大氣保溫效應(yīng)
簡(jiǎn)稱“大氣效應(yīng)”。大氣具有允許太陽(yáng)短波輻射透入大氣低層，并阻止地面和低層大氣長(zhǎng)波輻射逸出大氣層的作用。這種作用使大氣溫度保持較高的水平，故名。20世紀(jì)初期前，人們?cè)`認(rèn)為玻璃溫室(不經(jīng)人工加熱的養(yǎng)花房)保溫機(jī)制與大氣這種保溫機(jī)制相同，因而將它稱為“溫室效應(yīng)”
溫室效應(yīng)
溫室效應(yīng)是指透射陽(yáng)光的密閉空間由于與外界缺乏熱交換而形成的保溫效應(yīng)，就是太陽(yáng)短波輻射可以透過大氣射入地面，而地面增暖后放出的長(zhǎng)短輻射卻被大氣中的二氧化碳等物質(zhì)所吸收，從而產(chǎn)生大氣變暖的效應(yīng)。大氣中的二氧化碳就像一層厚厚的玻璃，使地球變成了一個(gè)大暖房。據(jù)估計(jì)，如果沒有大氣，地表平均溫度就會(huì)下降到——23℃，而實(shí)際地表平均溫度為15℃，這就是說溫室效應(yīng)使地表溫度提高38℃。
陽(yáng)傘效應(yīng)
正當(dāng)大多數(shù)人為“溫室效應(yīng)”而憂慮的時(shí)候，一些人關(guān)注到一個(gè)與“溫室效應(yīng)”相反的事實(shí)，人類的生產(chǎn)生活、戰(zhàn)爭(zhēng)、森林草原火災(zāi)、火山爆發(fā)等人文與自然的活動(dòng)（例如海灣戰(zhàn)爭(zhēng)的黑煙和最近報(bào)道的南亞褐云），向大氣排入大量的煙塵，這些彌漫于大氣中的煙塵能散射太陽(yáng)輻射，削弱到達(dá)地面的太陽(yáng)輻射，這種作用猶如地球的一把“遮陽(yáng)傘”，被稱為陽(yáng)傘效應(yīng)。陽(yáng)傘效應(yīng)的產(chǎn)生使地面接受太陽(yáng)輻射能減少，且陰、霧天氣增多，影響城市交通等。據(jù)聯(lián)合國(guó)政府間氣候變化委員會(huì)的評(píng)估報(bào)告，包括人類活動(dòng)在內(nèi)造成的地球大氣中的煙塵粒子的陽(yáng)傘效應(yīng)，其降溫值相當(dāng)于全球溫室效應(yīng)升溫值的20％。換句話說，如果沒有煙塵粒子的陽(yáng)傘效應(yīng)，人類活動(dòng)造成的全球變暖幅度將更大。但是，世界上最嚴(yán)重的陽(yáng)傘效應(yīng)是大規(guī)模核戰(zhàn)爭(zhēng)造成的“核冬天”。因?yàn)楹吮〞?huì)把更大量的沙土塵埃送進(jìn)大氣層，使地球大氣變得烏煙瘴氣。由于地面上得到的太陽(yáng)熱量劇減，使地球氣溫甚至降到零下，因而被稱為“核冬天”（核冬天理論本身尚不成熟，處于研究階段）。大多數(shù)科學(xué)家都認(rèn)為6500萬(wàn)年前地球上恐龍的突然滅絕，就是一個(gè)直徑約10公里的小行星撞擊地球，巨量煙塵造成“核冬天”的結(jié)果。溫室效應(yīng)使全球變暖，而陽(yáng)傘效應(yīng)卻使全球變冷，只不過變冷程度遠(yuǎn)不如變暖罷了。
熱島效應(yīng)
一個(gè)地區(qū)的氣溫高于周圍地區(qū)的現(xiàn)象。用兩個(gè)代表性測(cè)點(diǎn)的氣溫差值（即熱島強(qiáng)度）表示。主要有兩種：
城市熱島效應(yīng)
