人生犹如一次旅行，沿途有无数的风景，有的美若画卷，有的平淡无奇。卞之章说：“你站在桥上看风景，看风景的人在楼上看你。”这样一幅隽永的图画，值得人们舒臂攀援，极目远眺地寻找。有的人说，我的旅行的所见所闻都是新鲜有趣的异国风情，我用脚步丈量过美国约塞米蒂国家公园、希腊圣托里尼岛、特立尼达和多巴哥海滨风光、意大利罗马圣彼得大教堂……；还有的人说，我大多是去国内的一些地方，例如重庆的大足石刻、云南的香格里拉、贵州的桫椤自然保护区、西藏的大昭寺、上海的黄浦公园等等，真是各有千秋。“一百个人的心目中有一百个哈姆雷特”，哪里才是你心中最美的风景呢？

把徜徉的心绪收回老家，不用挪动寸步，只好先从这里开始了。这里是拥有3000年历史文化积淀的北京城，既拥有胡同和四合院的淳朴沧桑，也拥有紫禁城的辉煌气派；既拥有万里长城的连天万里，也拥有现代广厦的巍然耸立。历史与现代的完美统一，使北京的风景名胜林林总总，融合了各种元素，吸引无数游人徜徉其中。如此多的遗迹珍赏的聚集，都取决于北京固有的地形地貌和气象条件：北京市中心位于北纬39度56分，东经116度20分，西、北和东北群山环绕，东南是缓缓向渤海倾斜的大平原，全市总面积16410.54平方公里。冬季平均温度-5℃-5℃，夏季平均温度18℃-29℃，为温带大陆性季风气候。也就是说这里的天气夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥，春、秋季节短，年平均气温为13.5摄氏度。于是这里的市内以坚韧耐活的国槐和侧柏为市树；定皮实耐寒的月季、菊花为市花。再加上居民的民族属性复杂，人口多为汉族、回族、满族、蒙古族人，但实际上56个民族都有人口居住在此。使这里的民俗风情更加多元化，传统节日更添心裁；人文景观迥异，古代建筑样式繁多，华丽多姿。不知您是否见到过迎着朝阳的天安门广场，蓝天如洗的什刹海，风起云涌的八达岭长城，漫天飞雪的颐和园公园，还有风和日丽的国子监大殿。也不知您是否逛过繁华热闹的西单商业街，新奇时尚的中关村电子一条街，还是奢华高档的国贸商城、赛特购物中心。这都不能阻挡人们品尝簋街的美食，护国寺的小吃，各地方菜品的蒸、炸、煎、烤的特色菜，或是西餐料理的世界美食。有人会特别到博物馆里品鉴一番，例如中国国家博物馆、首都博物馆、中国科学技术馆、中国美术馆或是中华世纪坛艺术馆、798文化艺术区……春、夏、秋、冬，一年365天十二个月，北京用她特有的活力与激情容纳着五洲宾朋，八方来客。使诗人墨客们无论如何也不能放弃辞藻佳句赞美这里。

然而，无论哪一隅的“风华绝代、流连忘返”竟然只是大气环流的一个角落。大气环流是全球大气运动的基本状态，导致气象变化。这和旅游途中的万千气象、旖旎风光有着千丝万缕的联系。如果大家现在准备动身去哪里了，就先去看看当地的天气预报吧。根据科里奥利效应，大气运动分为高气压带和低压带。这时您要看清是出于哪半球高气压带中北半球气流是反气旋顺时针运动，南半球是逆时针；低压带北半球向右转顺时针，南半球向左转逆时针。再看风带，极地环流的冷空气在北冰洋上空下降；费雷尔环流，在沙漠上空下沉后变暖；哈得莱环流在赤道附近暖空气上升。这“三风四带”为大家解释了地球风云变幻的大致原因。具体的能使聚集在地球周围的大气运动的力量还要分两方面说：高空大气的水平运动主要受气压梯度力、地转偏向力影响；近地面的水平运动主要受到山脉地形的摩擦力、水平气压梯度力和水平地转偏向力的影响。于是，各种因素涉及到各层大气的方方面面就很难用简单的器械观测，我们利用洛伦茨蝴蝶效应的说法，解释细微处大气运动是以一种很难描摹的混沌状态运行的，也就是说天气系统中，一个极小的初始条件的改变就能影响局部地区天气的结果。于是人们发射了许多的人造卫星，对气象进行监测并采集数据，最后利用计算机模拟天气的变化。最终整合成人们熟知的天气预报，精确的天气预报更加便利了我们的生活。在卫星云图上我们能看见一些有代表性的图案形状：例如我国山脉地区常出现的锢囚锋。通常是锋面受山脉阻挡所形成或冷锋追上暖锋，或两条冷锋迎面相遇形成的地形锢囚；飑线(英语:Squall line)，大致是一条带状雷暴群构成的，之后可能出现雷雨、大风和短时强降雨天气；以及海上飓风呈现的大气旋等。听着电视上的气象员的解说，冬天的北京城天气预报是这样预报的：今天是12月3日，星期六，晴转多云。最高气温8℃，最低气温-2℃，湿度59%，偏东风2、3级。日出时间7：18，日落时间16：49。生活指数：适宜洗车，紫外线较弱，感冒易发，较冷。未来趋势……这些播报词如果配合预报员身后的动态云图，就更能让人一目了然。下面我们看看风云卫星是搭载哪些装备采集气象数据的吧。

与我们日常生活息息相关的气象卫星风云四号卫星于2016年12月西昌卫星发射中心发射成功,今年9月在轨交付，而今我国风云4号卫星于9月正式投入使用。这颗卫星可不是轻易就当上明星的，下面请看它的高科技：风云4号卫星是中国新一代静止轨道气象卫星，轨道的倾角为零，在地球赤道上空35786千米——采用全新研制的SAST5000平台，装载了四种先进有效载荷，分别是14个多通道扫描成像辐射计、1700个干涉通道的干涉式大气垂直探测仪、1秒钟拍摄500张闪电图的闪电成像仪和空间环境监测仪器包。风云四号静止气象卫星观测系统通过其对云、云系、大气温度三维空间结构、下垫面物理状态属性的监测，全面提高对天气、环境灾害的监测能力。人造卫星有各种规格，例如碳卫星、微小卫星等就不尽相同，而主角风云四号卫星犹如一只展开深蓝色太阳能电池板翅膀的大鸟，在既定的运行轨道围绕地球公转，揭示地球的奥秘。另外在平时常用的天文仪器还有温度计、风向标、风速计、温度计、雨量表、气压计、天气浮标、天气飞机、天气气球、百叶窗等等，这些仪器可以人工测定小范围的天气状况。大家应该都知道，我们一般使用摄氏度表示温度的单位， 温度是能让人感觉到的一项数值。1742年瑞士天文学者安德斯•摄西阿斯提出：在1标准大气压下水的凝固点为0度，沸点为100度，把100度的沸点分成100份，1等份为1度。还有其他的温度单位：K（读开）。英国物理学家威廉·汤姆逊提出，表示绝对温度的单位（即热力学）。物质中的分子还有里面的原子都通过能量不停的振动。振动消耗最低能量时的温度叫做绝对零度，表示为0K,按摄氏度表达为-273.15度；荷兰物理学家华伦海特提出了华氏度，比摄氏度早30年出现。在1标准大气压下，水的凝固点定为32°F，沸点定为212°F，它们之间分成180等份，1等份就是1°F。它的转换公式是：（华氏温度-32）*5÷9。有人认为温度这项数值对我们的影响最大了，那么温度是指什么？就是冬天冷夏天热，天冷穿棉袄，下雨要打伞。我国的冬季最低气温是东北漠河，历史上最低-52.3度；海洋海底温度4度；绝对零度-273.15度；太阳表面约6000度；冰柜里的冻肉-10至-15度；地球表面最低气温-88.3度，大海深处的温度是4度——都是些既定的温度数值，温度方面嘛事都看数字。围绕温度数值，全国的天气预报是这样播报的：今天是2017年7月26日星期三，……气象局于晚20：00发布了相关气象数据，以下是未来两天的全国天气预报：今天夜间至白天，华北北部，内蒙古中部，新疆北部多云；华南中部，黄淮等地；四川盆地，江西大部份地区；浙江、福建沿岸地区……相关数据是气象局发布的，下面请听各省市天气预报。 要是“今有凉风倍感寒”，及时收看天气预报后就能“宠辱不惊，看庭前花开花落，去留无意，望天空云卷云舒。”若天空风起云涌之时，可添加衣物。依我看想拥有浪漫的情怀还得靠天公来成全作美……其实一直有疑问，为什么冰水混合物加盐会降温，而常温下的水加盐温度几乎不变？冰水混合物加盐会降温的原因是冰水混合物中的冰融化时吸热，你实践一下会发现，冰水混合物中加盐会使冰快速融化，盐的水溶液凝固点是低于0摄氏度的（和溶液浓度有关），如果所有的冰都已经融化了，那么再往里面加盐就不会使盐水的温度下降了。由上述实验可推知，冰水温度最高，冰水加盐后，温度要适当下降。到了冬天就要降雪了，路面会被撒上大颗粒的盐用于融化冰层。看来化雪到比下雪慢，这和温度之间联系紧密呀。

