作者：马学宁
出版社：武汉大学出版社
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大气科考纪实试读：
前言|PREFACE
大自然中有着许许多多神奇的现象，这是大自然的语言，也是大自然的面纱，只要细心的观察能感觉出来。大自然的神奇力量，塑造了地球的面貌，主宰着四季的变化，既混沌有序，又相互影响，究竟是什么原因呢？
我们每天享受着大自然所带给我们的一切，然而又有谁能够清楚地知道我们生活的大自然究竟是什么样子呢？是的，大自然所隐藏的奥秘，简直是无穷无尽。从气象到灾害，从怪物到物种，真是无奇不有，怪事迭起，奥妙无穷，许许多多的难解之谜简直不可思议，使我们对自己的生存环境是捉摸不透。破解这些谜团，就有助于我们人类社会向更高层次不断迈进。
自然奥秘是无限的，科学探索也是无限的，我们只有不断认识大自然，破解更多的奥秘现象，才能使之造福于我们人类，我们人类社会才能不断进步。
为了普及科学知识，激励广大读者认识和探索地球的无穷奥妙，我们根据中外最新研究成果，特别编辑了这套《自然科学丛书》，主要包括自然、气象、大气、灾害、怪物、物种等方面的内容，具有很强系统性、科学性、可读性和新奇性。
本套作品知识全面、内容精炼、图文并茂，形象生动，通俗易懂，能够培养我们的科学兴趣和爱好，达到普及科学知识的目的，具有很强的可读性、启发性和知识性，是我们广大读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物，也是各级图书馆珍藏的最佳版本。
战争中的气象趣闻
德军大战北极“飞熊”
第二次世界大战期间，德国军队化装后赴北极冰川海口建立气象探测网。当他们登上北极冰川时，发现有数百只会飞的“飞熊”铺天盖地地向他们袭来。在惊慌之中，他们急忙开枪向“飞熊”射击。经一小时激战，“飞熊”突然间被消灭。他们走到前方一看：奇观！怎么遍地都是海鸥的尸体呢？“飞熊”哪里去了？
后来气象专家分析，这是在他们登陆之时，有一股密度较小的暖气流进入上空，上下空气密度差异较大，出现了海鸥变“飞熊”的视觉影像。开枪射击后，火药的硝烟弥漫搅乱了上下层空气，因而“飞熊”又变成了海鸥。
海市蜃楼吓坏法军
1798年，拿破仑率领30000法军进攻埃及。
有一天，一支侵略埃及的法军在进行途中，突然看到前面有一片模糊的湖山景色，景物倒悬在空中，不一会儿，湖泊又消失得无影无踪，随之他们又看到草叶变成棕榈树丛。这种变幻莫测的影像使法军十分惊慌，不知所措。士兵们个个被吓得跪地祷告，祈求苍天保佑他们平安无事。
原来，这变幻莫测的影像，是当今人们已经很熟悉的海市蜃楼现象。而在古代.人无法解释的气象现象，把当时的法国军队吓得以为灾难降临，是上帝在惩罚他们。
风向突变毒气害己
在第一次世界大战期间的1915年4月22日，德军通过事先周密的气象观测与分析，利用吹向联军的微风天气（据称当时风速为每秒2米至5米），在位于佛兰德的伊普尔阵地施放毒气，致使联军纷纷溃退。
但在稍后5个月的一天，德军因为前次得胜，想故伎重演，向法国香槟地区的前沿阵地施放毒气。但当毒气施放之后，天有不测风云，风向却突然发生了变化，大风吹向德军阵地，结果德军伤亡惨重。
溽暑气候灭日军五万
我国的滇西、滇南热带山林，空气潮湿。新中国成立前是出名的烟瘴之地，其中以怒江、澜沧江、元江等地河谷瘴气最多。明代云南著名文学家杨升庵有诗为证：“潞江八弯瘴气多，哑瘴须臾无救药。”