城市熱島效應(yīng)是城市氣候中典型的特征之一。它是城市氣溫比郊區(qū)氣溫高的現(xiàn)象。城市熱島的形成一方面是在現(xiàn)代化大城市中，人們的日常生活所發(fā)出的熱量；另一方面，城市中建筑群密集，瀝青和水泥路面比郊區(qū)的土壤、植被具有更大的熱容量（可吸收更多的熱量），而反射率小，使得城市白天吸收儲(chǔ)存太陽(yáng)能比郊區(qū)多，夜晚城市降溫緩慢仍比郊區(qū)氣溫高。城市熱島是以市中心為熱島中心，有一股較強(qiáng)的暖氣流在此上升，而郊外上空為相對(duì)冷的空氣下沉，這樣便形成了城郊環(huán)流，空氣中的各種污染物在這種局地環(huán)流的作用下，聚集在城市上空，如果沒有很強(qiáng)的冷空氣，城市空氣污染將加重，人類生存的環(huán)境被破壞，導(dǎo)致人類發(fā)生各種疾病，甚至造成死亡。城市人口密集、工廠及車輛排熱、居民生活用能的釋放、城市建筑結(jié)構(gòu)及下墊面特性的綜合影響等是其產(chǎn)生的主要原因。熱島強(qiáng)度有明顯的日變化和季節(jié)變化。日變化表現(xiàn)為夜晚強(qiáng)、白天弱，最大值出現(xiàn)在晴朗無風(fēng)的夜晚，上海觀測(cè)到的最大熱島強(qiáng)度達(dá)6℃以上。季節(jié)分布還與城市特點(diǎn)和氣候條件有關(guān)，北京是冬季最強(qiáng)，夏季最弱，春秋居中，上海和廣州以10月最強(qiáng)。年均氣溫的城鄉(xiāng)差值約1℃左右，如北京為0.7～1.0℃，上海為0.5～1.4℃，洛杉磯為0.5℃～1.5℃。城市熱島可影響近地層溫度層結(jié)，并達(dá)到一定高度。城市全天以不穩(wěn)定層結(jié)為主，而鄉(xiāng)村夜晚多逆溫。水平溫差的存在使城市暖空氣上升，到一定高度向四周輻散，而附近鄉(xiāng)村氣流下沉，并沿地面向城市輻合，形成熱島環(huán)流，稱為“鄉(xiāng)村風(fēng)”，這種流場(chǎng)在夜間尤為明顯。城市熱島還在一定程度上影響城市空氣濕度、云量和降水。對(duì)植物的影響則表現(xiàn)為提早發(fā)芽和開花、推遲落葉和休眠。
青藏高原的“熱島效應(yīng)”
近代地理學(xué)的開創(chuàng)者之一、德國(guó)科學(xué)家洪堡（1799－1804）年間在南美洲安第斯山脈考察時(shí)發(fā)現(xiàn)，赤道附近的高山雪線，比中緯度的青藏高原許多高山的雪線低200米左右。例如：貢嘎山西坡雪線高5100米左右，而靠近赤道的厄瓜多爾基多附近的高山雪線僅約4800米多一些。這不符合常理：由于赤道地區(qū)熱量較高，高山雪線通常應(yīng)該從赤道向兩極遞降，到極地附近降至海平面。據(jù)此，洪堡提出了青藏高原的“熱島效應(yīng)”理論：對(duì)流層大氣的主要直接熱源是地面，或稱“下墊面”，青藏高原由于下墊面大面積抬升，（相當(dāng)于把“火爐”升高），故其熱量較同緯度、同海拔高度的其它地區(qū)高得多，甚至比赤道附近的同海拔地區(qū)也要高得多。青藏高原的“熱島效應(yīng)”對(duì)環(huán)境的多要素影響極大，如冰川、生物等。例如，貢嘎山南坡的垂直自然帶和緯度相當(dāng)?shù)亩朊忌较啾蓉S富得多，許多樹木的分布界線也設(shè)于峨眉山，就是這個(gè)原理。
干島效應(yīng)
