■地球是如何形成的？

科学家认为，地球是由气体和尘埃发展而来的——围绕新生恒星旋转的气体和尘埃在重力作用下挤压到一起形成一个炽热的球体，历经数百万年后，这个炽热的球体逐渐冷却，开始出现岩石地壳。地球周围的大气是由有毒气体（包括甲烷、氢、氨等）转化形成的，这些有毒气体由地球表面的火山喷发而来。历经数十亿年，水分化做雨水从云朵落下，于是地壳的盆地内开始形成海洋，其余的部分便成为陆地。

■为什么地球与众不同？

地球是一颗岩质行星，它的体积只有太阳体积的百万分之一。

与太阳系的其他7颗行星不同，地球上有水和含氧气的大气层，这为生物存在提供了必要的条件。

■地球是太阳系唯一的岩质行星吗？

太阳系的8大行星被划分为两类：类地行星（岩质行星）和类木行星（气体行星和冰质行星）。靠近太阳的4颗行星：水星、金星、地球和火星是类地行星。木星、土星、天王星和海王星是类木行星。

■为什么地球上会有四季？

随着地球围绕太阳转动，地球上的不同部分从太阳获得的光照和热量多少各异，于是便有了四季的差异。地球围绕地轴（连接两极、穿越地球的假象线）旋转，而地轴与垂直方向成23°倾斜角。离太阳越近的一侧越温暖，那里就是夏天，反之，便是冬天；而介于夏天和冬天之间的便是春天和秋天。

■ 从太空看地球是什么模样？

它是一颗蓝白色为主的美丽星球，上面还点缀着绿色和棕色。但直到大约500年前，大部分人还认为地球是平的。事实上，地球是个球体，不过不是个浑圆的球体，而是中部略鼓、两极稍扁。

■地球上一年有多长？

一年是地球围绕太阳旋转一周所用的时间。地球大约需要经365.24天（途经938886400千米）才能绕太阳一周，这便是地球上一年的长度。其他行星一年的时间或更长或更短，这取决于它们围绕太阳旋转一周所需的时间。

■地球上最大的陨石坑在哪里？

地球上最大的陨石坑位于美国亚利桑那州，它的直径达1700多米，几乎有200米深。有时，穿越大气层而未燃烧尽的流星体会撞击到地面上，烧焦的残留岩石便是陨石。

■小行星撞击地球时会发生什么情况？

很多科学家认为大约6500万年前一颗小行星与地球的相撞可能是导致恐龙灭亡的原因。

墨西哥的奇科苏卢布陨石坑部分位于海底，直径为300千米，这个陨石坑一定是由一个巨型天体（例如小行星）撞击地球形成的。这样一次撞击可能会导致气候的巨大变化，进而改变地球上的生存状态。有科学家认为，每隔5000万年就会有一颗直径超过10千米的小行星撞击地球。

■地球有多大？

地球是太阳系行星中第五大星球，周长为40075千米，重约60万亿亿吨。它是一颗岩质星球，大部分都被水覆盖着，上部则被一层薄薄的大气保护层包围。与木星相比，地球还是很小巧的，木星的体积是地球的300倍还多。

■地球是什么时候形成的？

太阳和它的八大行星大约形成于同一时间，即大约46亿年前。地球是从太空中一个旋转的气体和尘埃团发展而来的，而气体和尘埃团是因重力作用挤压到一起的。云团中的大部分物质聚集到中央形成了太阳，而残留的碎片形成了一系列气体球和岩质球，其中的一个岩质球便是地球。

■地球为什么和磁铁相似？

地球的磁力是因地球内部活动生成的电流而产生的。地球周围存在一个磁场，向太空中延伸。像所有的磁铁一样，地球也分南北极，这两极的磁力最强。

■为什么说地球是一个水的星球？

地球的表面有71%是水，地球上的水分布在海洋中、南北极和高山顶上的冰层里、湖泊和河流中以及大气里。其中大气中的水汽会形成雨雪雹等降落到地面上。地球上降雨最丰富的地区为赤道附近的海岸或岛屿，在西非的部分地区和巴西境内的亚马孙地区几乎每天都有降雨。

■地球如何运动？

地球的运动方式分3种。第1种，地球围绕地轴自转。地轴是连接南北极的一条假想线。第2种，地球因太阳的重力作用在太阳周围一定的轨道上围绕太阳转动。第3种，地球是太阳系的一部分，而太阳系所处的银河系以大约250千米/秒的速度在运动，所以地球也在太空中运动。