先民昂首问苍天，旦夕祸福靠实践。遥控卫星缚白云，扶摇直上九重天。20世纪以来，有各种类的监测科技的飞速发展，发明了很多引人瞩目的技术和设备，其中就有天气预报及其相关领域的气象卫星。这些卫星是有区别的,卫星大致分为三类:科学卫星、技术试验卫星和应用卫星。又根据其运行轨道划分，可以分为五类：近地轨道卫星，或地球低轨道卫星。另外还有地球同步轨道卫星，指卫星运行周期等于地球自转一周的顺行轨道；地球静止轨道卫星，指卫星轨道倾角等于零度的圆形地球同步轨道，位于赤道平面上空，仅有一条，以35786km/h（3600km）的速度运行，平均一分钟3.0746km/s。太阳同步轨道卫星，卫星轨道平面绕地球自转轴进动的方向与地球绕太阳公转的方向相同；极地轨道，指人造卫星每圈都经过地球南北两极，可以达到覆盖全球的目的。例如：气象卫星、地球资源卫星等一些遥感卫星常用。风云四号就属于静止卫星，是我国第二代静止气象卫星，它的主要目标是：提高多通道扫描成像辐射计的时间和空间分辨分辨率及区域观测，增强对中小尺度和灾害性天气系统的检测能力；开展大气垂直探测，实现静止轨道三维遥感，为天气预报特别是数值天气预报提供大气探测参数；在静止轨道上开展闪电观测，增加对强对流天气的检测手段；开展太阳活动和空间环境监测，加强空间天气监测预警。

别看卫星们遥远地挂在天边，可是我们天天都能应用得到它的发回的科学数据。例如遥感卫星和导航卫星：我们使用GIS系统可以绘制出市政地图、勘探地形地图甚至一些特定坐标的个性化生活地图；气象卫星：我国已经初步建成一套气象立体观测系统，涵盖了“地基”、“天基”和“空基”相结合的从地面到高空，从陆地到海洋全方位、多层次地观测大气变化。通过计算机大数据“运算”出相关数据，天气预报员通过分析这些天气图和国内外数值预报产品，并研究各类天气图表，进行讨论汇总，综合分析，做出未来不同时间段的短期天气预报。当人们关注这些国家的尖端科技之时，一种自豪之情便油然而生。大家听过一首电影歌曲叫做《飞天》吗？ “在星河灿烂里流连，期待着梦幻的童年。在你那边看我这边，岁月轻拂地改变。烟雨城廓茫茫人海，同此凉热共欢颜。一眼一世界一梦几千年……”星河璀璨，航天科技的发展为了圆五千年前万户飞天的梦想，似乎那天宫实验室就是人们探索太空深处的一截脚手架，而人类认识太空的历史，只不过还处于纯真的儿童阶段，他需要健步迈向更远的地方。问天，古往今来的文人墨客用诗词歌赋纵情四海，充满幻想；用诗文抒发所感所想，精心刻画眼前的景物。唐朝李白的《静夜思》：“床前明月光，疑是地上霜。”；朱自清的那篇《荷塘月色》“月光如流水一般，静静地泻在这一片叶子和花上。薄薄的青雾浮起在荷塘里。叶子和花仿佛在牛乳中洗过一样；又像笼着轻纱的梦。”诗人似乎在生活紧张的年月隐忍着淡淡愁绪，但仍然放不下对自然的矜持；我国的现代诗人徐志摩，他的一篇《泰山日出》就更富有浪漫色彩了，竟描绘出一幅美轮美奂的巅峰美景：“果然，我们初起时，天还暗沉沉的，西方是一片的铁青，东方些微有些白意，宇宙只是——如同旧词形容——一体莽莽苍苍的。但这是我一面感觉劲烈的晓寒，一面睡眠不曾十分醒豁时约略的印象。……东西南北只是平铺着弥漫的云气……”更妙的是，后半段诗人竟然使用“玫瑰汁、葡萄浆、紫荆液、玛瑙精、霜枫叶”来形容太阳照耀下的泰山层巅，真是辞藻精致，发人感慨。这些文中隐藏着新鲜有趣的形容词，言读者之不能闻，写读者之不能想。读了些许的文章，便觉得生活中有了浪漫的理由，有了大自然的元素。不过，这些描写只是诗人和作者写作时的点睛之笔，旨在通过文字传达出其真挚细腻的真实感受，文人墨客的喜怒哀乐、内心独白全赋予景色了。春有百花秋有月，夏有凉风冬有雪，四季轮回本无庸置疑，惊奇的是这些景色竟然可以和人们心意相通，任人描绘。也许远古时代的人类祖先第一次目睹的雷鸣电闪，第一次刀劈火种，已经让他们心生敬畏、歌颂起上天了吧，这是不是就是古人所说的“自然而然，道法自然”呢？

早在周代，我国祖先就提出了阴阳五行说——万物皆由金、木、水、火、土五种物质构成。《周易》中有“太极生两仪，两仪生四象，四象生八势”之说。战国时期的荀子认为：星坠日食，刮风下雨，春生夏长，是自然界的变化，自然界的变化又有一定的规律。继而人们对构成世界的物质元素展开了积极的探索和深入的讨论，古希腊的哲学家们甚至提出过：”物质是由不可分、不可辱的永恒的原子构成；原子在无限的虚空中的各个方向上运动，其互相结合、分离以及排列的次序、位置和原子形状的多样性，构成了纷繁复杂的物质世界。“这里提到的物质世界，现代科学研究发现，常见的物质是由极其微小的粒子——分子、原子构成。世间万事万物都是由原子构成，是直接构成某些物质的最小粒子。如果把分子看成球形的，一般分子的直径只有百亿分之几米，人们用肉眼和一般光学显微镜都分辨不出它们，即使100万个原子排成一排，其宽度也相当于一个头发丝的直径。就连我们自己也可以被量化成由7，000，000，000，000，000，000，000，000，000个原子构成。不过，电子显微镜可以帮助我们观察到这些分子和原子。也许我们都有这样的经历，就是周围有人喷了香水，一路上香水的味道很久也不会散去。或者在盛夏时节，公园里的花朵竞相开放，那浓郁芬芳的花香也十分扑鼻，而且还会吸引蜜蜂前来采蜜。这些有气味的分子的扩散属于空气分子的热运动，它的无规则运动属于布朗运动。再例如PM2.5级的悬浮在空气中的固体小颗粒，也属于无规则的布朗运动，而且气温越高，空气分子的热运动越剧烈。分子是古人无法感知的，但是他们可以根据每天观察到的天象气候，总结出有不同的物质，而且物质世界无时无刻在运动中，真是观察细致入微。这里有个分子扩散的小实验：使用家中吃剩的彩虹糖，整齐地摆放在盘底一圈，往盘中缓缓注入一些水等待一会，这时候大家就会发现彩虹糖的糖衣融化在水里了，并且形成颜色条浮在水上面十分好看。这个实验表明，糖果融化后，形成有颜色的糖水溶液，糖水溶液会不断的做分子运动，跟两边不同颜色的糖水接触，就会形成分子运动边界，也就是一种分子间的扩散现象。如果是热水的话，分子将更加活跃，那么扩散的速度就会越快，但是整体颜色就可能不那么整齐了。不仅是空气中有这种扩散现象，水里也有。如果将油滴进水中，油就会在水面上扩散开并形成一层薄薄的油层。通过这种方法甚至还可以计算出一个油分子的大小。看来多多观察，生活中就能发现科学知识。

