑夜的时间很短暂,之后黑夜的时间会变得越来越长,直至最后全是黑夜,极夜也就开始了。而在南极圈,一年当中仅有一整天全是白天和一整天全是黑夜。中国南极长城站处在南极圈外,在12月份的深夜一二点钟,天空仍然蒙蒙亮,眼力好的人们还可以看书写字。极昼和极夜的这种自然现象在地球的另一极北极也同样出现,不过它出现的时间同南极正好相反,北极若处在极昼,则南极为极夜,反之则变然。 昼夜交替出现的时间是随着纬度的升高而变化的,纬度越高,极昼和极夜的时间就越长。在“北极昼”的日子里,街上的路灯都是通夜不亮的,汽车前的照明灯也暂时失去了作用。家家户户的窗户上都低垂着深色的窗帷,这是人们用来遮挡光线的。可是,当“北极夜”到来的时候,那里又是另一番景象了。在漫漫的长夜中,除中午略有光亮之外,白天也必须开着电灯!因为在“北极夜”里,太阳始终不会升上地平线来,星星也一直在黑洞洞的天空闪烁。一年中有半个月的时间,可以看见或圆或缺的月亮整天在天际四周旋转。另外,半个月的时间,则连月亮也看不见。 北极地区的生活环境是十分枯燥的,一年四季整个地区都是白雪皑皑的,没有明显的季节变化,那里的人们看不到植物发芽、生长、开花、结果的变化过程。一年之中半年极昼、半年极夜的现象扰乱了人们的生理时钟。极昼期间,白天难以入睡,所以北极土著居民有睡眠少的特点;冬季长夜漫漫,人们的活动以室内为主,经常关在屋里的人会患上“室内热症”。毕竟现代文明为北极地区的居民提供了舒适温暖的生活——窗外-30℃,人们可以在室内温水游泳池游泳,在体育馆打篮球、打排球等等;卫星通讯技术的发展,同样使北极地区的居民每天晚上安然地收看自己喜爱的节日;飞机忙于运送各种物资,把你载到你想去的地方。 圣彼得堡位于北纬60度,仲夏的时节,白天持续近20个小时,黄昏过后不久,又开始出现晨曦,这种现象往往会持续一个月之久。 美丽的极夜诱惑着人们外出旅游,瑞典和挪威是极其受太阳影响的国家。在瑞典,极夜来临之际,喜爱自然的人们通常选择旅游来度过漫长的冬季。 知识窗 北极的浮冰下,并非如常人所想象的一样,是寒冷、黑暗和岑寂的深渊。恰恰相反,它是一个繁华绮丽的世界。尽管天寒地冻,生命之花自有其不朽的根基。 1.顽强的生命之花安德鲁居住在遥远的北极村落,是第一个穿上潜水服潜入冰海的因纽特人。他带着链锯、冰凿,在阿默尔蒂湾畔足有2米厚的浮冰上开一个冰洞。稍稍犹豫一下后,他随我潜入冰洞。这是他第一次潜入冰下世界。 2.冰海食物链2月,温暖的阳光促进海藻生长,在浮冰底部形成一个褐色的海藻层。尽管海藻仅占海生植物总量的十分之一,但它却提供了冰海中几乎全部的食物来源,海藻成为多种形如磷虾的端足目小甲壳类动物所狼吞虎咽的饵料,而端足目甲壳动物又吸引了北极鳕,一种细小的总是绕着浮冰区边缘打转的海洋鱼类。微小的海生动物以浮游植物为食,同时又被较大的海洋动物所吞食。 3.动感的海底世界在阿默尔蒂湾畔,当我潜入冰下的浅海海底时,一个动感的海底世界在我眼前徐徐展开。在水下米,温度为-2℃,我惊喜地看到了类似热带的景象:柔软的珊瑚紧挨着海胆生长,深红色的海虾偃卧在褐藻丛中。还有引人注目的海葵,生长在一块处处点缀着多彩的珊瑚藻的砾石凹缝处。 1.什么是极昼? 2.什么是极夜? 3.昼夜交替的时间为多长? 北极奇观之美丽的极光 ※美丽的极光有的忽明,有的忽暗,颜色有红的、蓝的、绿的、紫的光芒,这种壮丽动人的景象就叫做极光。极光是由于太阳带电粒子进入地球磁场,在地球南北两极附近地区的高空,夜间出现的灿烂美丽的光辉。在北极就叫做北极光。 地球的南、北极的高空,夜间常常会出现灿烂美丽的、各种各样形状的极光。极光轻盈地飘荡着,同时伴随五光十色,千姿百态的奇景。极光总是时不时地出现着,也可以说在世界上根本找不出两个一模一样的极光形体来。