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| 《影響我們生活的天氣》： |
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儘管人類足智多謀，但有一種自然力人類至今無法控制。天氣是地球上生命的動力。但是惡劣的天氣也是最強大的破壞力之一。這是從空中看到的日出景象。
隨著太陽的緩緩升起，巨大的能量被注入大氣之中，從而導致天氣發生大規模的複雜變化。
沒有天氣的陰晴變化，就沒有地球上的生命。天氣是由無情的物理和化學定律決定的。然而，天氣的變化極為複雜，它的確可以稱得上是一個混亂的系統。天氣通常是溫和宜人的，但有時它也會顯露出凶神惡煞般猙獰的面目。
惡劣天氣是自然界的一部分。劇烈的暴風雨、洪水和乾旱大多遠遠超出人類的控制能力。儘管天氣對於維持生命是至關重要的，但有時它也很殘酷。
戴維 菲利普斯是一位資深的氣象學家。他是加拿大環境局天氣、氣候問題發言人之一，公眾和媒體如果有天氣方面的問題可以向他諮詢。
（加拿大環境局官員戴維 菲利普斯）："天氣是一個你永遠也談不完的話題。加拿大人談起天氣來決不會感到單調乏味，因為你知道，正如紐芬蘭人常説的：如果你不喜歡你家前門的天氣，不妨看看你家後門的。這句話不僅適用於紐芬蘭，而且對加拿大全國來説都很貼切。加拿大天氣最大的特點之一是瞬息萬變。"
實際上，推動天氣變化的能量全部來自太陽。太陽是顆比較小的恒星，它燃燒著的表面溫度高達四千至五千開氏溫度。
地球大氣層所得到的能量只是太陽能量的一小部分。地球大氣層是地球表面一層由氣體、水蒸氣和固體顆粒組成的物質。大氣層有15000米厚。
（菲利普斯）："所有的天氣現象都包含在這短短的15000米路途之中。這裡的確像個攪拌缸，各種效應在這裡發生，全部的能量都由它們操縱、混合併釋放，我們在地球上所看到的變化十分強烈的天氣現象就是由此産生的。"
天氣現象規模巨大、情況複雜。但形成天氣的原理卻十分簡單。水循環指的是地球表面的水蒸發到大氣層中，然後再返回地面。
來自太陽的熱量使水變成蒸汽，蒸發到空中。水蒸氣在上升的過程中逐漸冷卻，並且凝結在由地面升起的微小固體顆粒上。
所謂雲，就是由上百億顆液態和固態的水珠組成的水珠群。在雲中，水珠逐漸聚合變大，最終在重力的作用下降落到地面。
一百萬顆小水珠才能形成一個雨滴。水很容易由液態變為固態。如果空氣溫度低到一定程度，那麼降落到地面的就是雪。
大氣層就像一塊大毛毯，能夠保存住熱量和水分。因此，水和水蒸氣可以不斷地在地球表面流動。
這是一組有關歐洲上空水蒸氣隨時間變化的氣象衛星圖。
地球的旋轉使這些水蒸氣呈環形運動。一股一股的上升氣流會造成一個個低壓區，這裡會成為快速旋轉的風暴的中心。
這就是從空中所看到的颶風景象。熱帶海洋上可以産生颶風和颱風，因為那裏有充足的熱量和水分。
颶風登陸時，能量巨大。風速可達30米/秒。颶風的中心叫"颶風眼"。在颶風眼中，潮熱的空氣迅速上升。風暴在水面上形成時，空氣進入"颶風眼"，旋轉、上升並以越來越猛烈的速度噴出，一個成熟的颶風每小時可輸送35億噸空氣。在颶風眼的下面，由於空氣對流，洶湧澎湃的水面形成一個巨大的隆起，稱為"風暴潮"。颶風登陸時破壞力最大的就是這種風暴潮。