由于天象与农耕时节的周期有极其紧密的契合关系，犹如天然的钟表，周而复始。于是古今中外的各国天文学家们，均有十分类似的天文工具的发明。据历史考证，早在新石器时代，我国古人对天象有了非常形象的认识，并且每个时期都会总结出更完备的观点并编制历法：两千多年前的汉代游牧民族认为，天为一个穹顶，地平坦而四方，北极是“盖笠”状的天穹的中央，日月星辰绕之旋转不息。春秋时期，鲁国的天文学家在天象观测中，观测到37次日食，其中33次已经被证明是可靠的。还测定了冬至和夏至的日期，留下了世界上关于哈雷彗星的最早记录。东汉时期的张衡，他著了一篇《张衡浑仪注》，称天如鸡蛋黄在鸡蛋内部一样，并且浮在水上。之后有一种学说叫做宣夜说，称日月星晨飘浮空中，动与静全靠“气”。我国远在周、秦记录下最早的关于星空的划分——三垣四象二十八星宿，在其划分上自成一体，三垣分为紫薇星垣、太微星垣、天市星垣。二十八星宿是把沿着黄道和赤道附近的星象划分为二十八个不同部分，每一部分为一宿；河南洛阳发现公园386-534年的星图，银河纵贯南北，波纹呈淡兰色，清晰细致。星辰为小圆形，大小不一……；公元940年，敦煌星图上赤道区域采用圆柱形投影，极区采用球面投影，与现代趋同；证绘于公元1116年的宣化星图据考，绘制方法为盖图式，图中心嵌着一面直径为35厘米的铜镜，象征天空的中心。外圈是二十八宿，最外层分布源于巴比伦的黄道十二宫；考古发现的公元1453年的北京隆福寺正觉殿的利用盖天法绘制的天文图，以半径不等的几个同心圆分别显示内、中、外和重规，还有联接内外规和二十八星宿距星的28条赤经线，现存1420颗星于上；圭表是中国最古老、最简单的天文仪器之一：表是直立在平地上的标杆或石柱，圭为正南北方向平方的尺，圭和表互相垂直，组成圭表。通过测量正午时的表影长度来推定解气和确定一回归年的长度和季节。战国时期的浑仪，主要用于天体的定位 和时间的测定。后经汉代张衡、落下闳等天文学家的改进。整个仪器分为三层，外层叫六合一，包括地平圈，子午圈和赤道圈。中层叫三辰仪，包括赤道环、黄道环、二分环、二至环，内加一个与赤道品行的天运环。最里面称四游仪，由选装的四游环和窥管组成。这两件天文仪器，由简易至复杂的设计构造，由单线条量天尺式的圭表，过渡到多维度的，嵌套式复杂工艺的浑仪，为天文仪器开辟了更广泛的测量。再以古希腊的文明成就为例：大约公元前5世纪，等同于我国北魏时期前后的古希腊国，发明建造了一种叫做“安蒂基西拉”的机器，它可以测量太阳日的一年365天、黄道十二宫、转动手柄可以显示一年中任意一天太阳月亮的确切位置，月亮的圆缺，月亮的周期，日月食的星宿以及预测下次的日月食的星星，等相关精确的天文周期，这个仪器有可能早哥白尼1400年预证实“日心说”；大约公元前3世纪，等同于我国汉代时期前后的古希腊国，发明出 “Skafion”型日晷，人们通过观察指针的影子，判断时间和日期。只是一个月被划分为22天，一天被划分为12等份；公元250年至公元350年，发明出可用于粗略计算纬度、地平线及天体高度的日晷，由三个相连的圆环组成：中间的圆环有两个独立的半圆环组成，其上刻有月份以及四个城市的名字，这四个城市分别是亚历山大港、罗得、罗马和维也纳，只以四个城市的所在纬度使用；公元1062年，等同于我国的宋代，发明的拜占庭星盘，在星形轮上刻着十二星座的名称，星形轮的指针代表十四颗星星，都是在天空中较为明亮的星星……成年累月的观察仰望，精进了理论成果，也促使科学家们发明创造出大批天文计量工具。这真如一首打油诗，正所谓：“同住地球村，共存一方天。文明通古今，科学无疆界。”

古人的关于天文方面的这些思考，为今天人们预留着巨大的探索空间，也激发着无尽的发明和实践热情。不过，古人对太空的观测，只是“举头望”。现在就让我们来看看现代科技的认识中，这些天文气象的真实面目吧！

仰望苍穹，世界万物均聚集在一个以大地为支撑的地球的外部圈层上，它们分别叫做大气圈、生物圈、岩石圈和水文圈，这几套系统相互维持，共生共存。人类希望有一把“量天尺“，用它规范起天的概念，大气的垂直分层是给大气层来个纵向划分，是地球大气最主要的划分方法：主要根据大气在垂直方向上温度变化的特征，大体划分为五个层次，层次之间的界限高度是不严格的，主要随季节和昼夜的改变而变化的一个过渡状态。从地面开始依次被分为对流层、平流层、中间层、热层（电离层）和外大气层。大致规定18千米以下的大气是处于对流层；18-50千米处于平流层；50-87千米处于中间层；87千米以上处于热层。大气主要由78%的氮气、20%的氧气、1%氩气、0.04%二氧化碳和少量的接近1%的臭氧、水汽、固体杂质及其他物质组成。又有一种概述，即大气层的纵切图呈现层级结构：最上层位于3000公里以上属于热层大气，太阳粒子和气象卫星活动在此区域；80公里以上为中层大气，紫外线在此处隔离；50公里以上为平流层大气，飞机适宜在本层底部对流层顶部飞行；10公里以上为对流层大气，发生降水，水汽置换等天气现象。

举个例子说：我国的青藏高原，海拔和纬度位置高，加上平流层对太阳辐射的削弱作用弱,到达地面的太阳辐射强,光照强烈等原因，造成青藏高原空气稀薄，白天紫外线光照强烈，夜晚骤寒明显的大陆性气候特征，大家经常见到当地人穿着厚厚的棉袍，却把一只袖子别在腰里，所以大家描述西藏的人们就是这样的生活情景“早穿棉袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”，早上冷时穿的厚厚的，到了下午感觉热了，把袖子摘下来。从全球角度看对流层，对流层大气的厚度由赤道向两级逐渐减少。低纬地区太阳高度角较大，大气受热较多，对流旺盛，对流层较厚；高纬地区太阳高度角较小，大气受热较少，对流较弱，对流层厚度较薄。对流层是被大家普遍熟知的天空，太阳辐射的红外线光被云层、H2O和CO2吸收，对动植物的生命活动意义重大。另外太阳辐射遇到空气分子、尘粒、云滴等质点时，都要发生散射；云层里也会发生光的反射现象。有了平流层的保护，人们抬头就可以看见风、云、雨、雪、霜、雾、雷电等的各种物理现象和物理过程了。我们可以观察到这些景色：风雨阴晴变幻，犹如人之思绪，有时候波澜起伏久久难以平静；有时候静如止水，深邃而静谧。近期出现在一处旅游景点，于三面环山，湖上的风浪就越发强劲。说明某地的风力不仅与季节有关还与这一带的地形有关。