经过科学研究,将极光按其形态特征分成了五种:一是底边整齐微微弯曲的圆弧状的极光狐;二是有弯扭褶皱的飘带状的极光带;三是如云朵一般的片朵状的极光片;四是面纱一样均匀的幔状的极光幔;五是沿磁力线方向的射线状的极光芒。 极光是非常漂亮的,它的形状也是多种多样,五彩缤纷,形状不一和绚丽无比的。在自然界中,还没有哪种自然现象能与之媲美,任何彩笔都很难描绘出在严寒的北极、空气中嬉戏无常、变幻莫测的炫目之光。 ※黑夜中的极光 极光形体的亮度变化也是变幻莫测的,从刚刚能看得见的银河星云般的亮度,一直亮到满月时的月亮亮度。在强极光出现的时候,地面上物体的轮廓都能被照见,甚至会照出物体的影子来。最为动人的当然是极光运动所造成的、瞬间万变的奇妙景象。但极光有时出现时间极短,犹如节日火焰在空中闪现一下就消失得无影无踪;有时极光密集在一起,犹如窗帘幔帐;有时它又射出许多光束,宛如孔雀开屏,蝶衣飞舞有时却可以在苍穹中辉映几个小时;有时像一条彩带,有时像一团火焰,有时像一张五光十色的巨大银屏;有的宛如彩绸或绸带一样抛向天空,上下飞舞、翻动;有的软如纱巾,随风飘荡,呈现出紫色、深红的色彩;有的色彩纷纭,变幻无穷,有的仅呈银白色,犹如棉絮、白云,凝固不变;有的结构单一,状如一弯弧光,呈现淡绿、微红的色调…… 极光的运动是预测不定的,可以上下纵横成百上千公里,甚至还存在近万里长的极光带。这种宏伟壮观的自然景象,有一份神秘的色彩。令人叹为观止的则是极光的色彩,用五颜六色是难以形容的。但是,究底其本色不外乎是红、绿、蓝、紫、白、黄,可是大自然却用它独特的画笔描绘出极光的多姿多彩。据不完全统计,目前能分辨清楚的极光色调已达160余种。 极光这般多姿多彩,如此变化万千,又是在这样辽阔无垠的穹隆中、漆黑寂静的寒夜里和荒无人烟的极区,此景此情,真是让人陶醉不已。 知识窗 相传公元前2000多年的一天,黑夜来临了。随着夕阳西沉,夜已将它黑色的翅膀张开在神州大地上,把远山、近树、河流和土丘,以及所有的一切全都掩盖起来。一个名叫附宝的年轻女子独自坐在旷野上,她眼眉下的一湾秋水闪耀着火一般的激情,显然是被这清幽的夜晚深深地吸引住了。夜空像无边无际的大海,显得广阔、安详而又神秘。天幕上,群星闪闪烁烁,静静地俯瞰着黑魆魆的地面,突然,在大熊星座中,飘洒出一缕彩虹般的神奇光带,如烟似雾,摇曳不定,时动时静,像行云流水,最后化成一个硕大无比的光环,萦绕在北斗星的周围。其时,环的亮度急剧增强,宛如皓月悬挂当空,向大地泻下一片淡银色的光华,映亮了整个原野。四下里万物都清晰分明,形影可见,一切都成为活生生的了。附宝见此情景,心中不禁为之一动。由此便身怀六甲,生下儿子。这男孩就是黄帝轩辕氏。以上所述可能是世界上关于极光的最古老的神话传说之一。 1.极光有什么特点? 2.极光变化的速度是什么? 3.极光按其形态特征可以分为哪几种? 北极奇观之海市蜃楼 ※海市蜃楼 海市蜃楼是一种因光的折射而形成的一种美丽的自然现象,现在简称为蜃景,是地球上物体反射的光经过大气折射而形成的虚像。 平静的海面、大江江面、湖面、雪原、沙漠或戈壁等地方,偶尔会在空中或“地下”出现高大楼台、城楼、树木等幻景,常常会出现忽隐忽现的景象,称为海市蜃楼。我国广东澳角、山东蓬莱、浙江普陀海面上等等常常会出现这种幻景,古人归因于蛤蜊之属的蜃,吐气而成楼台城郭,因而得名。 蜃景常常在海上和沙漠中产生,海市蜃楼是光线在延直线方向密度不同的气层中,经过折射形成的结果。蜃景的种类非常多,根据它出现的位置相对于原物的方位,可以分为三种,分别是上蜃、下蜃和侧蜃;根据它与原物的对称关系,可以分为正蜃、侧蜃、顺蜃和反蜃;根据颜色可以分为彩色蜃景和非彩色蜃景等等。 