■什么是地壳？

地球的岩石表层即为地壳。“年轻”山脉下的地壳最厚（达40千米），海洋下的地壳要薄得多，在5～11千米之间。大陆地壳的历史要比海洋下地壳的久远得多。

■为什么说地球内部很热？

地壳位于炙热的、半熔化的地幔上，而地幔包裹着内外地核。地核为一个非常炙热的固态球体，约位于地表6400千米之下，并承受着巨大的压力。地核温度很高，而且越往深处温度越高——地核的平均温度达4000℃以上。

■岩石是由什么构成的？

岩石是由矿物质构成的，是构成地壳和上地幔的物质基础。按成因可以分为岩浆岩、沉积岩和变质岩。地壳表面以沉积岩为主，大约占大陆面积的75%。

■地球上最常见的元素是什么？

宇宙中最常见的元素为氢，而地球上最常见的元素为氧——约占地球总质量的47%。元素是仅由一种原子构成的物质，宇宙中所有的物质都是由元素构成的。

■为什么大气中的氧气不能过多？

地球上的大气是由很多种气体共同组成的混合物，含量最高的是氮气——大约占空气总量的77%；其次是氧气，占21%；其余的2%主要由痕量气体组成，包括氩气、二氧化碳、氦气、氖气、氪气、氙气、一氧化二氮和一氧化碳等。此外，空气里还含有不定含量的水蒸气。

人类离不开氧气，因为氧气维持了机体的运转。早产的婴儿通常会被放入氧气含量比较高的育婴箱，因为他们的肺还没有发育完全，呼吸功能不完善。

育婴箱里的氧气含量通常是30%～40%，这比空气中21%含量要高出很多。对于出现严重呼吸障碍的婴儿，为防止脑供氧不足，有时还需要为他们戴上氧气罩，让他们呼吸100%的氧气。

但是氧气过多同样对人体有害。育婴箱里氧气含量过高会使婴儿血液中氧含量升高，而过高的血氧含量会损伤婴儿眼球里的血管，从而导致视力下降或丧失。

这说明了氧气的两面性。一方面，人类依靠氧气才能生存；另一方面，氧气也会成为危害生命和健康的毒药。

当空气中的氧气与其他元素（像氢、碳）混合在一起时，通常会发生化学反应，叫作氧化反应。在氧化反应中，通常一些构成生命的最基本的有机分子会被分解。

■为什么说大陆不是一成不变的？

并非如此。2.8亿年前，所有的大陆曾经是一块巨大的陆地。随着时间的流逝，超级大陆分裂为两块较小但面积仍很巨大的陆地——劳亚古陆和冈瓦纳古陆。劳亚古陆包括今天的北美洲、欧洲和亚洲大部分，而冈瓦纳古陆包括今日的南美洲、非洲、澳大利亚、南极洲和印度。后来，这些陆地分裂漂移后才形成了今日的七大洲。

■地球上有多少个大洲？

共有七大洲：非洲、南极洲、亚洲、欧洲、大洋洲、北美洲以及南美洲。每一个大洲都包含着多个国家。仔细观察地图，你可以看到南美洲和非洲似乎可以接合到一起，而事实上它们曾经就连在一起。

■七大洲中哪个最大？

亚洲是迄今为止最大的大洲，总陆地面积为4400万平方千米，是欧洲面积的4倍、北美洲面积的近2倍。

亚洲包括世界上陆地面积最大的国家（俄罗斯）和人口最多的两个国家（中国和印度）。

■大陆为什么会运动？

地壳是由弯弯曲曲的岩石板块构成的，岩石板块像巨大的拼图一样在地幔炙热的熔岩层上漂移。地球上共有7个大板块和20多个较小的板块，它们缓慢地发生漂移（以每年1～10厘米的速度）。历经数百万年后，在板块上方的陆地会发生明显位移。

■为什么会有众多时区？

世界各地的时间并不是一致的，这是因为地球每24个小时就会围绕地轴旋转一周。当地球的某个地点享受着阳光的沐浴时，遥远的另一侧则笼罩在黑暗中，处于夜晚。世界上共有24个时区，每两个相邻时区的时间相差1小时。美国和加拿大疆域辽阔，横跨6个时区。