风，若出现在雨后或者出现在秋高气爽时节。似一种“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡”的帝王的气概。汉高祖刘邦出征归来时，途径故乡沛县，设宴招待家乡的故交父老，酒酣时自己击筑(古代乐器)而歌，《大风歌》里面的一句歌词道“大风起兮云飞扬，威加海内兮归故乡，安得猛士兮守四方!”何等之豪情万丈。这里的沛县，处于江苏省境内，这里的大风，不如北方的西北风那么强劲。这里的风的产生原因很多，首先要提到的是大气的水平运动。大气为什么会运动？在地球自转和公转的影响下，会有水平气压梯度力和地转偏向力的惯性力量影响不同气压的气团，它们彼此之间是一个平衡的过程，先是按照水平气压梯度力的方向开始做水平运动，然后按照地转偏向力的发生方向的偏移。大气整体性的形成众多的气旋或反气旋，直至形成气压带。这样的格局形成了天气和气候的框架，也与世界大洋的洋流分布有直接关联。而江苏省沛县又位于中国大陆东部沿海中心，地理上地势平缓，水脉纵横，属暖温带半湿润季风气候，四季分明：冬季寒冷干燥，夏季高温多雨，秋季天高气爽，春季天干多变。那么沛公所经历的大风，不是吹来的雨前风，就是在讲他当时的心情啊！现在人们给大风编上了风力的等级:“大漠孤烟直”代表无风；“吹动着你的秀发”代表一级；“风吹面”代表二级；“红旗招展”代表三级；“将书桌纸片吹飞”代表四级；“小树弯腰”代表五级；“大风呼啸”代表六级；“迎风行走不便”代表七级；“折断树枝”代表八级；“瓦片掀飞”代表九级；“拔树倒屋”代表十级，我国东南沿海地区夏季可见；“卷起建筑”代表龙卷飓风十一二级。十级以上的风已经可以给大家的生活造成灾害性的伤害了。对于龙卷风，还有一种藤田分级（Tornadoes）根据龙卷风的风力及其破坏程度，利用测定出风每秒中的速度，将龙卷风分为F0, F1, F2, ...F5共六个等级。飓风的形成原因有很多，基本分布在海洋沿岸地区或深海区域。要知道的是所有的低气压气流，包括飓风在内，在北半球都是逆时针方向旋转的。而南半球的风暴却是顺时针方向旋转的。总的来说，由于太阳辐射受热不均，导致风的出现。一种是季风，呈周期性出现；一种是暴风。御风而行的现代设备有：滑翔机、热气球、无人机、风力发电塔、帆船等这些都属于航空领域，航空技术是人类20世纪所取得的最重大的科技成就之一，而在民用航空领域得到了空前的发展和惊人的成绩。同时风又是一种清洁能源，我国几处著名的风力发电厂有新疆达坂城风力发电厂、南澳风力发电厂、内蒙古辉腾锡勒风力发电厂。实际上风力发电，是把风的动能转为电能。分为陆地风能发电和海上风能发电，这种驱动能源可再生、环保、可长期发电是几种常见的清洁能源之一（太阳能发电、风力发电、潮汐发电、核电等）。

雨，小云滴的积少成多，出现在冷热气流交汇，形成锋面降雨，犹如“水光潋滟晴方好，山色空蒙雨亦奇”的诗情画意，有时雨还会和太阳玩耍，形成湿热环境下的自然降雨——太阳雨，多么精灵顽皮。“空旷的群山沐浴了一场新雨，夜晚降临使人感到已是初秋。皎皎明月从松隙间洒下清光，清清泉水在山石上淙淙淌流。”影响降雨的水汽上升凝结，最初只是水汽，但是空气中存在着无数悬浮微粒，周围气压因此逐渐降低，体积膨胀，当水汽接近饱和，就会凝结成小云滴或冰晶漂浮在空气中形成云。水汽分子继续不断的凝结、大小云滴在不断运动中合并，云滴增大为雨滴，当空气托不住是，就形成雨雪。天空会形成三种降水——地形雨、锋面雨和对流雨。1742年瑞士天文学者安德斯•摄西阿斯提出的，表示：在1标准大气压下水的凝固点为0度，沸点为100度，把100度的沸点分成100份，1等份为1度。拿起探针，测试水的温度。探针十分敏感，利用金属皮将冷热感传给内部包裹的铂金属温度传感器，再利用液晶显示屏显示温度数字。相对湿度是指，（在特定温度下空气中的含水量与最大含水量的百分比，）空气中的含有的水汽越少，空气越干燥，反之越潮湿。空气中的干湿程度称为“湿度”。空气的湿度太大，也会形成降雨，就像之前提到的太阳雨。 “莫听穿林打叶声，何妨吟啸且徐行。竹杖芒鞋轻胜马。谁怕！一蓑烟雨任平生。料峭春风吹酒醒，微冷，山头斜照却相迎。回首向来萧瑟处。归去，也无风雨也无晴。“这首流传了上百年定风波写出苏轼黄州（今湖北省黄冈市）郊外途中遇大雨乃吟啸徐行，抒发了其不畏境遇的情怀。黄州区位于长江中游北岸，西南濒长江与鄂州市相望，东面临巴河与浠水县毗邻，西北部与团风县接壤，三面环水，北靠山区，夏天潮湿多雨，也算是古人如实记载了黄州这个地区，夏季常有降雨的佐证。局部地区的降水过程也许是一个稍大的水汽循环圈。水循环是指地球上的水从地表蒸发，凝结成云，再以雨、雪等形式降落到陆地上，形成径流，积累到土中或水域，再次蒸发，周而复始的循环过程。

云，如曲水流长，变幻莫测，像一种天气的表情。云是大气中水汽凝结或凝华而成的水滴、过冷水滴、冰晶或者它们混合组成的漂浮在空中的可见聚合物，云是地球上庞大的水循环的有形的结果。细细端详漫天舒云，有说像小猫的，有说像汽车的，像棉花，亦或是像流动的水。观云识天，云是今年气象日的主角，翻一卷《国际云图集》。看一看它们的形成位置和大致形状。云可分为中云和低云，中云大约散布在天空2000-6000米处，常见的有平行滚轴云、荚状高积云、堡状高积云等；低云大致散布在2000米以下，常见的有晴天积云、中展积云、云街、浓积云、积雨云、层云、层积云、地形层云等。如果你发现了更微妙的天气现象伴随着更奇特的云彩，赶紧查查图集，兴许是发现了新的种类。一片云彩，一方土地 ；几番耕耘，几番劳作。仰首看天，俯身种田，祖祖辈辈的农民靠天吃饭，苑囿于天。“锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”雨露滋润下，庄家秧苗喝饱了水，充盈了泥土地。农民脸上的皱纹舒展开了，唱着山野小调，喝一口黄茶、老酒，看一看朗朗天际，无比惬意。但是如果遇到气象问题，就会影响收成，让粮食减产。很多农业学家都在研究让粮食增产增收的方法，对待春旱天气，人们想到人工增雨的办法：人们利用增雨飞机、高射炮、火箭弹等设备运送增雨的催化剂，促进小水滴融合，或主动吸收周围水分形成冰晶并下落，下落过程中预热空气融化并聚集成大的水滴，形成降雨。总之，人工影响天气主要可以人工增雨（雪）、防雹、消雾等，可以为防御干旱、减轻冰雹损失、减缓霜冻灾害、增加水库蓄水和高山积雪、提高机场和公路能见度、森林草原防火和灭火、缓解大气和水污染等提供服务。