2001年全球共遭受了9次颶風襲擊，西太平洋地區還受到28次颱風和熱帶風暴的襲擊。
儘管大多數颶風都發生在熱帶地區，但是颶風所造成的破壞卻令全世界的人震驚。
在溫帶地區，大多數活躍的天氣都是由冷暖空氣移動造成的。在兩極，由於太陽位置低，因而形成寒冷的荒漠。儘管這裡水分充足，但是由於空氣太寒冷，水分無法蒸發和循環。
熱帶的空氣溫暖、輕飄、潮濕，因為那裏有充足的熱量與水分。冷暖兩種截然不同的氣團一旦相遇，就會産生狂風暴雨。
在中緯度地區，冷空氣在暖空氣下面移動，並繞暖空氣旋轉。溫暖潮濕的空氣被冷空氣推到上空後常常産生降水。
風是空氣由高壓區流向低壓區造成的。壓差越大，風力越強。地形也影響天氣。在太平洋沿岸，潮濕的海洋空氣飛越山脈，在上升的過程中，空氣冷卻。
水蒸氣凝結並形成降水。大量的降水造就了茂盛的熱帶雨林這一生態環境，生長於此的動植物種類繁多。
在山脈的背風面，空氣缺乏水分。在這種空氣條件下，草場是大自然的選擇。
廣袤的北美大陸在夏天吸收了大量的熱量，由此産生了強烈的雷暴天氣。
在冬天，特別寒冷的空氣與暖空氣相遇，能夠産生強烈的暴風雪。
海洋性氣候通常是溫暖潮濕的，海洋起到了調節作用。
海水吸收和釋放熱量的速度比陸地慢。
受熱後的海水隨洋流不停地由熱帶流向兩極地區。南美西海岸海水的時冷時熱可以影響半個地球的天氣。
（菲利普斯）："我們常常談到厄爾尼諾和拉尼娜。這兩種現象似乎是新事物，但實際上它們已經存在數千年了。在幾千公里以外的太平洋赤道附近的一片海水能夠對加拿大東部的天氣産生深遠的影響，人們對此常常頗感驚奇。然而，你的確可以看到海洋與天氣之間的內在聯絡，這是一種非常神奇的聯絡。"
季節是天氣的奇觀。地球沿軸線傾斜著繞太陽運行，太陽的直射光線在南北間移動，由此形成了四季的變化。
溫暖季節的到來給大地帶來了勃勃生機。植物借助熱量生長。許多動物從植物那裏得到能量，開始生長繁育。
在天氣的滋潤下地球上形成了一個彼此依賴的物種網，生命在其中延續著。
加拿大馬尼托巴省的雷德河從美國向北流經馬尼托巴省南部。1997年夏天，雷德河變成了一個巨大的內海。但最初人們看不出它會發大洪水。
（菲利普斯）："在那年4月的第一個週末之前，人們並未發覺會發生重大問題。當年雪很大。雖然並不是歷史上最大的，但卻遠遠高於雷德河流域的正常水平，而且在鄰近的艾伯塔省南部還出現了歷史上最嚴重的暴風雪，一個週末降雪就達到50厘米。隨後雪依然下個不停。"
寒冷的天氣使雷德河谷積存了大量的降雪。溫暖的春天到來時，雪水流入河中。
美國北達科他州大福克斯的洪水與火災令馬尼托巴人感到震驚。看到那裏的災害情景，他們意識到自己將要面臨的問題----洪峰正在向他們撲來。
雷德河有春天發洪水的歷史，但是這一年的水比往年都大。迅猛上漲的河水吞沒了沿途的一切。
環形壩保護了雷德河沿岸的大多數城鎮。儘管洶湧的洪水甚至威脅到了這些防洪工程。
在附近的農村，人們只能自救。人們用成千上萬的沙袋阻擋洪水。大批抗洪人員來到這裡幫助當地人保衛家園，設備和重型機械也從四面八方運來。