■是谁绘制了第一幅地图？

大约5000年前，古埃及和古巴比伦人民便绘图表示谁占有哪一小片土地以及河流所在的位置。现存最古老的地图为在伊拉克发现的在泥板上绘制的地图，地图上标注的可能是一个河谷。首幅绘有经线和纬线以确定地理位置的地图大约于2000年前由古希腊人绘制。

■热带在哪里？

热带是位于赤道附近南北两侧的区域，而赤道是围绕地球中心的一条假想线。热带的北部区域为赤道至北回归线之间的区域，而南部区域为赤道至南回归线之间的区域。每个区域约有2600米宽，在这里，有阳光直射现象。在地图上，热带约位于北纬23°和南纬23°之间。

■什么是经度和纬度？

地图上南北交错的线条形成一个网格，经线是南北向绘制的，而纬线是东西向绘制的。经纬线使在地图上确定位置更为简易。赤道为0°经线，0°经线横穿英国伦敦的格林威治天文台，被称为本初子午线。

■全球定位系统有什么作用？

地球周围轨道上配有全球定位系统（GPS）的卫星会告诉旅行者他们所在的位置，而且其误差在几米之内。飞机、轮船和汽车上的电脑会接收到卫星发射出的无线电信号，由此便可以确定所在的具体位置。卫星导航技术于1960年在美国的中转卫星中首次使用，现在，更多先进的全球定位系统变得更为实用。

■为什么早期的地图上没有澳大利亚？

这是因为17世纪初之前，北半球并没有人知道澳大利亚。中国和印度尼西亚的海员可能是继大约4万年前土著居民定居那里后第一批造访澳大利亚的人，欧洲海员则是在向亚洲航行的过程中偶然发现澳大利亚的。直到16世纪初，费迪南·麦哲伦和詹姆士·库克船长在南半球航行时，才开始发现大洋洲的各个岛屿，此时这些岛屿上已经定居着波利尼西亚人、美拉尼西亚人和密克罗尼西亚人，他们是在1000多年前从亚洲到达此地后定居下来的。

■如何区分钟乳石和石笋？

钟乳石是从洞顶悬挂下来的由矿物质构成的巨大冰柱状物，巴西一处石灰岩洞中的钟乳石可达12米长。石笋是从洞穴地面拔地而起的笋状物，斯洛伐克一处洞穴中的石笋达30多米高。

■为什么有的洞穴壁上有图画？

为了躲避恶劣天气和野生动物，史前人类常在洞中生活。有些洞内有这些洞穴居住者绘制的原始图画，其中最著名的为法国拉斯考克斯山洞内的绘画。2003年，在英国诺丁汉郡的克雷兹韦尔峭壁发现了类似的绘画。

■哪种洞是由化学作用产生的？

石灰岩洞中，岩石会因化学作用而受侵蚀。石灰岩中的碳酸钙会和雨水发生作用形成弱酸，从而逐渐地分解岩石，使岩石形成裂缝和凹坑，而凹坑会进而演变为洞穴。这种化学“水滴”还会导致钟乳石和石笋的形成和增大以及地下瀑布、河流和湖泊的形成。

■为什么有些动物生活在洞穴中？

洞穴可为一部分动物提供栖身之处，这些动物中包括蝙蝠和鸟类等，例如亚洲的金丝雀以及加勒比海的大怪鸱。这些动物白天或晚上在洞穴中栖息，其他时间外出捕食。金丝雀会被同样住在洞穴中的黑蝇蛇吞食。很多昆虫也生活在洞穴中，而且地下湖泊是很多鱼类的家园。很多穴居动物没有视觉，主要靠嗅觉、触觉或回声定位以在黑暗中探路。

■地球上为什么有如此多的山？

在人类居住的地球上，陆地面积只占地球表面积的29%左右。但就在这不大的陆地面积中，海拔2000米以上的高山以及高原占11%，而海拔1000米以上的山地，竟有28%以上，面积大约有4200万平方千米。如果再算上丘陵和低山，陆地上的平原几乎所剩无几，为什么会出现这样的状况呢？