地球平流层，主要油干洁空气、水汽和悬浮在空气中的固体杂质所组成的。人之生命，在于呼吸之间，而吸进氧气，呼出二氧化碳。平流层里的臭氧可以吸收大量紫外线，包括X射线、γ射线，占太阳辐射总能量的7%。平流层也是飞机飞行的高度，由于水汽、悬浮固体颗粒、杂质等极少，天气比较晴朗，光线比较好，能见度很高，便于高空飞行，并且顾名思义空气以平流运动比较稳定。低于这一高度有很多天空是飞机的“禁行区”。但是需要在起飞的一段时间穿过低空到达平流层，飞机又是满油满客的状态，例如对流层上部有一条狭长的急速流动的空气带，这些风带又数千千米长，数百千米宽。急流中的风速可达每小时300千米；再例如由于靠近山岳的高空中空气呈现一种复杂和无序的状态， 会有由山引起的强气流“山岳波”扰动的紊流空气，如果空气潮湿还会呈现滚轴云或波状云的标志，机长就要果断地避开这样的空中路线。另外，飞鸟飞不到这个高度……种种原因使客机在平流层飞行更加安全。不过现今的科技发展，功能更强大的飞机正逐渐被科学家发明出来，例如我国国产大飞机C919。C919飞机的翼展，35.8米，飞行时并不会因为空气阻力而爬升缓慢。相反可以利用机翼升力使飞机以最小阻力让飞机在刚起飞时往高空爬升。根据伯努利效应，它是流体作稳定流动时的基本现象之一，空气和水都属于流体。流体流速越大，压强越小；流体的流速越小，压强越大。由于机翼的纵切面显示上面是圆圆的鼓起来的，空气流动最大产生了压力差，使飞机在爬升时产生机翼升力。机身整体造型也是流线型的，而它的发动机使用大风扇吸进更多的空气，压缩空气爆炸形成巨大的后推力，让飞机像只大铁鸟一样“飞翔”。

雷霆乍起，四海翻腾，五洲震荡，声嘶力竭；霹雳电闪可是本杰明·富兰克林最钟爱的大规模放电现象，是现代建筑之外的天然奇景。由于声音的传播速度比光要慢，声在空气中的速度是340米，也就是每秒大约一公里3秒钟，而光在真空中的速度为299792458千米每秒（太阳辐射的光速），所以我们当然是先见其形，再闻其声了。天空中带不同电荷的云相互靠近时发生互相摩擦，或带电荷的云与地面靠近时，都会发生大规模的放电现象，我们把这种不规则的天然电弧叫做闪电，打雷的过程中发生电荷中和。相类似的电象有极光、雷暴、闪电。整个过程发生时产生能量转换，温度高达几万摄氏度，使周围空气急剧膨胀，发出巨大响声，我们称之为打雷。不知大家关注过飞机穿越雷暴的新闻没有，场面可是惊出一身冷汗。自然环境下闪电的的平均电流是3万安培，最大电流可达30万安培。闪电的电压很高，约为1亿至10亿伏特。一个中等强度雷暴的功率可达一千万瓦，相当于一座小型核电站的输出功率。不过飞机大多可以安然无恙的穿过去，都要归公于飞机杰出的避雷设备。飞行的机翼和尾翼等数个地方装有能排放静电的“放电装置”。放电装置是一个长约10厘米的细棒状物体。如果飞机在飞行中遭到雷击，放电装置就能起到避雷针的作用。一些飞机在遭雷击后，会发现飞机表面会出现外皮脱落，类似于某种刮痕，而机内乘客都不会受到影响。只要飞机检修时机长准确地把情况向设备组的工作人员汇报，然后对飞机仔细进行检查，遭到雷击的问题也能及时得到解决。书里是这样形容雷鸣电闪的：一道电光像把利刃刺破了黑色的天幕，大地也被闪电照得通亮，紧接着，震耳欲聋的巨雷在耳边炸响……。雷电是“十大气象灾害”之一，虽然发生的时间极短，但它可在瞬间达到数十万伏高压，或使温度升至600℃左右，所以可引发燃烧、爆炸，造成人畜伤亡，破坏力极大。那么有人想过使用一种雷电采集器收集的？由于雷击或者一次云闪瞬间释放出的能量大约在300千瓦以上，无法使仪器一下承受如此高的电流，至今还没有谁能收集雷电。但是据传说，科学史上有过一次著名的费城实验，本杰明·富兰克林在1752年用风筝把雷电引入到莱顿瓶中（最初的电容器），并且肯定雷电是一种大规模的放电现象。也许这只是人们纪念本杰明的一种方法，因为通过研究电学的理论，他发明了避雷针。

如果您手上有一截导线和一节1.5伏干电池，还有一个小灯泡，就能用它们制作一个简单的电路。我们都知道，当奥斯特发现电流的磁效应后，认识到可以通过磁产生电流，电流也可以产生磁后，爱迪生发明了电灯，法拉第进一步证实了电现象和磁现象之间的关系，展开了电气时代的新篇章。可要是把干电池想象成一个直流发电机呢？在我们上课时，也许有一台手摇发电机跟灯泡连接起来，发电时线圈在磁场中转动，可以看到灯泡持续发光。这表明，电路中有了电流。直流发电机的工作原理就是把电枢线圈中感应产生的交变电动势，靠换相器配电刷的换向作用，使之从电刷端引出时变为直流电动势。交流发电机的基本原理和直流发电机相同，区别是前者是通过金属环将感应电势引出，这样产生的电流随着切割磁感线的N/S极的变化而变化。当然日常生活中我们要了解一些防雷避险的知识：平时外出要收听天气预报，遇到暴风雨尽量不到树下、广告牌、旗杆、铁塔附近，不要到空旷地带行走或骑行在自行车、马背上，尽量将身体蹲低或到地势低洼处降低身体高度，田野中的小草棚和草木垛也有可能不太安全。如果附近有商店、超市等建筑物请进去避雨；雷电交加时，室内由其是高层建筑，请注意关闭门窗，停止使用有室外天线的电视，其他家用电器拔掉电源，手机也要少用。在生活用电上，我们可以使用试电笔来判断插孔和电器是否有故障，保障人身安全。及时检查电箱保险丝、插座插销的使用情况，及时清理周围杂物和灰尘保障用电安全。电工操作时，要分清确保闸刀开关，区分零线火线衔接，了解家用电器的电路电压，避免使电流过大烧毁电器。另外所有人不要接触低压带电体，不要弄湿电器，不要破坏绝缘防护等，这些都是十分重要的。

