1、德军潜艇与密度流第二次世界大战期间,德军潜艇经常从地中海出入直布罗陀海峡,在大西洋袭击盟军。盟军吃了几次亏,便派战舰守住海峡,用声纳监听,计划一听到潜艇的马达声便用深水炸弹将其炸毁。监听多日,毫无声响,德军潜艇竟神不知鬼不觉地溜出海峡,出现在大西洋中。原来,直布罗陀海峡表层海水由大西洋流入地中海,底层海水由地中海流入大西洋。德军利用这一点,过直布罗陀海峡时,关闭所有的机器,借助海流而行,盟军守株待兔却让“兔子”在眼皮底下溜了。这股海流属于密度流,究其成因可引入课本要学的内容。 火烧葫芦峪与气旋三国后期,诸葛亮北伐中原、六出祁山。一次将司马懿父子及所率魏军困在葫芦峪。遍山燃起大火,欲将敌方全部烧
2、死。司马父子自度难逃此劫,抱头痛哭等死。不料突然一场大雨浇灭了山火,司马氏得以死里逃生。这场雨其实不是什么“天意” ,恰恰是诸葛亮自己制造的。熊熊的大火使此山区的近地面空气受热上升,气压降低。低气压区形成气旋,其中心因空气上升冷却凝结而降雨。就是说,葫芦峪里下了一场气旋雨。诸葛亮虽然通晓天文地理,但毕竟缺乏现代科学知识,不识“气旋”是怎么回事,否则,他可能会用另外的战术来歼灭魏军。借东风与季风赤壁之战前夕,周瑜调兵遣将,打黄盖。献连环计,为火烧曹军精心准备。突然间,他想起自己竟然疏忽了一件大事,一下子急出病来。诸葛亮借探病之机,挑明周瑜的病根是“只欠东风” ,并应允借东风相助。周瑜为什么“欠”
3、东风呢?因为赤壁古战场在我国东部季风区。当时正值隆冬,盛行西北风,极少刮东南风。曹营在江北,东吴在江南,用火攻反会烧了自家。周瑜焦急是有道理的,它符合气候规律性。而所谓“借”东风,其实是诸葛亮预测到冬至前后短时间天气反常现象,故弄玄虚而已。由这则故事能自然地引出季风、气候、天气等概念。海湾战争与自然带在侵越战争和海湾战争中,美国都打出了空军王牌,但结果截然相反,除政治原因外,两地自然环境不同是很重要的原因。越南地处热带季雨林带,在“胡志明小道”沿线,森林遮天蔽日,加上崎岖的山地地形,在空中很难观察到地面的军事动态。美军用电子监听等高科技手段来确定轰炸目标,也收效甚微。而伊拉克与科威特大部分地区
4、是热带沙漠,地表平坦,植被极少,面对多国部队“地毯式”轰炸,伊军毫无隐藏可言,只有挨打的份,战斗力严重损伤,注定了吃败仗的结局。由此可见,自然带与地形,对于空袭战,起了不可小觑的客观影响。六大待解之谜本月底,中国最大规模的北极陆地科学考察将开始进行预察,此次为期三年的考察,中国科学家们将尽其所能地揭示更多的北极真相。那么北极到底还有哪些未解之谜呢?北极会不会像南极一样出现臭氧空洞作为全球环境恶化的标志之一,南极上空的臭氧空洞已成为世界关注的共同话题。但现在有科学家通过观测发现,北极上空的臭氧含量也正在以每年的速度减少,目前,在北极大气层的中心区已出现了一个臭氧含量较低的中心区。在北极的气候史上
5、,这种臭氧含量的减少是正常现象还是反常现象?是什么原因导致这种减少?这个中心区会不会发展成为像南极一样的臭氧层空洞?由于北极相对于南极离人类主要居住地北半球更近,因而对人类生存环境的影响也更大,解开这些悬念现在已成为科学家和整个人类的当务之急。目前,科学家们正试图通过在北极冰盖下抽取远古时代的冰,以从中测量出一种酸根的含量,进而推算出北极在各个历史时期的臭氧含量。但这种方法是否能够准确反映出北极上空臭氧含量的历史变化,现在尚不得而知。北冰洋浮冰是怎样影响长江流域降雨量的北极表面主要由北冰洋组成,北冰洋上长年覆盖着一层最厚达多米的浮冰,随着季节的不同,这些浮冰的面积和厚度也在发生不断的变化。由于