这是因为地球像个有“生命”的东西，它不断地运动和变化。地壳自形成以来，自身的物质与能量就不断地发生变化。地壳运动导致岩石变形，海陆变迁，地表形态无奇不有。今天，我们所见的地壳表面面貌，只不过是地壳漫长发展历史中的一个小片断。我国著名地质学家李四光认为：造山运动的主要动力是地壳的水平运动形成挤压，大致分为两种挤压力：一种是地球自转而造成东西向的水平挤压；另一种是不同纬度地球自转的线速度不同造成地壳向赤道方向的挤压。这两种挤压和地壳受力不均所造成的扭曲，最终形成不同走向的山脉。

由于种种复杂的原因，地球上的高山不但很多，面积很广，而且形状也千姿百态，各不相同。

■为什么测量山的高度以海平面为标准？

珠穆朗玛峰是世界上最高的山峰，高达8844.43米。这是不是说它从山脚到山顶的垂直高度有8844.43米呢？答案是否定的，这个高度是从海平面算起的。

那么为什么选择海平面作为高度测量标准呢？

任何事物的比较都需要一个标准。如果在大陆上任取一点，各地的山高都以这点为测量标准的话，那么，在测点还没有都连起来的时候不易测量，同时，这个点的高度和位置也可能由于风吹雨淋或地壳变动而有所变化。因此，人们想到采用海平面作为测量的起点。海平面虽然也会有变化，但年平均海平面的位置却大致不变，而且全国甚至全世界的海平面高度相差无几，海洋还包围着所有大陆和岛屿，所以采用海平面作为测量标准是最方便的方法。为了测量方便，各国都把海平面的位置固定下来称为零点，我国现在的零点是青岛的黄海平均海平面，并在岸上有所标记。根据以零点为标准的测量成果，就可以相当准确地绘制某国、某大陆和全世界的地形图。

■为什么说喜马拉雅山是从海里升起来的？

在喜马拉雅山陡峭的崖壁上或幽深的山谷里，已经发现许多古海洋动植物化石，包括三叶虫、笔石、腹足类、腕足类、鹦鹉螺、菊石、瓣鳃类、珊瑚、苔藓虫、海胆、海百合、介形虫、有孔虫、海藻和鱼龙等。这些化石说明喜马拉雅山地区曾经是一片汪洋大海，它是从古老的大海里涌现出来的。

那么，茫茫的一片古海怎样变成了世界上最雄伟的山脉呢？是地壳上升的结果造成了这一切。珠穆朗玛峰北坡海拔5700～5900米的地方发现了生长在百万年前的高山栎和毡毛栎化石。这些植物，现在在我国西南地区海拔2200～3000米的很多地方仍有生长。虽然百万年前的气候状况以及这些植物的生长环境、高度与现在不完全相同，但是据此仍可以粗略估计，喜马拉雅山地区百万年来大约上升3000米，平均每1万年约上升30米。

■为什么火山会爆发？

当岩浆从地球深处向上涌动并通过火山口向外喷发时便是火山爆发。与空气接触后，岩浆会变成熔岩，沿着火山的侧面向下流动。有些火山会剧烈喷发，向空中喷射出熔岩和灰尘。

■哪座火山发出了最大的响声？

最剧烈的火山爆发发生于1883年印度尼西亚的喀拉喀托火山岛。火山爆发时发出的声响在4个小时后于近5000千米外被听到。喀拉喀托火山喷发引起的海啸导致36000人丧生。

■为什么某些火山并不危险？

并不是所有的火山都会爆发。死火山不会再爆发，而休眠火山偶尔才会爆发。某些火山会隆隆作响，喷出熔岩和蒸汽，但活火山也不会经常爆发。最著名的活火山当数维苏威火山，它位于意大利那不勒斯。这座火山于公元79年爆发时摧毁了罗马城市庞贝，而且在21世纪里几乎必定要爆发。

■海水为什么不会把喷涌的海底火山扑灭？

海底火山又叫作平顶海山或是海底山。火山喷出的熔岩在海底岩床上四处流淌，最终被海水冷却，形成枕状熔岩。

在近海面处，当海水遇到熔岩时会形成爆炸性的水蒸汽；而在距离海面2000多米的深处，巨大的压力避免了这一情况的产生。

比如位于冰岛附近的瑟尔塞岛边上的火山喷发时，每3分钟就会发生一次2万～4万吨TNT当量的爆炸。

在1973年，当火山喷发威胁到同样位于冰岛附近的赫马岛的海港的安全时，人们考虑尝试进行类似用海水淹没海底火山喷发的努力。人们试着用管道将海水浇到流动中的熔岩前端，使其在适当的地方被冷却凝结。当部分熔岩已经溢流侵入岛上海港时，人们甚至一度考虑用炸药将熔岩流上相对较冷部分的外壳炸开，让海水冷却内部尚且红热的熔岩，以阻止熔岩流继续向前推进。