所谓瘴气者，即是热带山林溽暑郁蒸的潮湿空气，每年4月至10月为雨季，温高湿重，瘴气尤为盛行，而“瘴气伤人”的惨状最可怕。而且，湿热的气候条件又极利于蚊蝇孳生及多种病菌的传播。
第二次世界大战期间，日军10万兵力从缅甸进入我国云南，结果宛如一群恶魔陷进一片无法逃脱的瘴气死亡之海，致使50000日军不战而亡。
自诱雪崩双方损兵
1916年12月，第一次世界大战期间，意大利、奥地利两军为争夺战略要地阿尔卑斯山脉的杜鲁米达山，双方各陈兵数十万人。决战期间，当地突然连降3天大雪，并伴有8级以上的大风，山上积雪不断增厚，尤其是陡坡中的积雪更多。双方面对积雪不约而同地想到可利用雪崩置对方于死地，各自指挥官立即下令调转炮口，向对方雪峰狂轰。
结果是只听见山崩地裂般的“轰隆”声不断，雪峰溃塌了，似泥石流般的冰雪“洪流”倾泻而下。结果这场人为制造的大雪崩，持续了48小时，致使双方死亡18000人。
气象地名趣谈
因多云雾而命名的地名。广东西部有个云雾山，因其主峰四季云雾不散而得名；贵州省贵定县也有一个云雾山，是因其常年云遮雾绕而得名。
台湾省台中县东半部高峰处经常为云雾所笼罩，当地的一个集镇便被称为雾峰。
福建省中部德化县有一高山，主峰海拔1800多米，因其山顶高耸，雄跨数千米，常有云集其上如高山戴帽，因而得名戴云山。
在广东省西北粤桂两省交界处，有一山主峰高1000多米，森林茂密，常有云盖其上，因此得名云盖山；广州市的白云山则因其山上多白云而得名。
江苏省徐州市的云龙山，山虽不高，海拔只有100多米，但因山顶云雾环绕，其形状蜿蜒如龙，因而得名。
以雪为源的地名。最著名的有四川省西部的大雪山，其海拔高达4000米至5000米，山势高峻，因终年积雪而得名。
云南省丽江市玉龙纳西族自治县北部有两山相连，海拔5000多米，山顶终年积雪不化，从百里外就能看到此山似一条飞翔在蓝色天空的玉龙，因而被称玉龙雪山。
也有不少因当地冷暖而得的地名。四川省西南的大凉山和小凉山，都是因其海拔2000米至4500米，四季寒冷而得名。四季温和的地名有广东省阳江市北部的阳春县，因其地一年四季如春而得名。
浙江省温州市，是因在温峤岭以南恒温少寒而得名。台湾省的恒春，是因其地处台湾的最南端，四季皆春而得名。
云南省绿春县，因其县城四周青山绿水，森林茂盛，一年四季气候温和而得名。
湖南冷水江则因江水两岸多井，井水冰凉汇入溪内，流入资水而得名。
浙江省洞头县西部海中有一山，因岛上山高多雾，常见霓虹，因而取名霓屿。霓屿虽美，但地名不大。
山东省东南部的日照县，因东临大海，日出先照故称日照；广东省清远市的阳山县，因该县有阳岩山，日出先照而称阳山；四川省布托县的火洛觉镇，则是藏语地名，意为地处日照较长的坝子上。
位于在四川省西南部的横断山脉地区，有一座神奇的贡嘎山。在此若发出一声高喊或一声枪响，便能使在约20平方千米范围内出现云雾和降水。云雾是从小至大，由淡变浓，发展速度极快，不长时间，云雾浓厚，有时会达到伸手不见五指的程度，同时大雨“哗哗”，使人无处可躲。由于此山如此奇异，故被称为“听命山”，又名“惊山”。目前，惊山仍是未解之谜。小知识大视野第二次世界大战中，一艘德军潜艇在美国东海岸边的海域中寻找攻击目标，艇长不时下令升起潜望镜搜索海面。一次，正当这位艇长从潜望镜中观察海面目标时，他发现美国纽约竟然就在自己的头顶上，顿时被吓得魂飞魄散，以为自己所在的潜艇跑错了地方，而此时这艘德国潜艇的准确位置的的确确是在美国的东海之中。
