1.模拟锋面的形成
下列演示可以有效地阐明锋面天气的概念。一定要按照说明去做。
【准备工作】
鱼缸一个(大小不限,但不要太小)、宽度略小于鱼缸宽度的玻璃隔板一块、可作为密封条的材料如糠荃若干、防水胶若干、食用盐、食用红、蓝色素若干或红、蓝墨水若干
【制作方法】
将密封材料裁成窄条,中间开一浅槽。用防水胶将其牢牢地粘在鱼缸底部中线和相连的两侧位置,形成一防水导槽,把玻璃隔板插入导槽,这样就将鱼缸分成体积相等、防水隔板分开的两部分(见图4.6.1.)。
在鱼缸隔板的两侧分别灌入温水和冷水。在温水中加入食用红色素,在冷水中加入食用蓝色素以示区别。
演示时,迅速撤出隔板,两种颜色的水相遇后,蓝色水(代表冷气团)将沉入红色水的底部,红色水(代表暖气团)将停留在顶部。两层水会保持分层状态,基本不混合。把鱼缸中的水倒掉,换上同样温度的水如冷水,分别加入红色素和蓝色素,并在蓝水中加入一定量的食用盐,重做上述演示,观察现象。
学生会提出各种问题并通过独立研究找到答案,例如,如果水中不放盐结果会怎样呢?如果两种颜色的水温度不一样,会是什么结果呢?两层的水温相差多少呢?可组织学生做定量试验。
2.暖锋与冷锋的实际观察和描述
A.暖锋 气压计水银柱的缓慢下降,标志着暖锋的到来。这时可以观察到卷云,时常在24~36 小时内会有降水。云层逐渐变厚,从卷云向卷层云变化,然后是高积云或高层云,最后是雨层云或积雨云。降水一般从高积云开始,以后较低的层云或积云会遮盖天空。锋面通过时风会改变方向,气压有少许上升,降水停止,天空开始转晴,气温会有明显的上升。夏季,午后的雷阵雨往往发生在暖锋之后。
B.冷锋 当冷锋来临时,气压迅速下降。冷锋移动要比暖锋快,平均每小时32~40 千米(有时移动的速度小于每小时16 千米或偶尔大于每小时56千米)。相应的,云层变化过程也比暖锋快,几小时内,就可从卷云变化到卷层云再变化到高层云。卷云出现后的12~30 小时内就可发生降水。夏季,积云会发展成积雨云并带来雷阵雨。冬季,雨层云或层积云会带来降雨或降雪。锋面通过时,风迅速转向,气压稳步上升,气温下降。
C.陆龙卷 陆龙卷与冰雹及雷雨产生的大气条件相同,都是冷热气团剧烈碰撞带来的。人们还不能预测陆龙卷,但是可以掌握产生它的大气条件,所以当这样的大气条件存在时,气象部门会给出“可能有陆龙卷”的预报。陆龙卷覆盖的地区约有70~330 米宽,移动的速度平均每小时32~63 千米,风速可达每小时300 千米。在北半球,陈龙卷经常发生在4 月1 日至7 月15日期间,而且多在下午。不论是空气潮湿、气温高于26℃还是冷气团到来的时候都可能出现陆龙卷。陆龙卷出现前后常可见到乳状云。
D.飓风 热带飓风是最具破坏力的风暴。这种风暴在世界各地都有发生,称呼也不同,在我国叫台风,在北美叫飓风,在东南亚叫热带风暴,但都起源于赤道地区。赤道以北,飓风移动的方向是北—西北—东北。赤道以南,飓风移动的方向正好相反。
飓风云系的变化很像暖锋,顺序如下:(a)卷云;(b)卷层云,在飓风前的1600 千米处出现;(c)高层云;(d)雨层云或积雨云。常有日晕或月晕出现。
虽然飓风移动的速度每小时只有12~24 千米,由此产生的风的速度有时可达每小时240 千米。一场飓风可存在10 天左右,覆盖面达800~3200 平方千米。当气压开始上升、风改变方向时,说明飓风最危险的阶段已经过去。