由于日地相距约1.5亿千米，距离适中，太阳总是辐射一定的热量，使地球平均保持在适宜的温度。太阳的辐射不仅带给地球可见光线包括赤橙黄绿青兰紫等，还有两种有用的光线种类：首先红外线是太阳热量传播方式，而大气层云量可以削弱太阳辐射。这些主要取决于云量、尘埃、二氧化碳浓度等，例如同纬度的四川盆地和青藏高原之间的太阳辐射的强弱就很不一样；一天之内，地面的反射作用以及太阳高度不同，气温也会出现不同，那么一天之内，什么时间温度最高，什么时候温度最低呢?通常“黎明前的黑暗”是一天之中最冷的时刻，而在午后十四点左右温度是最热的。举个例子来讲：北京地区12月22日前后冬至时分，太阳离地球最远照射南回归线，有9个小时的白天，大约7：30分日出，16：30分日落。共有15个小时的夜晚，夜晚时分太阳落山，地面开始将白天的热量发散出来直至黎明前散失殆尽，温度降至最低。白天太阳升起辐射热量，地面吸收热量，周而复始；北京的6月22日前后夏至时分，太阳离地球最近照射北回归线，有15个小时的白天，大约4：30日出，19：30的日落。共有9个小时的夜晚，白天吸热时间长，故而夏天的夜晚也十分炎热。另外，物体辐射是以电磁波的形式传播能量，自身温度越高，向外辐射的电磁波的波长越短；反之温度越低，向外辐射的电磁波的波长越长，这里说太阳是个热核聚变的气球，其表面温度约为6000℃，它当然以短波辐射炙热能量了，而地球上的地面本身吸收太阳的能量，辐射的方式当然是长波了。最终，大气层中的水汽、CO2对电磁波的吸收具有选择性：只吸收太阳及宇宙中的红外长波。因此，地面以长波辐射的形式向外释放的热量大部分又被大气吸收，然后又以大气逆辐射的形式将热量换给地面，给地球保温。这对人们的生活太重要了，植物需要太阳光进行光合作用，地球上各圈层的循环，昼夜和四季的交替等。大家可能都玩过这样的游戏，就是拿一面小镜子反射太阳的光，这时候一道很亮的光线就能照在前方了，抑或大家玩过利用放大镜将光线聚集在一个点上，时间一长这个点就冒烟了。这些游戏证实了太阳光是一种能量。不知道大家使用过红外线测温仪和光伏太阳能板么，一些夜视镜、测温仪通过捕捉物体的热辐射，测定摄氏温度或确定其所在位置；光伏太阳能板用于一些地区的热水器上，光伏太阳能板内部是封装好的太阳能电池，吸收一部分波段是300nm（nm纳米，长度单位，表示1*10-9米）到1100nm以内的红外光和可见光。这里总结一下：太阳光具有光热效应、光电效应和光伏效应。而光伏效应又叫光生伏特效应，指光照射在半导体太阳能电池上，产生电位差的现象，从而储存电能。一个标准的300W（W瓦，电工单位，电压(V) *电流(A)=瓦(W)）的光伏太阳能板在我国大部分地区平均每天发电量是1度，一度电的有很多用途：可以支持电视机播放10小时；让25瓦的灯泡连续点亮40小时；家用空调运转1.5小时；家用冰箱运行一天；家用电风扇运行15小时等。我们的生活中大部分用火电发电，要使用煤炭、石油、天然气等的化石能源，会产生一定的污染和资源浪费，但是使用太阳能设备就可以节约资源。大家可能还知道光伏发电小车，这种小车也是通过吸收太阳光获得动力运行的，光线越强，奔跑越快。生活中的新能源太阳能汽车、卫星供电、太阳能塔式发电设备等都属于光伏发电。据说，以地球上的现有化石燃料，就只能再用100年，每个国家的相关资源的储存量仅供一个星期的各种消耗。新能源的开发迫在眉睫。科学家依据不同的气候类型，利用相应的设备发电，例如我国新疆柴达木等地区适合建设太阳能光热电站；我国新疆、青海、甘肃、内蒙古地区适合建设风能发电。这两种也是我们常见的发电类型。另外有核聚变反应堆发电，也就是核能托卡马克发电。实际上核能发电是按照太阳产生热量的方式——热核聚变，托卡马克是一种磁约束来实现受控核聚变的环形容器。原理是人工建造了核能反应堆，让氘原子和氚原子聚合产生氦原子和一个中子,同时释放能量。产生的能量是核裂变所放出的四倍。在长江的河底，我们还在建造的“人造太阳”国际热核聚变实验堆(ITER计划)，十年来，我国先后建成并升级改造了中国环流器二号A和东方超环EAST（是超导托卡马克核聚变实验装置，全称先进实验超导托卡马克。它是第一个具有非圆截面的大型全超导托卡马克装置及其实验系统），近期东方超环试运行实现了稳定的101.2秒稳态长脉冲高约束等离子体运行。科技的一小步将是人类的一大步：据说研发一旦成功，将是人类解决能源问题的终极对策，将有上百年的碧海蓝天。

实际上，太阳还包括紫外线，紫外线包括X射线、γ射线。说起X射线，大家有没有想到医疗方面的核磁共振（MRI）？也有的人想到更多类似的技术——B超、彩超、X光片、CT、MRI。这些都是在十分安全可靠的医疗技术，利用它们检查身体，我们就能轻松的解决病患问题了。他们的区别好有一比：有人讲这种看病的方法比作买西瓜：X 光检查，就是给瓜拍个透视照挑瓜；CT 检查，就是把瓜切成一片一片看瓤挑瓜；B 超检查，就是拿手拍一拍瓜，听回个声挑瓜；核磁共振检查（MRI），就是拿起瓜摇一摇，再观察挑瓜；彩超就是彩色的B超。是不是分辨清楚了呢？这里联想到伦琴射线，也就是X射线。原理是利用伦琴射线管，使电子在管内的输入端阴极向输出端阳极加速运动，电子到达阳极时获得动能。也就是说由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极，会产生包括X光内的各种能量的光子，得到电子的动能。医院使用X射线拍摄病人身体的病患部位，也就是以上的显影透视的开山鼻祖。

现在咱们站在艺术家和诗人的角度看待太阳光，它是一种复色光，而大气中的水滴等微小颗粒对各种波长的光具有不同折射率。色散后，光呈现出不同的颜色。色散，可以简单想象为把一缕阳光拆开来看看，发现里面的颜色可真是不少，赋予大自然五光十色的外表，我们每天接触的手机全彩屏和电视机都远远达不到这么多颜色。“接天莲叶无穷碧，映日荷花别样红”自然界中的颜色流光溢彩，丰富多样。可是为什么会有五颜六色的光呢？原来这些不同颜色的光实际上是因为电磁波的波长不通过而引起的。波长的衡量单位是“埃”， 表示光波的波长。例如红颜色，大约6000埃左右；黄颜色，大约5600埃左右；绿颜色，大约5000埃左右。不知道您想到牛顿色盘了么，当人们把七种颜色画在圆纸盘的两面并转动它们，您就会发现纸盘变白了，这可以证明白光是由七种颜色混合在一起得到的颜色。雨后的彩虹就是光通过天气里的水滴发生散射，呈现出七彩的色光；太阳的日晕现象，周围出现一圈七彩的光环。这种天气现象是阳光通过大气层，与无数小冰晶发生了光的色散，各种颜色按照红橙黄绿青靛紫的顺序排列。这些色光还能相互融合改变为其他颜色，例如红光和绿光能合成黄光；绿光和蓝光能合成青光等等。

这时您也许会想到，世界的万事万物都有这么多色彩，不如去把好风景拍下来吧，那真是太好啦，不过为了景物更清晰就要选定好曝光角度，光线太强烈容易模糊线条，太暗又曝光不完全景色乌黑一片。最好看的照片，第一要有好的比例关系，第二要有光线立体感，第三要运用一些拍摄技巧。例如如何拍出摄影圈里常说的“丁达尔效应”或云隙光。您可以选择在天气是雾天和雨天空气湿度大或是某处早晨的情况拍摄，同时光线要十分充足，这时候光照耀在一些阻挡物上包括人身上会出现光晕，而这时光线如同舞台布景灯照射的效果，则也被称为神圣的“耶稣光”，光与影的完美结合，使天然奇景尽收眼底。也有专业人士可以利用手动曝光的方法完成拍摄，似乎展现出照相机这一光学设备是如此的神秘。照相机是利用透镜能成倒立缩小实像的原理制成。为了拍出照片的最佳效果，我们可以在照相机前加上更多的配件，例如：广角镜头、增距镜头、微距镜头、UV滤镜、偏振镜等。广角镜头里面的实际上就是一个倒望远镜系统，其物镜是一个凹透镜，目镜是一个凸透镜，然后微调之间的远近距离对光。而增距镜头里面是个正德望远镜系统，凸透镜在外，凹透镜在内。微距镜头实际上就是一块凸透镜，放在相机镜头前面，用来放大景物。UV镜又叫做紫外线滤光镜使照片线条清晰有质感，偏振镜则可以提高色彩对比度，使颜色更浓，减少反射光。当然环境不同需要选择不同的镜头。