神秘的地光
地光是什么
地光是指大地震的时候人们用肉眼所看到的天空发光的现象。地光在文献中有过不少的记载，1965～1967年，日本松代地震群期间，就曾拍摄下了地光的照片。
中国1975年辽宁海城地震和1976年河北唐山地震，震前的地光现象非常突出。
地光出现的时间大多与地震同时发生，但是也有在震前几小时或者震后短时间内才看到的。
地光的形成
关于地光的成因说法并不一致，所以它的定论也不是唯一的。通常情况下认为，震前低空大气的发光是一种气体放电现象。有的认为，岩石中石英晶体的压电效应能产生强电场；有的认为，地下水流动能产生高电压。
还有人认为，火球式的地光是地下溢出的天然气在近地表的地方爆发式点燃。
地震发生前为什么会产生地光呢？研究结果表明，当地震快要发生的时候，由于地下岩石发生破裂、错断，岩石间产生相对摩擦滑动等且产生一种电磁效应作用，从而造成范围比较大放电的发光现象，并沿着断裂缝隙通向大气层，在低空引起大气电离以及发光现象。
一般情况下，地光大都在地震发生前几分钟或者几个小时才会出现，也有一小部分是在地震后出现的。
地光的颜色
地光的颜色有多种多样，有白里发蓝的、红色的、紫色的、白色的，也有的是黄色和绿色的，其中以白里发蓝的为最多，与电焊火光那种有些许相似之处。
地光在空中持续的时间一般为几秒到数分钟之间。然而在夜里的时候，即使离地光出现地点较远的地方，也可以清清楚楚的看到。
地光的形状
地光在地表上空的高度一般为几米到几十米不等，其表现形式因地震类型与地点有所不同，在空中的几何形状也不尽相同，有的是以条带状在半空中出现，有的以圆弧状出现，也有的以火柱的形状出现，还有的以一连串火球状出现，形状就像信号弹一样升向天空。
在通常情况下，小地震不易引起地光现象，只有一些比较大的地震才可能会引起地光现象。
由于一次大地震影响范围很大，所以，当有地光发生的时候，即使人们离地光发生处都比较远，也是可以看得到它的存在。例如唐山地震时，居住北京地区的人就曾看到过唐山地震引起的地光。
地光是地震的先兆
地光的来临，通常就是预示着大震很快就要发生了，如果此时能够迅速果断地采取一些避震措施，也是有可能躲避地震的灾害。
例如1975年2月4日海城地震前，一列从大连开往北京的客车，在行驶途中司机突然发现列车前方有大片紫红色的耀眼亮光，司机马上联想到可能是地光，于是采取措施，紧急停车，列车刚刚停稳，大地震就来临了，从而避免了一场车翻人亡重大事故的发生。
应当指出，有时雷电和施工现场在夜间常常会造成电弧光现象，因此，不能盲目地把一切“闪光”现象都归结为地光，否则，就会引起不必要的慌乱，从而带来不必要的麻烦。
地光目击报告
历史上，有很多目击者报告，他们在地震前几天或地震期间看到橘红色的灼热光、蓝白色的冷光、火球或闪光。
早在1755年，把远在瑞典教堂里的钟晃得叮当乱响的里斯本地震之后，哲学家康德就记载了这些警告性迹象：
在地震前8天，卡迪斯附近的地面上爬满了大量从泥土中钻出来的蚯蚓。其他几次地震的前兆是天空出现强烈的闪电，人们注意到动物都表现出惊恐不安。
1966年苏联塔什干发生地震，一位工程师“听到左方传来发动机隆隆的响声，同时闪现出耀眼的白光，晃得睁不开眼，持续了4.4秒种，接着地震来了，差点把他摔倒在地上。地震过后，光也就暗下来了。”