在奮力作好防洪準備之後，人們開始焦急地等待洪水的到來。在一些人盡力保衛自己家園的同時，大多數人已被撤離。有近兩萬四千人帶著必需品遷到了地勢較高的地方。人們的生活幾乎全部為這條河所左右。
成千上萬頭牲畜也被迫撤離。在洪峰經過時，保護聖阿加思城的大壩垮了。整個城市被河水淹沒。
溫尼伯市嚴陣以待。如果這座城市被洪水吞沒，估計損失將達110億美元。溫尼伯市有分洪系統。隨著河水的劇烈上漲，這個洪水控制系統上的閘門被關閉，形成一道大壩。河水被分流進入一條環繞城市開鑿的溝渠。
洪峰到來時，這條分洪道發揮了作用，使這座城市將損失減少到了最小。分洪道閘門的南邊形成了一個100公里長、40公里寬的大湖。在湖邊，人們在與河水抗爭，他們以房子為據點，步步為營。
有些防洪設施發揮了作用，有些未能奏效。但在歷史上，這樣的大洪水並非是罕見的。
天氣預報最關鍵的任務之一是對惡劣天氣做出預報。
這好像是一場人類對自然進行大輸贏的賭博。如果對像龍卷風這樣的強烈風暴沒有做出正確預報，那麼不僅將造成數百萬美元的財産損失，而且還會有人員傷亡。
有些人並不逃避惡劣天氣，那是進行科學研究的大好機會。追蹤暴風雨常常會帶來不可預見的危險後果，但對此的最高獎賞就是能看到天氣能量最集中的爆發形式：龍卷風。
約翰 帕克和派特 麥卡錫是忠於職守的專業天氣預報人員。他們同時也是"草原雷暴觀測組織"----一個利用業餘時間追蹤雷暴的天氣預報者組織的成員。對約翰和派特來説，追蹤天氣變化決不僅僅是尋求刺激。
追蹤暴風雨是一項重要的科學工作，是在大自然中進行實地研究，它同時也是一種業餘愛好。觀看天氣是怎樣變化的，搞清楚所産生的能量，體驗以100公里的時速從面前吹過的狂風，是件很令人振奮的事，而且，弄清楚天氣變化的實際影響也非常重要。
在追蹤天氣變化的過程中，安全是第一位的。有經驗的追蹤者會以最高限速行駛，同時避開土路，因為這樣的路很不結實，如果遇到大雷暴天氣，雨水會將路沖毀。他們在夜晚也不會進行追蹤，在黑暗中是看不清天氣的變化的。還要避開樹林，因為那裏也會影響觀測，最好是選一塊地勢比較平坦的地方。而且還要考慮所用的車輛，因為有時砸向行駛著的汽車的冰雹的直徑可達十幾厘米。
春天和夏天的高溫天氣會産生強烈的雷暴。
高溫在極短的時間裏將大量的水蒸氣注入大氣之中。
這組電腦動畫顯示的是雷暴的形成過程。雲在形成的過程中，向大氣層上方升騰。最終它遇到了一層冷空氣---這裡是對流層和平流層的分界線。這時，上升的雲遇到阻力，向四週散開，形成砧狀雲。
這種雲是一種砧狀卷雲。這時還不會出現強烈的暴風雨。
天氣預報人員在他們的衛星監視器上會看到這種砧狀雲發展成為一種更加強烈的形式---雷暴。
（帕克）："我們現在所看到的是非常龐大的砧狀卷雲開始形成時的情景，那是雷暴的頂端，它一碰到對流層就會擴散開。我們現在正密切關注的實際上是所謂的"雲頂滲透"情況。進入大氣層上一層的是一次強烈雷暴，其垂直上升速度很快，一直進入平流層，我們在衛星雲圖上看到的"雲頂滲透"現象表明，上升氣流十分強大，有可能在下層産生惡劣天氣。"
烏雲進入上一層大氣後，會釋放出巨大的能量。
在條件成熟時，"草原雷暴觀測組織"的成員就會上路了。