既然光是一种波，那么光进入大气后波长较长的色光例如红光，容易透过大气射向地面，波长短的蓝光、紫光灯很容易 发生散射现象，被散射在天空的蓝色、紫色光就被大家看见了。利用多普勒效应的理论，将光和电磁波联系起来，实际上为大家引申到卫星移动通信了，卫星通信以微波为载体，微波是指波长为1m~1mm或频率为300MHz~300GHz范围内的电磁波，它是直线传播的。于是卫星通信由通信卫星、地球上的卫星地面基站组成的，使微波通过卫星中转实现地面基站的通信。我们还都知道，普通的移动通信实际上是指用户拨打电话发出信号给一个基站，地面基站负责将范围内的电话信号传输到移动电话局，实现移动电话之间的通话转接。为了避免干扰，每个区域和相邻的小区之间载波频段都不一样。卫星移动通信系统是以太空的通信卫星为基础，在全球或区域范围内为行驶的车辆、船舶、飞机等移动体提供通信业务的通信系统，也是通过通信卫星作为中继站，让电话局和移动物体进行通信的。不过最贴近生活的还是近距离无线通信，泛指在较小区域内收发双方通过无线电波传输信息的通信技术。例如蓝牙，大多支持10米内的通信，工作频率2.4Hz。我们通常使用的无线键盘、鼠标、耳机、车载设备等都能应用到。另外Wi-Fi也属于无线通信，在一些博物馆等的公共场所就会配置Wi-Fi热点，以方便大众使用，也可以省去铺设众多电缆。