6、北极和南极是地球最主要的冷源,科学家们发现北极浮冰的变化与全球气候变化,尤其是降雨量的变化之间有着一种神秘的关系。我国的一项统计数据表明,如果冬季北极浮冰的面积和厚度较大,则我国长江流域在雨季的降雨量就大,其它国家的一些监测也同样反映了北极浮冰和降雨量之间的某种关系。但到底是什么机制使远在北极的浮冰对长江流域的降水量发生影响?目前人类对此知之甚少。北极的雾为什么是酸的去过北极的人都知道,在北极的浮冰上,北冰洋的海面上,经常笼罩着一层雾。这种雾浓度很大,能见度很差,人在雾中有时甚至连身边的同伴都看不清,而且还含有酸性物质,对人的眼睛有较强烈的刺激。北极又是冰又是海,湿度大,有雾不难理解,但为什么
7、在北极这样一个几乎没有任何污染的纯洁之地会出现酸雾,这就让人非常难以理解。到底是北极本身具有形成酸雾的环境条件,还是由于北极离人类居住集中的北半球较近,导致人类生活废气在北极“汇总”而形成酸雾?人们对此莫衷一是。北极是由小行星撞击地球后形成的吗如果将地球的北半球或是南半球向东转动经度,你就会惊讶地发现,南极大陆与北冰洋的形状和面积都差不多,南极大陆刚好能够填入北冰洋。在相距如此遥远的地球两极,为什么会出现这种神奇的吻合?一位科学家曾提出一种大胆的解释:在地球演化过程中,曾有一颗小行星与地球发生碰撞,它从北极处撞击地球,并高速穿过地球中心,从南极穿出!这种说法多少有些狂想的成分,但上述现象的确是
8、一个需要人们去破解的悬念。最早生活在北极的人是谁人们原先认为,直到距今约万年前,才开始有人居住在北极地带。但挪威科学家最近在俄罗斯境内北极地区靠近北冰洋的一条河床上,发现了石制工具、马和驯鹿的骨头、雕刻过的猛犸象牙等。放射性碳测年法表明,这些物品约有万至万年的历史。新发现将该地区的人类活动史至少向前推了万年。但这些人到底是尼安德特人还是现代人的直系祖先?目前尚无充足证据判断这些居住在极北苦寒之地的人到底属于哪一群。为什么北极只有北极熊而南极只有企鹅北极有北极熊,南极有企鹅,但这样一个看似简单的问题却难倒了许多科学家,那就是,虽然北极和南极的气候和环境极为相似,但为什么北极只有北极熊没有企鹅,而
9、南极却只有企鹅没有北极熊呢?一些科学家根据板块漂移理论推论,认为北极熊和企鹅原本生活在同一大陆,后来由于板块漂移,它们分属不同板块,越漂越远,直到现在一个北极,一个南极,遥遥相望。这种解释因为缺乏证据而不足以服众,而这个悬念一旦揭开,对生物演变、地球演变都将有不一般的意义。地球形状的故事之漂浮大地的传说在古代,人类生活在地球上,由于受到山岳、海洋的阻隔,只能生活在一个很小的范围里。凭着他们的直觉,一般把地球误认为是一个基本平坦的大地。人们都把大地设想为一个漂浮在茫茫水面上的陆地。在我国,早在二千多年前的周朝,就存在这一种“天圆如张盖、地方如棋局”的盖天说。意思是说,蓝天就象是一个半球状的圆盖,
10、大地则象一块四方的棋盘,并认为蓝天与大海相连。当然,也有人认为在地的四角八方都有一根擎天柱支撑着蓝天。这种“天圆地方”的盖天说在我国古代一直占有主导地位,并且流传极广,直到今天我们还可以看到这种认识的影响。例如:北京天坛的建筑是圆的,地坛则是方的,就是这种思想的反映。类似的传说,在世界其他民族中也曾广泛流传。独特的世界十城世界水城:意大利的威尼斯城、处处是水,故称为“世界水城”世界雾都:英国伦敦,有时一连数天浓雾不散。壁画之都:墨西哥城,以画迷人,素有“壁画之都”之称。万塔之城:缅甸的文化古城蒲甘,古塔林立。世界音乐之都:奥地利的首都维也纳。花园都市:保加利亚的首都索菲亚,到处是花。无雨之城:
11、秘鲁的首都利马,一年中降雨量只有三十七毫米。表都:瑞士的伯尔尼,盛产各种钟表。鞋城:原捷克斯洛伐克的哥特瓦德夫,被称为世界“鞋城” 。蛇城:意大利的哥酋,每年举行一次“蛇节” 。这一天,家家 户户把自己喂养的蛇放出来,任其满街爬行。非洲国家的趣称及由来非洲由于独特的自然地理环境和富饶的自然资源以及特殊的社会历史条件的影响,不少国家都有着十分有趣的别称:“长绒棉王国”埃及:因埃及长绒棉不仅质量好,而且产量占世界长绒棉总产量的 1/3 以上,是世界上长绒棉部产量最大的国家。“沙漠王国”利比亚:因为利比亚是世界上 15 个沙漠面积最大的国家之一,境内 90%以上的土地是沙漠和半沙漠。“阿尔法草原王国