1968年，在日本松代发生一系列地震期间，在垣冈地震观察站的野水裕拍摄到第一批“地震光”照片。有些显示天空出现红色条纹，就像低悬的北极光；有些看上去像远处低垂的蓝色曙光。1995年日本的神户大地震前，也有居民报告说，他们看到了一团橘黄色的闪光。
地震伴有发光现象并非偶然。在我国就至少有二三十次地震伴有地光。地光的颜色很多，有红、黄、蓝、白、紫等。地光的形状不一，有的呈片状或球伏，也有是电火花似的。地光的出现时间一般很短，往往一闪而过，所以不易观测。
科学家的解释
地震光至今没有一种大家都接受的科学解释，主要的解释是加利福尼亚大学物理学家弗里德曼·弗罗因德的想法：在地震前形成的巨大压力导致火成岩暂时成为“P形”半导体，它们包含能传导电荷的“空穴”，由于挤压过程导致岩石中“过氧族”物质的电离，一些电荷将会达到岩石表面，是这些电荷的聚集，产生了奇怪的发光现象。
尽管这一假说成为当今的主流说法，但是，地面的岩石是不会受到他所说的那么大压力的，这种“压电效应”不会在地表产生，地表的空气怎么会被电离呢？
要知道，一些强震释放出的能量，相当于千万吨级当量的核弹爆炸时释放的能量，自然界只有雷电才可以与之相提并论，怎么可以用地层断裂来引人入“谜”呢？可以说，关于构造地震的假说都是不完美的，很多问题根本不能用地层的机械运动来说明。
地光与UFO
这些奇怪的发光体有时也被飞碟爱好者当作UFO来研究，但更多的研究表明，这些发光体与地震息息相关，每当某地频频报告发现UFO后不久，该地就会发生地震。
在我国唐山，1976年的一个夜晚，一位护士值夜班，由于闷热，到屋外乘凉，天本是阴沉沉的，突然出现一片奇形怪状的云，说红不红，说紫不紫，刚回头又看到西北方的天特别亮，像失了火。
郊区一农民在野外看到一个大火球从地下钻出来，通红刺眼，噼啪乱响，飞到半空中才灭；另外几个看瓜的农民，也同样看到距离他们约200米远的天空，忽然明亮起来，照得地面发白，西瓜地中的瓜叶、瓜蔓都清晰可。
而唐山北部一个军营里，几个士兵发现地下的一堆钢筋，莫名其妙地迸发出闪亮的火花。
就在这些奇怪现象不断发生的时候，第二天凌晨，就发生了里氏7.8级大地震，24万人死于非命，整个城市被夷为平地。
有关这些神秘闪光的故事在当地流传开了，但这些神秘的闪光跟地震有关吗？或者只是惊恐的民众编造的谣言？
1999年的一天夜里，在土尔其的伊茨米特市上空出现了一个漂浮的球状的发光体。就在第二天，一场剧烈的地震袭击了这一城市，有1.5万人在这次地震中丧生。
不管是否神秘，人们多次看到地震光，证实地震光是存在的。每当地震发生前的几个月，地球深处的岩石受挤压，会产生一种圆球状的发光体，并窜出地面升到空中。它们大的如房屋，小的如篮球，前进路线飘忽不定，并发出五颜六色的光芒。
如美国新墨西哥州在1915至1952年间曾多次出现UFO，此后不到二年，该地区就连续发生4至5级地震；而美国洛杉矶大地震前几个月，该地区上空也多次出现UFO。实际上这些UFO均为“地震光球”。
美国研究成果
美国的科学工作者为揭开地光之谜作了大量的研究工作，已迈出了重要的一步。他们在实验室里对圆柱的花岗岩、玄武岩、煤、大理石等多种试样进行压缩破裂实验时发现，当压力足够大时，这些试样会爆炸性地碎裂，并在几毫秒内释放出一股电子流。