蜃景一般有两个特点:一是在同一地点重复出现,比如美国的阿拉斯加上空经常会出现蜃景;二是出现的时间一致,比如我国蓬莱的蜃景大多出现在每年的5、6月份,俄罗斯齐姆连斯克附近蜃景往往是在春天出现,而美国阿拉斯加的蜃景一般是在6月20日以后的20天内出现。 海市蜃楼与地理位置、物理条件以及那些地方在特定时间的气象特点有密切联系,气温的反常分布是大多数蜃景形成的气象条件。 根据科学的预测得出,海市蜃楼是一种光学幻景。根据物理学的原理,海市蜃楼是由于不同的空气层有不同的密度,而光在不同的密度的空气中又有着不同的折射率。也就是因海面上冷空气与高空中暖空气之间的密度不同,对光线折射而产生的。 为什么会产生这种现象呢?对于这个问题,要从光的折射说起。 当光线在同一密度的均匀介质内进行的时候,光的速度不变,它以直线的方向前进,可是当光线倾斜地由这一介质进入另一密度不同的介质时,光的速度就会发生改变,进行的方向也发生曲折,这种现象叫做折射。 空气本身并不是一个均匀的介质,在一般情况下,它的密度是随高度的增大而递减的,高度越高,密度越小。当光线穿过不同高度的空气层时,总会引起一些折射,但这种折射现象在我们日常生活中已经习惯了,所以不觉得有什么异样。 在夏季,白昼海水湿度比较低,特别是有冷水流经过的海面,水温更低,下层空气受水温更低,下层空气受水温影响,比上层空气更冷,所以出现下冷上暖的反常现象。下层空气本来就因气压较高,密度较大,现在再加上气温又较上层更低,密度就显得特别大,因此空气层下密上疏的差别异常显著。 假如在我们的东方地平线下有一艘轮船,一般情况下是看不到它的。如果由于这时空气下密上稀的差异太大了,来自船舶的光线先由密的气层逐渐折射进入稀的气层,并在上层发生全反射,又折回到下层密的气层中来;经过这样弯曲的线路,最后投入我们的眼中,我们就能看到它的像。由于人的视觉总是感到物像是来自直线方向的,因此我们所看到的轮船映像比实物是抬高了许多,所以叫做上现蜃景。 列举近几年的海市蜃楼的奇景: 1988年6月16日凌晨,登州海面一次奇特的日出; 2005年5月23日,在蓬莱海域上空出现的海市蜃楼蓬似古堡、舰船景物,闪闪发光; 2005年3月3日,烟台海上出现的海市蜃楼; 2002年7月4日,青岛王朝大酒店对面的海上出现了海市蜃楼; 2004年6月2日,青岛海面上的海市蜃楼——第三个岛; 2003年9月7日,大连出现的海市蜃楼;深圳湾出现的海市蜃楼——海面上有高楼施工; 2005年3月10日,广东惠来县神泉港出现海市蜃楼的奇观; 2003年6月,长江源头的戈壁中出现的海市蜃楼——沙丘的周围是湖水;※美丽的海市蜃楼 2001年8月4日,距敦煌市西南40公里的沙漠上出现海市蜃楼的现象; 2003年9月7日,郑州市出现海市蜃楼——绵延的青山; 2004年7月8日,福建石狮市出现的海市蜃楼——北方天空突然出现了两座穿过云层的山峰; 2002年4月20日,青岛海面上出现了一座现代化海港,吊杆林立,灯火闪耀,亦幻亦真让人很难分辨真假; 2002年5月17日,重庆市的上空出现了空中楼阁; 2000年7月13日,哈尔滨松花江边出现了海市蜃楼。 知识窗 科学实验:取一只杯子,倒入大半杯水,放在太阳光下,再在杯中插入一根筷子。这时你看到水中的筷子和水面上的筷子像折段一样。这是光线折射造成的;光在同一密度的空气中行进时,光的速度不变,始终以直线的方向前进;但当光倾斜地由空气进入水的时候,水的密度变了,光的速度就会发生改变,并使前进的方向发生曲折。 1.海市蜃楼是怎么形成的? 2.海市蜃楼多产生于什么地方? 3.说说自己对近几年的海市蜃楼的景象了解多少?

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