12、”阿尔及利亚:因该国生产的优质造纸原料阿尔法草,产草量居世界第一位。“磷矿王国”摩洛哥:因该国磷矿储量达 500 多亿吨,占世界总储量的 3/4,出口量占世界的总输出量的 40%,都居世界第一位。“高原之国”埃塞俄比亚:境内有 2/3 的领土是平均海拔 2500-3000m 的埃塞俄比亚高原,客观存在是非洲平均海拔最高的国家。“剑麻与丁香之国”坦桑尼亚:因该国曾经是世界上最大的剑麻生产和出口国家,1970 年以后剑麻产量渐渐减少,但丁香产量占世界总产量的 80%以上,是世界上最大的丁香生产国和出口国。“非洲的心脏”布隆迪:因该国的轮廓形状象人体的心脏。“花生之国”塞内加尔:因其花生生产量居世界
13、第五位,但人均产量居世界第一位,且花生油的出口量居世界第首位。“铝土矿之国”几内亚:因该国铝土矿的储量约法 180 亿吨,占世界总储量的 1/3,储量居世界第一位,而其中高品位的铝土圹更占世界的 2/3。“西非大门”和“海运王国”利比里亚:因它距离巴西大约有 2570Km,是非洲距离南美洲最近的国家。同时该国的海运船队规模居世界第 7 位。“非洲的石油巨人”和“西非的天府之国”尼日利亚:该国石油产量居非洲第 1 位,且农业较发达,农作物种类多产量大。“中非宝石”扎伊尔:因金刚石的储量居世界第一位,但其金刚石的产量居世界第 4 位。“铜矿之国”赞比亚:其铜的产量居世界第 5 位,但出口量居世界出
14、口量的 90%以上。“黄金王国”南非:因其黄金储量约 25000 吨,占世界总储量的 60%。自 1898 年以来,黄金的产量一直居世界的首位。近年来,黄金年产量约 700 吨,约占世界总产量的 2/3。“畜牧之国”博茨瓦纳:因全国适宜放牧的土地占全国土地面积的 68%,畜牧业产量值占工农业总产值的一半左右,畜产品出口值占总出口值的 60%左右。“非洲的瑞士”莱索托:因其处在南部非洲最高地区的内陆山地,既有雄伟壮丽的山锋,又有绿树成荫的山坡和山谷地带,因而景色秀丽,旅游业十分发达。“森林之国”加蓬:因其森林覆盖率为 77%,居非洲第 1 位。“可可王国”加纳:因加纳是非洲最先种植可可的国家,原
15、产量和出口量居世界第一位,本世纪 70 年代以后开始下降,退居世界第 3 位。 蝗群是怎样横渡大西洋的?非洲大陆曾爆发了规模空前的蝗灾,蝗群在一地将农作物和野生植物扫荡殆尽后,又借风势在非洲大陆上迁徙。在迁徙过程中,蝗群又进一步扩大。其中一部分居然经过超长距离飞行,越过 5000 公里宽的一段大西洋洋面,到达中南美加勒比海的岛屿。 身长不到 10 厘米的蝗虫(俗称蚂蚱) ,如何飞过这 5000 公里漫长的旅程呢?如果是在陆地上,蝗群可以且飞且落,不断进食、休息。可是在茫茫大海上,既无落脚的陆地,又不能休息、觅食,可见小小蝗虫飞过5000 公里距离并非易事。据科学家研究得知,蝗群越来越大后,其中
16、善飞的蝗虫的比例也就随之增加,这些蝗虫能连续飞行五六天。如果这些蝗虫要在 5 天内飞行 5000 公里,那么它们的时速就达 40 公里,这个速度对小小蝗虫来说是非同小可的。 有人提出,蝗群借高空的强风飞越大西洋是否有可能呢?我们不妨分析一下这种超长距离“不着陆飞行”的可能性。人们一般都知道,地表风速较慢,而高空风速较快。平均而言,高度越高风势越大。到一定高度,风势和气温以及缺氧使昆虫无法适应。据研究,对昆虫来说适合远距离迁徙的最佳高度是 1500 米。还有一个条件也很重要,那就是由于高气压和低气压轮番形成,使风向经常发生较大改变,这种情况的存在使蝗群无法到达目的地。所以,蝗群要在较短时间内横渡
