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「气象十万个为什么」科普专栏

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基础

为什么云的颜色会有深有浅？

因为云的厚度、含水量不同，对太阳光的反射和透射程度不同。

答案解析

薄云的含水量少、厚度薄，太阳光能轻松穿透，反射的光线少，所以颜色较浅，多为白色；厚云的含水量多、厚度大，会大量反射太阳光，光线难以穿透，所以颜色较深，呈现灰色或黑色。此外，云的颜色还与太阳照射角度有关，如日出日落时，云层会被染成红色、橙色等。

基础

为什么冬天的阳光看起来不那么刺眼？

因为冬天太阳高度角小，阳光穿过的大气层更厚，能量被大量削弱。

答案解析

太阳高度角是指太阳光线与地面的夹角。冬天，太阳直射点在南半球，我国所处的北半球太阳高度角很小，阳光需要穿过更厚的大气层才能到达地面。在传播过程中，阳光的能量会被大气中的气体分子、尘埃等大量吸收和散射，到达地面的太阳辐射强度减弱，所以看起来不那么刺眼。

基础

为什么会出现“太阳雨”？

因为降雨云团范围小，太阳没有被完全遮挡，或雨滴从高空落下时云团已消散。

答案解析

“太阳雨”是指一边出太阳一边下雨的现象。主要原因有两种：一是降雨的云团体积较小，分布不均匀，当云团经过某一区域时，该区域下雨，但周围的天空依然晴朗，太阳能够照射进来；二是雨滴从高空落下的过程中，形成降雨的云团已经消散，所以出现太阳和降雨同时存在的情况。

进阶

为什么海边的昼夜温差比内陆小？

因为海水的比热容比陆地大，升温慢、降温也慢，能调节气温。

答案解析

比热容是物质吸收或释放热量时温度变化的难易程度。海水的比热容远大于陆地，所以白天太阳照射时，海水升温慢，陆地升温快，海边气温不会太高；夜晚没有太阳辐射时，海水降温慢，陆地降温快，海边气温不会太低。因此，海边的昼夜温差比内陆小。

进阶

为什么会出现“霜前冷，雪后寒”？

霜前冷是因为霜形成需要气温低于0℃；雪后寒是因为雪融化吸热，降低周围温度。

答案解析

霜是水汽凝华形成的，凝华的条件是气温必须低于0℃，所以霜出现之前，气温已经降到很低，让人感觉寒冷；雪后，积雪需要吸收周围空气中的热量才能熔化成水，这个过程会带走大量热量，导致周围空气温度降低，因此雪后会感觉更冷。

进阶

为什么彩虹是弧形的？

因为太阳光是平行光，彩虹是太阳光经空气中的水滴折射、反射后，在以太阳和观察者为中心的特定角度形成的。

答案解析

彩虹的形成是太阳光在水滴中发生折射、反射后分解成七色光的结果。由于太阳光是平行照射到地面的，对于观察者来说，只有那些以观察者和太阳的连线为中心、角度在40°-42°之间的水滴，才能将折射后的七色光反射到观察者眼中。这些符合条件的水滴在天空中形成一个弧形，所以我们看到的彩虹是弧形的。

专业

为什么会出现“凌汛”？

因为河流上下游结冰或融冰时间不同，冰块堵塞河道，导致水位上涨。

答案解析

凌汛是一种发生在河流冬季或春季的水文现象，多出现于由低纬度流向高纬度的河流（如黄河下游）。冬季，低纬度地区的河流水温相对较高，结冰较晚或不结冰，而高纬度地区的河流水温低，先结冰；春季，低纬度地区的河流先融冰，高纬度地区的河流后融冰。当上游的冰水混合物向下游流动时，会被下游尚未融化的冰层堵塞，导致河道水位上涨，形成凌汛。凌汛可能会引发洪水，危害沿岸地区的安全。

专业

为什么大气中的水汽主要集中在对流层？

因为水汽主要来自地面的蒸发和蒸腾，且对流层的温度条件适合水汽存在。

答案解析

大气中的水汽主要来源于地面的海洋蒸发、湖泊蒸发、土壤蒸发以及植物的蒸腾作用。这些水汽产生于地面，通过空气对流运动被输送到对流层中。而对流层以上的平流层、中间层等大气层，温度极低，且空气稳定，对流运动微弱，水汽很难到达；同时，高空的低温环境会使水汽迅速凝结成冰晶，沉降到对流层，所以大气中的水汽主要集中在对流层。

专业

为什么会出现“光化学烟雾”？

因为汽车尾气、工业废气等排放的氮氧化物和挥发性有机物，在阳光照射下发生光化学反应，生成有害气体和颗粒物。

答案解析

光化学烟雾是一种二次大气污染现象，多发生在晴朗、高温、无风的夏季和秋季。汽车尾气、工业废气等污染源会排放出大量的氮氧化物和挥发性有机物。这些污染物在强烈的阳光照射下，会发生一系列复杂的光化学反应，生成臭氧、过氧乙酰硝酸酯、颗粒物等有害物质。这些有害物质混合在一起，就形成了光化学烟雾，会刺激人体呼吸道和眼睛，危害人体健康，还会影响植物生长。