與熱島效應(yīng)通常是相伴存在的。由于城市的主體為連片的鋼筋水泥筑就的不透水下墊面，因此，降落地面的水份大部分都經(jīng)人工鋪設(shè)的管道排至他處，形成徑流迅速，缺乏天然地面所具有的土壤和植被的吸收和保蓄能力。因而平時(shí)城市近地面的空氣就難以像其他自然區(qū)域一樣，從土壤和植被的蒸發(fā)中獲得持續(xù)的水份補(bǔ)給。這樣，城市空氣中的水分偏少，濕度較低，形成孤立于周圍地區(qū)的"干島"。
冷島效應(yīng)
觀測(cè)結(jié)果表明，綠洲農(nóng)田上不同高度層的氣溫，晝夜均比附近的戈壁顯著要低，最高氣溫甚至可低30℃左右，蒸發(fā)量約小一半。這說明綠洲在夏季相對(duì)于周圍環(huán)境(戈壁或沙漠)是一個(gè)冷源和濕源，即相對(duì)獨(dú)立的“冷島”。
焚風(fēng)效應(yīng)
焚風(fēng)是指氣流翻過山嶺時(shí)在背風(fēng)坡絕熱下沉而形成干熱的風(fēng)。當(dāng)氣流經(jīng)過山脈時(shí)，沿迎風(fēng)坡上升冷卻，在所含水汽達(dá)飽和之前按干絕熱過程降溫，達(dá)飽和后，按濕絕熱直減率降溫，并因發(fā)生降水而減少水分。過山后空氣沿背風(fēng)坡下沉，按干絕熱直減率增溫，故氣流過山后的溫度比山前同高度上的溫度高得多，濕度也顯著減少。亞洲的阿爾泰山、歐洲的阿爾卑斯山、北美的落基山東坡等都是著名的焚風(fēng)出現(xiàn)區(qū)。中國(guó)不少地區(qū)有焚風(fēng)，比較明顯的如天山南坡，太行山東坡，大興安嶺東坡的焚風(fēng)現(xiàn)象，其增溫影響甚至在多年月平均氣溫直減率上也可促使作物、水果早熟，強(qiáng)大的焚風(fēng)可造成干熱風(fēng)害和森林火災(zāi)。冬季強(qiáng)焚風(fēng)可引起山區(qū)雪崩等。
雨影效應(yīng)
是一種較為常見的地理現(xiàn)象，即山的迎風(fēng)坡多雨，而相反達(dá)到同時(shí)，背風(fēng)坡少雨干燥。迎風(fēng)坡存在“雨區(qū)”，而在背風(fēng)坡的對(duì)稱位置的區(qū)域稱為“雨影區(qū)”。這是因?yàn)?a target="_blank" >山脈阻隔暖濕氣流，把水汽集中在迎風(fēng)坡，水汽聚集并到達(dá)一定強(qiáng)度時(shí)，就會(huì)下雨。同時(shí)背風(fēng)坡常年不能接受水汽，以至于蒸發(fā)量相對(duì)跟大，使土壤相對(duì)干旱。
綠洲效應(yīng)
在干旱或半干旱地區(qū)進(jìn)行大面積的人工灌溉而引起的氣候變化稱為“綠洲效應(yīng)”。經(jīng)過灌溉的土地土壤濕潤(rùn)，熱容量增大，水分蒸發(fā)量也隨之增加，土壤和近地面層氣溫的晝夜變化趨向和緩，相對(duì)濕度加大。就好比在沙漠中出現(xiàn)綠洲一樣。綠洲是沙漠中利用價(jià)值最大的土地資源，是干旱沙漠地區(qū)人類生存發(fā)展的主要空間和經(jīng)濟(jì)發(fā)展基礎(chǔ)。甘肅景泰川的變遷就是“沙漠人造海”具有綠洲效應(yīng)的生動(dòng)例證。
狹管效應(yīng)