（帕克）："我們通常提前一天出發。先確定一個我們認為很可能會發生強烈雷暴的地點。我們時刻保持著戒備狀態。第二天，我們要麼到"氣象中心"，要麼給"氣象中心"打電話以確定我們要去的地點。如果天氣變化仍然符合我們的預計，我們就要早早出發，因為我們想在雷暴發生前趕到那裏。誰也不想在雷暴發生後再開始追蹤它。"
追蹤者使用移動電話和電腦與天氣預報中心保持聯絡。汽車成了一個流動的氣象實驗室。
（帕克）："我們在趕往預定地點時，最想做的事就是親自將實際情況弄清楚。我們要測量濕度、風速、溫度，並觀測雲情，將數據記錄下來，還要向中心彙報，中心工作人員可以將這些數據輸入他們的模型中。我們還要對大氣進行探測，由此我們可以了解大氣的成分，我們真正想詳細了解的是最底層的大氣情況，我們一路上進行測量，不斷地進行補充，我們要預測在這一天中會不會出現暴風雨。"
（未透露姓名者）："20個露點。
（帕克）：哇！那正是我們要尋找的。
這種環形旋轉雲被稱作"積雨雲"，這是暴風雨中的一種結構，它可能産生龍卷風。雷暴是由旋轉的風和水構成的巨大的複雜結構，數學模型顯示了其中的一些力的分佈，但是科學家並不完全理解這種暴風雨是如何形成和發展的。追蹤者想盡力趕到風暴發生地附近，這裡是"積雨雲"和龍卷風形成的地方。龍卷風的風速達到每小時數百公里，因為旋轉的空氣比直線運動的空氣速度快得多。
（帕克）："龍卷風誕生在積雨雲裏。在積雨雲裏，空氣擾動的十分厲害，上下溫差極其懸殊。上面冷的氣流急速下降，下面熱的空氣猛烈上升。上升氣流到達高空時，如果遇到很大的水平方向的風，就會産生氣流"倒挂"，由於上層空氣交替擾動，産生旋轉作用，形成了許多小渦旋，小渦旋又逐漸形成了大渦旋，直至一個呈水平方向的空氣旋轉柱。隨後，這個空氣旋轉柱的兩端漸漸彎曲，並且從雲底慢慢垂了下來，這就是我們通常看到的龍卷風。"
龍卷風出現時，往往不只一個。有時從同一塊積雨雲中出現兩個，甚至兩個以上的漏斗雲柱。實際上只有一小部分雷暴會發展成為龍卷風。有些人追蹤暴風雨多年了，但連一朵漏斗雲都沒看到過。
龍卷風在北美的中南部最為常見，是地球表面上觀測到的最強風。
龍卷風在加拿大是比較罕見的，但是在將來，氣候的變化或許會使這種風暴更常見、更猛烈。一場巨大的龍卷風在幾秒鐘內所造成的損失幾乎是無法想象的。
（帕克）："惡劣天氣的增多可以從全球氣候變暖理論中得到解釋，隨著全球氣候的變暖，熱量會增加。熱量的增加會導致蒸發的增多，水分特別是底層水分增大，從而為雷暴的出現創造了條件。"
每當出現惡劣天氣，戴維 菲利普斯就忙起來。對於天氣肆虐，人們幾乎無能為力。然而，利用現代技術人們已經能夠預測過去無法預測的事情。
（菲利普斯）："從能量和影響來説，天氣是強大的、可怕的。雷暴來臨時，只是站在窗口摩拳擦掌算不上是真正的氣象學家。我認為這只是成為一名優秀的氣象學家的必要條件之一。別忘了那些普通大眾，對他們來説天氣與他們的生活息息相關。比如龍卷風，每三個龍卷風中就有一個會造成
400人以上的死亡，因此讓人們了解天氣也是我們的一項重要工作。"
遠在生命出現之前，地球上就存在天氣。只要太陽和地球存在，這個給我們人類社會製造了許多混亂的魔王就會繼續施展它的威力。
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