17、大西洋,风向在一段时间内保持不变是一个必要条件。经过分析蝗群从非洲大陆飞来加勒比海地区前后的气象图可知,当时被称为“贸易风”的东风正浩浩荡荡。为了搞清蝗群是从非洲大陆何处开始迁徙的,科学家们使用电子计算机模拟跟踪了非洲大陆各处随风势一起运动的空气团。研究表明,只有从非洲大陆西部的塞内加尔和毛里塔尼亚起飞的蝗群才能飞抵加勒比海地区的岛屿,其他蝗群要么坠入大西洋,要么被风带至欧洲。科学家们根据蝗群的飞行路线和时间推断,横越大西洋做超远距离飞行的蝗群肯定是借助“贸易风”才抵达加勒比海地区的。 非洲大陆之所以会发生蝗群跨洋西渡的现象,是由于非洲大陆久旱不雨蝗灾大发生促成的。在蝗灾大发生时如果适逢强劲的
18、东风,那么在该地区活动的蝗群就可以凭借风力横渡大洋了。科学家们说,气象与昆虫的生态相关是一种十分罕见的现象。非洲大陆上的蝗群能够飞越 5000 公里宽的洋面,到达大洋的彼岸这一事实,也给我们一些启示。例如为了防止蝗灾蔓延,何不也利用风势灭蝗,那比飞机喷洒灭蝗药物不是来得方便吗解开恐龙灭绝之谜在地球历史上的中生代,生活着种类繁多的爬行动物,英国古生物学家欧文为这类远古动物取了一个生动的名字恐龙。迄今为止发现的恐龙已有几百种,但是这种曾经生存了 16 亿年之久的庞大动物类群,在白垩纪末期却突然惨遭覆灭而销声匿迹,给人类留下个不解之谜。 其实恐龙家族的绝灭与地壳变动密切相关,我们已知地球内部进行的反
19、应会不断积聚起巨大能量,当地壳承受不住时,内部压力便冲破地壳突然释放,形成大爆发,爆发后地球的体积扩大,现在的地球表面就是以前较小的地壳在白垩纪末期爆发后膨胀分裂形成的(这也是几块大陆为什么能完整拼合的原因) 。 地壳爆发时,绝大部分动物被大量熔岩和火山灰所掩埋,在高温、高压、隔绝空气的巨厚岩层中,经历了漫长时期,恐龙和其他动物的遗体变成了石油,因为现在的大陆和大陆架就是原先广布繁盛动物的地球表面,所以,据勘测,在大陆和大陆架(包括南极洲)的地表下都有石油矿藏,区别只是相对集中或分散而已。从发现的恐龙化石(由于埋藏较浅能够接触空气,部分遗骸氧化分解后保留的石化骨骼)分析,绝大多数恐龙死亡的时间
20、约在七千万年前,而这与地质学界认定的喜马拉雅造山运动等一系列全球性地壳构造剧烈变动的时间正相吻合。 据发掘的恐龙蛋化石推测,那次环境剧变的过程相当突然和短暂(天文观测到的超新星爆发时突然变亮往往只有几天至几个月) ,因为地球环境如果是在较长时间逐渐变化,恐龙是缓慢死亡的话,它们的繁殖肯定会受影响,而不会大量埋没时间集中的恐龙蛋化石,所以,恐龙应是在生存环境基本正常的情况下,因突然降临的灾难大批死亡。 生物学揭示,自然环境是决定生命形态的主要因素,大量的石油和煤藏,以及体现当时环境特征的化石显示,地壳爆发前因大气层密度、厚度远远超过现在而非常炎热潮湿,爆发后,那些只能在暖湿环境中生存的身躯硕大的
21、恐龙,即使有幸存者也已经无法适应变得相对寒冷干燥的环境,因此,大多数恐龙以及一些同时期的动物种类便从此绝迹了。还有一部分幸免于难的恐龙(大多体型较小) ,遵循物竞天择适者生存的自然法则,在恶劣的自然环境中经过七千万年不断演变进化已完全改变了原来的形态,繁衍为今天地球上包括鸟类、哺乳类以及人类在内的物种,其中也有极少数(如鳄、蜥蜴等)至今仍保持了七千万年前恐龙的原始形态。 众多资料表明,地壳构造变动引起的环境“灾变”在生命进化过程中起主导作用,而白垩纪末期的“灾变”只是地球多次“灾变”中距今最近的一次(另如导致大批生物从单细胞向多细胞进化的“寒武纪大爆发” ) ,这种周期性爆发是行星(包括地球)在演变过程中不可缺少的重要环节,那些山脉中的海洋生物化石和海底石油矿藏就是解释恐龙时代因地壳剧烈变动而终结的最有力说明。