當(dāng)氣流由開闊地帶流入峽谷時(shí)，由于空氣不能大量堆積，于是加速流過峽谷，風(fēng)速增大。當(dāng)流出峽谷時(shí)，空氣流速又會(huì)減緩。這種峽谷地形對(duì)氣流的影響，稱為“狹管效應(yīng)”。由狹管效應(yīng)而增大的風(fēng)，稱為峽谷風(fēng)或穿堂風(fēng)。山地的許多風(fēng)口和許多地方出現(xiàn)的地形雨，都與氣流經(jīng)過狹窄地形密切相關(guān)。在高樓大廈林立的城市，兩座毗鄰的高樓之間也會(huì)出現(xiàn)這種情況，高層樓宇間的狹窄地帶風(fēng)力比起平地要強(qiáng)得多，科學(xué)家曾經(jīng)通過物理風(fēng)洞試驗(yàn)經(jīng)過數(shù)值模擬后發(fā)現(xiàn)：平地上3級(jí)～4級(jí)的風(fēng)，在城市高樓之間，經(jīng)過“狹管效應(yīng)”放大后，可達(dá)10級(jí)以上。
烏魯木齊開往阿克蘇的5807次旅客列車遭到13級(jí)狂風(fēng)襲擊，造成車輛脫軌，人員傷亡，南疆線被迫中斷行車9小時(shí)。13級(jí)狂風(fēng)是如何將列車掀翻的？
13級(jí)風(fēng)屬于颶風(fēng)，風(fēng)速達(dá)37米/秒左右，在一定的天氣系統(tǒng)和局地地形的相互配合下，狂風(fēng)將列車掀翻是完全可能發(fā)生的。首先是天氣系統(tǒng)影響，如寒潮、沙塵暴、臺(tái)風(fēng)等，會(huì)引起大范圍、大規(guī)模的空氣流動(dòng)，但這只會(huì)出現(xiàn)大風(fēng)，還不能造成這么激烈的破壞現(xiàn)象。第二個(gè)條件就是當(dāng)?shù)氐匦瘟?。此次出事地點(diǎn)是天山南北向的峽谷地區(qū)，大風(fēng)經(jīng)過這一地形也就是風(fēng)口時(shí)，經(jīng)過“狹管效應(yīng)”的迅速放大，風(fēng)力將成倍加大，其破壞力十分驚人。這種自然界中出現(xiàn)的“狹管效應(yīng)”現(xiàn)象，在我們的生活中也會(huì)出現(xiàn)。如我們打開室內(nèi)對(duì)開的兩扇窗戶，會(huì)感覺風(fēng)有所加大，這就是我們常說的“穿堂風(fēng)”。
雨島效應(yīng)、霧島效應(yīng)
由于城市熱島所產(chǎn)生的局地氣流的輻合上升，促進(jìn)了城市對(duì)流性降水的發(fā)生、發(fā)展，加之城區(qū)空氣中凝結(jié)核多，大核(如硝酸鹽)存在時(shí)有促進(jìn)暖云降水的作用。同時(shí)，城市的下墊面粗糙度大，使其降水雨系減慢，城區(qū)降水時(shí)間延長(zhǎng)。由于上述幾個(gè)因素的共同影響，導(dǎo)致暴雨最大強(qiáng)度落點(diǎn)于市區(qū)及其下風(fēng)方向，形成了城市的雨島效應(yīng)。城市的霧氣一般多是由工業(yè)、生活排放的各種污染物形成的酸霧、油霧、煙霧、光化學(xué)煙霧等混合而成。城市多霧不僅會(huì)危害動(dòng)植物，還會(huì)妨礙水陸交通和供電。
油膜效應(yīng)
人類每年有意或無意將許多石油傾注到海洋里，一方面會(huì)沾附在海岸，破壞沿海環(huán)境；另一方面會(huì)形成油膜漂浮在海面上，特別是大面積的油膜，把海水與空氣隔開，如同塑料薄膜一樣，抑制了其下海水的蒸發(fā)，使“污區(qū)”上空空氣干燥，同時(shí)導(dǎo)致海洋潛熱轉(zhuǎn)移量減少，使海水溫度及“污區(qū)”上空氣溫年、日較差變大，形成油膜效應(yīng)。油膜效應(yīng)的產(chǎn)生，使海洋失去調(diào)節(jié)作用，導(dǎo)致“污區(qū)”及周圍地區(qū)降水減少，“污區(qū)”及周圍地區(qū)天氣異常。