气候一词源于古希腊文，意为“倾斜”，指冷暖同太阳光线的倾斜角度有关。气候的形成是大气层状况决定的。我们刚刚说过：最接近地球表面的大气层，空气移动时以上升和下降气流为主的对流运动，其厚度在天上各处不一，在地球两级上空平均约为8千米，赤道上空平均约为17米，大气中的水汽几乎都集中于此。气候变化与人类的生活息息相关，甚至营养着人类的相貌、高矮胖瘦以及肤色。在寒带、温带的高纬度地区，光照较弱气温偏低，这里大多是白皮肤高鼻梁的外貌特征，有利于保存热量；而热带地区的人，由于光照强，温度高，皮肤较黑，鼻子较阔，有利于身体散热，这些面目特征可谓是融入到血液中，代代相传啊!气候类型被现代方法划分为干旱型、湿润型、寒带气候、高原山地气候四种。例如我国气候类型分布，东北部地区一月份太阳直射点在南半球，我国境内的太阳高度角达到一年中的最小值。同时蒙古、西伯利亚的寒冷空气时常南下影响我国北方，是我国秦岭-淮河以北地区的气温均在0℃以下。东北部7月份太阳直射点在北半球，我国境内的太阳高度角较大，地表获得的太阳光热较多。又因为，东北部地区，冬季受蒙古高压散发出来的西北季风影响，夏季受海洋上副热带高压影响，故而，我国东北部地区属于温带季风气候类型；西部地区由于喜马拉雅山脉和青藏高原的地势影响，阻挡了南亚季风带来的湿润气流，纬度高。一月份受形成了干旱型气候。 当然气候的成因有三个因素：太阳辐射，地理因素和洋流。太阳辐射是地面和天气热量的来源，地面接收热量的差异是区域气候形成的主要原因。例如地球的南北两极，都属于极地气候。每年春分（3月21日前后）至秋分（9月23日前后），阳光直射北半球，为北极点极昼期；秋分至次年春分，阳光直射南半球，则为南极点极昼期。
而物候是人们总结的植物气候的周期规律，这里观察的是目所能及的周围景物的特点。古人以切肤所感，亲眼所察，识宇宙万物的周期变化，以至于气候与物候在某种情况下，难分彼此。黄河流域的农民利用观测天体在天空的位置，详细记载了太阳和地球的公转，并结合农耕时令加以标记。并且发现一年365天，十二个月，每月会有两次日月的交会，每年24次，这就是二十四节气的来历。有首诗歌大家一定非常熟悉：“春雨惊春雨惊春清谷天，夏满芒夏暑相连。秋处露秋寒霜降，冬雪雪冬小大寒。每月两节不变更，最多相差一两天。上半年逢六廿一，下半年逢八廿三。”也就是说节气被基本固定为，上半年在6日、21日，下半年在8日、23日，最终平均到每个月有两个节气。这是阴历和阳历间的契合点，就是日期虽然相错开，但每个月的两个节气平均分布在本月的上半个月和下半个月，相差不出1-2天，上半个月称为“节“，下半个月称为”气“。它联系了与阳历对应的太阳和地球的位置关系，宏观地介绍每一个节气所对应的天气现象和星座。并且结合中国的阴历科学地诠释出的各种生活节奏，现在仍然十分的重要。我们可以从中找到规律，农历年的正月到三月为春季，四月到六月为夏季，七月到九月为秋季，十月到十二月为冬季，就像个固定的时间表。还有人对日历的表格进行了思考，发现普通日历是7乘以6的表格。并找出表格每一列数上的规律，竖着看：有七组数是固定的，例如，1,8,15,22,29为一组，表格13*7的方格，组合重复出现。总之就是以每周7天为一个周期，是不是十分有趣呢？很多书上都记录，若想身体康健，一定要遵守二十四节气的作息规律。一年之季在于春，立春，是一年中的开头；雨水，气温回升，降水增多；惊蛰，乍暖还寒，天气干燥；春分，被誉为春天真正来到之时。清明，气温大多升至12~14℃以上，气候温和，适宜出门踏青；谷雨，春天的最后一个节气，寒潮基本结束，升温快，有利于农作物生长。夏季，万物生长，竞相自由。立夏，代表夏天来到，暑热将至；小满，小麦等一批夏熟作物饱满；芒种，大麦、小麦等作物成熟；夏至，三伏天就要到来；小暑，天气开始炎热，但还未到最热的程度；大暑，正值中伏前后，我国大部分地区为一年中最热的时候；立秋，暑热未退，秋老虎继续，雨水丰厚；处暑，早晚清凉，中午炎热；白露，只温度降低后在树叶上凝结的水滴，表示天气转凉；秋分这天，开始昼短夜长，天气转冷；寒露，意思是气温比白露时更低，地面的露水更冷，快要凝结成霜了；霜降，秋季的最后一个节气，树叶结霜；立冬，冬天来临；小雪，表示部分地区开始降雪，雪量不大； 大雪，大风降温，降雪频繁；冬至，白天最短，黑夜最长；小寒，开始进入一年中最冷的日子；大寒，全年最后一个节气，一年中最冷的时节。2016年11月30日，中国“二十四节气”被正式列入联合国教科文组织人类非物质文化遗产代表作名录。日复一日的年月，年复一年的周而复始，二十四节气有效的帮助农民归纳农时，规划时间，可用平时易懂的词句，记住这些时间节点。
广袤星空是每天都要进行观测的，或是阶段性每月定时观测，如果单通过望远镜观看，又未加整理是谁也无法看懂的，于时人们就将星星划分成区域并串联在一起便于识记。真正的天文爱好者们，需要夜晚用望远镜和记录本定期观测，标注（宫区）坐标，星星的亮度，星座所对应的季节。那么现在，我们头顶星座是什么样子的呢？斗转星移，还是先看看几个最有趣味的星座吧！大熊座是北方天空中最明亮、最重要的星座之一，著名的北斗七星就在这个星座里。大熊座一年四季都能看到，春季黄昏后是观测它的最好时机。大熊星座有一百多颗肉眼可见的星星，其中有6颗二等星，6颗三等星，此外还有不少四等星。6颗二等星都分布在“北斗”上，所以北斗七星在大熊座中特别醒目。春季的黄昏后，这只大熊高高地倒挂在北方的夜空中，尾巴(即斗柄)指东，因此，我国古代人们把大熊座看做是报春的星座；天鹰座大半浸于银河中，偏于银河的东岸，是秋夜天空中最壮丽的星座之一。在它的北方，有两个同样壮观的星座，即银河西岸的天琴座和银河之中的天鹅座。这三个星座鼎足而立，相映成趣在这只雄鹰的心脏，有一颗天鹰座中最亮的星，我国称它为河鼓二，即牛郎星。在牛郎星的两侧，还有两颗星星，它们就是传说中牛郎织女的两个孩子。从5月初到12月中旬，我们都能在上半夜星空中看到牛郎和他的孩子们，尤其是在农历七月初七前后，牛郎和织女便高挂在黄昏后的夜空中；天琴座是夏季夜空中一个美丽的小星座，它是“夏季大三角形”的一个组成部分。天琴座中的主星天琴α位于银河以西，我国称它织女星。在织女星附近有四颗小星，组成一个小小的菱形，传说就是织女织布用的梭子，织女一边织布，一边抬头望银河对岸的牛郎和他们的两个孩子(天鹰座中的三颗星)；仙后座在北纬40度及以北地区，一年四季都能看到。由于它与北斗星分立于北极星两侧，两者东升西落的顺序正好相反：一个升至最高时，另一个下落至最低，因此，在秋、冬季节的上半夜，即北斗星位置较低(看不见或看不清)、而仙后座却较高时，我们可以利用仙后座来确定北极星：从“w”宇的外侧两边向南延伸的交点与中央Y星的连线，向北延伸约5倍便与北极星相遇。这些星座也同时出现在古希腊的天文文献里，以神话传说的形式流传很广，并因此为大家熟知。
人们通过观察星星在所在位置上空的固定位置总结出一些天文规律，人为设定了便于农业生产的时间，形成历法。而今年上半年，农历的编算和颁行纳入国家标准范畴，要求公开发行的日历产品必须包含公历和农历的日期对照以及二十四节气，符合标准规定的编排规则、计算模型和精度及表示方法。这就从官方的角度肯定了阴历的地位。但是阴历和阳历之间是有差异的。我国的阴历由来已久，其渊源可溯于夏朝，故又有"夏历"之称。阴历为了与阳历相同，产生了闰月的计算，称为历法置闰方式。闰月大概是十九年七闰。因为是阴阳历，所以要兼顾太阳和月亮，照月亮的圆缺即朔望月安排大月和小月，一个朔望月的长度是日，是月相盈亏的周期。由于每个月都要保证十五或者十六是满月，所以每个月大约是29.5306日。一般年份12个月就只有355天。这样一年年累计下来，会和季节脱节（因为地球公转周期是365天）。所以每三年左右要加一个月，使得农历年在长期平均上与公历年的长度一致，大约是365.2425天，加的这一个月就叫做闰月。而闰年应是实际的精准时间一年365.2422日和约数365天的差数所致。因为一年被算为365天，这样四年之后就比实际的时间少了近一天。为了弥补差值，农历历法中规定4年设一闰，公历规定每400年97闰，不逢百的年份能被4整除的，就是闰年。
那么追根究底，四季究竟是怎样界定的呢？自古以来，我国人民对四季的划分就有很多研究和记载，大致分为五种：一，阳历。3月到5月为春季，6月到8月为夏季，9月到11月为秋季，12月到第2年的2月为冬季；二，阴历。我们发现这与阴历是有差异的，农历1月到3月是春季，4月到6月是夏季，7月到9月是秋季，10月到12月是冬季；三，节气。我国古代以立春、立夏、立秋、立冬作为四季的开始。这都是观察地球在轨道上的位置后定立的，并且被现代科学证明十分准确；四，物候。桃枝新绿，迎春花开，春天来到；绿树成荫，蝉鸣蛙噪，夏季来临；百草丰茂，硕果累累，时至秋季；万物凋敝，风雪飘零，入冬时节；五，气温。它是用5天平均气温的高低作为划分四季的指标：平均气温稳定在10℃以下，称为冬季，稳定在22℃以上，称为夏季，稳定在10至22℃之间，就是春季或秋季。最后一种的划分方法可以说是更科学的，但是前四种方法公认度更广泛。但是实际上并不是所有地区一年之中都可以划分四季的。由于我国地处温带地区，所以才能划分出春夏秋冬四季。但是如果居住在南北两极的人们，那里的环境常年白雪皑皑，一年之中大半部分被冰雪覆盖，就划分不出四季了。南极洲，被称为世界第七大陆，其上结成了厚厚的大冰盖。大陆平均海拔高度2350米，居世界各大陆平均海拔之首，冰盖的平均厚度2160米，最大达4776米。那里寒冷干燥，风力强劲，极端最低气温曾达-89.2℃，因此极少有人到过。但是有很多企鹅、海豹和珍稀极地动物生存在南极；北极地区，以北冰洋为中心，北冰洋面积约1475平方千米，有2/3的洋面为永久性海冰，冰层后平均3米。四周是众多的岛屿以及北美洲和亚洲北部的沿海地区，中部地区最冷月平均温度-47℃。北极生存着北极熊、北极鲸等珍稀动物。这两个极地，夏季极昼，全天太阳照耀没有黑夜；冬季极夜，全天黑夜不见阳光，极光绚丽多彩，犹如荧光的焰火，舞动飘散。即使是阳光普照，南北极点的太阳直射高度也只是20度，周围地区太阳高度会发生不大的变化，而且几个月都是如此。
科学发现，我们至今仍生活在冰河时代，这一时期从1200万年前就开始了，说明人类已经适应了现在的自然环境。但是随着人类活动的进步，工业时代来临了。大机械生产和流水线生产，大大提高了生产速度，进而改变了人们的生活方式。污染也随之产生，导致全球气候变暖，温度升高。造成了两级冰川融化。就北极海冰来说每年以8%的速度融化着，至使作为地球历史的有力考证依据——冰芯，在逐渐被破坏。珠峰极其周围的冰川至今萎缩了3%，雪线升高3180米，且冰川消融的速度在逐年加快。目前发现珠峰顶峰周围冰川的边界自1962年来已经回退了400米，而一些较小的冰川规模缩小了将近一半。不到1平方千米的冰川消失得最快。喜马拉雅冰川和冰盖也开始消融，这被认为是亚洲的水塔，下游人口的农业、饮水和电力生产都要依靠冰川融水。例如印度河、恒河和雅鲁藏布江等河流都在一定程度上依赖于季节性的冰川融化；厄尔尼诺与南方涛动（ENSO），指赤道附近太平洋东西处之气压变化，带动的温暖海水，影响鱼类的成群移动，破坏珊瑚礁的生长。据科学家预测大堡礁里的珊瑚将在2050年消亡；拉尼娜造成的西部低压引起了印尼和澳大利亚不寻常的强降雨等。动感劲爆的迪斯科舞池，会使用光球增加室内的光感效果，因为它能够在很短的时间内合成许多颜色，或者打出更多束光。但是光污染建筑物可以导致温室效应，城市里的汽车尾气污染导致碳排放量超标等问题也让环境紧张起来。人们制定了很多碳排放环境保护标准，例如：国际排放贸易机制与制定

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