正是这股电子流，激发周围的气体分子，使它们发出微弱的光亮。德国科学家汉斯·芬克尔斯坦芬克尔斯坦和波威尔认为，当石英在地壳岩层中作有规律排列时，如果沿长轴排列的石英晶体的总长度，相当于地震波的波长时，就会产生地震等压电效应。若地震压力的压强为30～300帕，就有可能产生500～50000伏/平方厘米的平均电场，这个电场足以引起闪电那样的低空放电现象，产生地光。
众所周知，石英是地壳中分布最广的矿物之一。当然，这些地光乃至“佛灯”和“鬼火”是否都与石英释放的电子流有关，以及这些地光是石英受压后释放的电子流，还是其他原因使其抛射电子流的，还有待于进一步探讨。小知识大视野1976年5月29日20时23分和22时，在云南的龙陵、潞西一带发生7.5级与7.6级两次强烈地震时，负责地震值班的同志观察到震区上空出现一条橘红色的光带，便当机立断，拉响了警报器，疏散人员，避免了重大伤亡。
蘑菇云惊现天空
新疆出现蘑菇云
2011年6月20日21时16分，新疆昭苏草原山区出现美丽的蘑菇云奇观。站在山下仰望，白色的云团从天山雪峰上升起，透明、发亮，如蘑菇一般，甚是美丽。
随着太阳的落下，这一奇观在持续近1小时后慢慢散去。昭苏草原地处新疆伊犁河谷，水草丰茂，土质肥沃，是我国著名草原之一。自每年5月起，随着气温的逐渐升高，昭苏草原开始进入一年里最美的季节，引得无数观光者前来参观游玩。
当年5月以来，受冷空气影响，昭苏地区出现持续阴雨天气，带来了充沛的降雨，加之昭苏高原未被污染的原生态天空，从而出现了此次的蘑菇云云海奇观。
松原出现蘑菇云
2011年8月15日下午，吉林省松原市区西侧天空出现了奇怪的“蘑菇云”。乍一看就像滚滚浓烟，有的市民还以为是着火了。
当时，松原市区的刘先生在自家楼区里遛弯时，透过西侧两个楼之间的空隙，看到空中有蘑菇状的浓烟直通天际。
开始他还以为是哪里发生爆炸或者火灾了，出了小区一看，才知道是一片奇怪的云彩。这一朵奇怪的“蘑菇”，颜色浓黑，不停地随风变化。大约半小时后，这朵“蘑菇”才随风而散。
据松原市气象台工作人员介绍，这朵蘑菇云用气象术语说叫“浓积云”，是由淡积云发展或合并发展而成，由大小不同尺度的水滴组成。当它发展旺盛阶段时，一般不会出现降水，但也有时降小阵雨。
北京出现蘑菇云
2012年6月14日下午19时，北京上空出现“蘑菇云”，云中伴有闪电。此美景吸引了众多摄影爱好者和市民，很多摄影爱好者把北京蘑菇云图片上传到网上，很快，这组北京蘑菇云图片被网友们疯狂转载。
这种类型的云属于典型的向上发展的积雨云，有些积雨云在下完大雨后仍然会二次发展成为更加巨大的云层，然而有一些积云也会在午后发展成为积雨云。
玉林惊现蘑菇云
2012年8月31日17时许，广西玉林市摄影爱好者冯涛登上31层楼顶拍日落时，眼前一片壮观景象把他惊呆了。
只见正西方向的天空中突然涌现出巨大的蘑菇云，随着黄色蘑菇云的翻滚逼近，万里晴空顷刻间变得灰暗阴沉。太阳像顶发烫的钢盔扣在头上，最上层的云层似乎在燃烧。眼底下的城区在“蘑菇云”的笼罩下，尽显“黑云压城城欲摧”的感觉。“蘑菇云”在不断翻滚，慢慢地，“蘑菇梗”变淡了，然后变薄了，进而变小了，最后消失了，天空中翻滚着的云层渐渐平静下来。
18：20时，天空夹雷携电下起了暴雨，珍珠般大小的雨滴倾盆而下，洗刷着喧闹的城区。“就持续1到2分钟，太壮观，太震撼了！”冯涛正好抓拍了这一壮观的景观。
9月2日，《新京报》中国新闻版用了将近半个版的篇幅刊发了冯涛拍摄到的蔚为壮观的“蘑菇云”。
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