綠島效應(yīng)
“綠島效應(yīng)”是指在一定面積(約3公頃)的綠地比周邊建筑聚集處氣溫下降0。5℃以上。
森林是最高的植被。在成片的森林地區(qū)以及林冠層的下部能形成一種特殊的氣候。森林可以減小氣溫的日變化和年變化，減低地表風(fēng)速，提高相對(duì)濕度，增加降水，形成森林小氣候。這就是森林的綠島效應(yīng)。
湖泊效應(yīng)
是指人類修建大型水庫(kù)（人造湖泊）而產(chǎn)生的相應(yīng)的庫(kù)區(qū)周圍的氣候改變。由于水體的熱容量遠(yuǎn)大于陸地，因而庫(kù)區(qū)周圍的氣溫之日比較溫差和年比較溫差減少，使得夏天涼爽，冬天溫暖。由于水陸的熱力差異，在較大的庫(kù)區(qū)也形成類似于海陸風(fēng)的"湖陸風(fēng)"。白天風(fēng)從水庫(kù)吹向岸邊，夜間風(fēng)從陸地吹向水面。另外，在水庫(kù)的下風(fēng)方向，由于水面源源輸來的豐富水汽，使云量和降水有可能增加。
煙囪效應(yīng)
煙囪效應(yīng)的產(chǎn)生。在有共享中庭、豎向通風(fēng)（排煙）風(fēng)道、樓梯間等具有類似煙囪特征——即從底部到頂部具有通暢的流通空間的建筑物、構(gòu)筑物（如水塔）中，空氣（包括煙氣）靠密度差的作用，沿著通道很快進(jìn)行擴(kuò)散或排出建筑物的現(xiàn)象，即為煙囪效應(yīng)。最常見的煙囪效應(yīng)是火爐、鍋爐運(yùn)作時(shí)，產(chǎn)生的熱空氣隨著煙囪向上升，在煙囪的頂部離開。因?yàn)闊焽柚械臒峥諝馍⒁缍斐傻臍饬?，將戶外的空氣抽入填補(bǔ)，令火爐的火更猛烈。煙囪效應(yīng)亦可以是逆向的。當(dāng)戶內(nèi)的溫度較戶外為低(例如夏天使用空調(diào)時(shí))，氣流可以在煙囪內(nèi)向下流動(dòng)，將戶外空氣從煙囪抽入室內(nèi)。在高樓大廈的環(huán)境內(nèi)，煙囪效應(yīng)可以是令火災(zāi)猛烈加劇的原因。在低層發(fā)生的火災(zāi)造成的熱空氣，因?yàn)槊芏容^低，經(jīng)電梯槽或走火通道內(nèi)得以往上流動(dòng)，使高熱氣體不斷在通道的頂部積聚，結(jié)果是使火勢(shì)透過這種空氣的對(duì)流在大廈的頂層制造另一個(gè)火場(chǎng)。不單使撲救變得更困難，更會(huì)危及前往天臺(tái)逃生的人員的生命安全。
油膜效應(yīng)
2008-1-7 11:17
油膜效應(yīng)（又叫海洋沙漠化效應(yīng)）是由海洋石油污染形成的。人類每年有意或無意將許多石油傾注到海洋里，這些石油一方面會(huì)沾附在海岸，破壞沿海環(huán)境；另一方面會(huì)形成油膜漂浮在海面上。大面積的油膜把海水與空氣隔開，如同塑料薄膜一樣，抑制了膜下海水的蒸發(fā)，使“污區(qū)”上空空氣干燥；同時(shí)導(dǎo)致海洋潛熱轉(zhuǎn)移量減少。油膜效應(yīng)的產(chǎn)生，使海洋失去調(diào)節(jié)作用，導(dǎo)致“污區(qū)”及周圍地區(qū)降水減少，天氣異常。
蝴蝶效應(yīng)
蝴蝶效應(yīng)是指在一個(gè)動(dòng)力系統(tǒng)中，初始條件下微小的變化能帶動(dòng)整個(gè)系統(tǒng)的長(zhǎng)期的巨大的連鎖反應(yīng)。這是一種混沌現(xiàn)象。蝴蝶在熱帶輕輕扇動(dòng)一下翅膀，遙遠(yuǎn)的國(guó)家就可能造成一場(chǎng)颶風(fēng)。對(duì)于這個(gè)效應(yīng)最常見的闡述是：“一只蝴蝶在巴西輕拍翅膀，可以導(dǎo)致一個(gè)月后德克薩斯州的一場(chǎng)龍卷風(fēng)?！边@句話的來源，是由于這位氣象學(xué)家制作了一個(gè)電腦程序，可以模擬氣候的變化，并用圖像來表示。最后發(fā)現(xiàn)，圖像是混沌的，而且十分像一只蝴蝶張開的雙翅，因而他形象的將這一圖形以“蝴蝶扇動(dòng)翅膀”的方式進(jìn)行闡釋，于是便有了上述的說法。
蝴蝶效應(yīng)通常用于天氣，股票市場(chǎng)等在一定時(shí)段難于預(yù)測(cè)的比較復(fù)雜的系統(tǒng)中。此效應(yīng)說明，事物發(fā)展的結(jié)果，對(duì)初始條件具有極為敏感的依賴性，初始條件的極小偏差，將會(huì)引起結(jié)果的極大差異。
蝴蝶效應(yīng)在社會(huì)學(xué)界用來說明：一個(gè)壞的微小的機(jī)制，如果不加以及時(shí)地引導(dǎo)、調(diào)節(jié)，會(huì)給社會(huì)帶來非常大的危害，戲稱為“龍卷風(fēng)”或“風(fēng)暴”；一個(gè)好的微小的機(jī)制，只要正確指引，經(jīng)過一段時(shí)間的努力，將會(huì)產(chǎn)生轟動(dòng)效應(yīng)，或稱為“革命”。
蝴蝶效應(yīng)在混沌學(xué)中也常出現(xiàn)。又被稱作非線性。
集聚效應(yīng)
“集聚效應(yīng)”是指各種產(chǎn)業(yè)和經(jīng)濟(jì)活動(dòng)在空間上集中產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效果以及吸引經(jīng)濟(jì)活動(dòng)向一定地區(qū)靠近的向心力，是導(dǎo)致城市形成和不斷擴(kuò)大的基本因素。
集聚效應(yīng)是一種常見的經(jīng)濟(jì)現(xiàn)象，如產(chǎn)業(yè)的集聚效應(yīng)，最典型的例子當(dāng)數(shù)美國(guó)硅谷，聚集了幾十家全球IT巨頭和數(shù)不清的中小型高科技公司；國(guó)內(nèi)的例子也不少見，在浙江，諸如小家電，制鞋，制衣，制扣，打火機(jī)等行業(yè)都各自聚集在特定的地區(qū)，形成一種地區(qū)集中化的制造業(yè)布局。類似的效應(yīng)也出現(xiàn)在其他領(lǐng)域，北京上海這樣的大城市就具有多種集聚效應(yīng)，包括經(jīng)濟(jì)、文化、人才、交通乃至政治等等。知識(shí)管理中也存在著集聚效應(yīng)，并且通過這種效應(yīng)，我們可以在某種程度上對(duì)組織中知識(shí)的傳播和共享起到一定的控制作用。
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