然而，专家们经过计算后认为，如果海水在这种情况下与红热的熔岩相遇，爆炸的水蒸汽会将使更多熔岩流的外壳被撕裂，于是将会有更多的海水从中涌入熔岩当中，从而引发链式反应。

专家们担心这样的链式反应会传遍水下整个熔岩流，所引发的爆炸几乎相当于引爆一颗几百万吨当量的氢弹，这无疑会给整座岛屿带来巨大的灾难，而且爆炸产生的巨浪还会对北大西洋沿岸所有的港口造成严重的威胁。

这一提案理所当然地遭到了否决。最终，熔岩流被平息下来，岛上的海港也因此得以保全。

■什么是海啸？

深海发生的地震常会引发巨大的波浪，即海啸。这些巨浪的速度高达800千米/小时，在广阔的海洋中无法注意到，然而在浅海，这些巨浪可以生成30米高的巨大水墙，然后冲向内陆，摧毁并淹没途经的任何东西。1948年，人们在太平洋内港时常发生海啸的地方建立了一个警报系统。提前几个小时的预警可以在海啸来临前疏散该区域的人们，最大限度地减少人员伤亡。

■台风为什么产生在热带海洋上？

台风就是风力在12级（包括12级）以上的热带气旋，它的产生需要比较高的温度和充沛的水汽。

只有在热带的海洋上才能同时具备这两个条件。首先，热带海洋洋面上气温非常高，低层空气可以充分接受来自海面的水汽。而这些水汽正是台风形成发展的原动力。其次，热带海洋离赤道有一定距离，地球自转所产生的偏转力有利于台风发展气旋式环流和气流辐合的加强。最后，热带海面情况比较单一，同一海域上方的空气，往往能长时间保持稳定，从而有充分的时间积蓄能量，酝酿出台风。

■什么是飓风？

破坏性最大的风暴便为飓风，它在印度洋被称为热带气旋，在太平洋被称为台风。飓风袭来时，风以400千米/小时以上的速度旋转，然而在飓风中央却是个风平浪静的区域，被称为“风眼”。当飓风袭击陆地时造成的损害很大。

■风向和风力用什么来表示？

风指的是空气相对于地面的水平运动，用风向和风力来描述。风向指风的来向，风力就是单位时间内空气的行程，即风速，它是用米/秒或千米/小时表示。在天气图上，风的来向用风矢来表示，其尾端也就是风羽所指的方向就为风的来向，风羽用来代表风速。风羽有三种：即三角旗、长划与短划，它们分别代表每秒20米、4米、2米。

天气预报中讲的风向、风力，指离地10米高处的地面风，气象上把8级（17米/秒）以上的风叫作大风。地面以上的风，叫作高空风。

■为什么龙卷风很难预报？

美国电影《龙卷风》应该给许多看过它的人留下了极深的印象。龙卷风袭击了农场，庄稼被一扫而空；一棵大树被连根拔起，像一棵草一样被抛到了很远的地方；一头强壮的牛被卷到空中，随风旋转；一辆飞驰中的汽车被风卷起，摔成一堆废铁……这些虽然是电影特技，但的确真实地表现了龙卷风的威力。

龙卷风给人类带来了如此巨大的灾难，那么，能否准确及时地预报出龙卷风的位置和移动方向呢？然而龙卷风来时迅猛，范围又较小，天气图上很难将它反映出来，非常不容易预报。目前，唯一能测出龙卷风动向的是脉冲型激波雷达。这种雷达能发出一种波束，波束进入云层后，与云中的小水滴、冰晶等相遇，被反射接收，自动输入电脑。电脑经处理后，云层的分布、方向和运动速度等数据就会被输出来。根据这些数据，气象工作者即可对龙卷风的形成和发展情况进行预测。气象工作者现在已能根据数据，向将要形成龙卷风的云层发射火箭，促成积雨云降雨，以阻止龙卷风的产生。

■为什么会发生地震？

和火山爆发类似，地震也发生在地壳的岩石由于板块运动而承受巨大压力的地方。地震学家利用地震检波器测量冲击波的强度。地震强弱以里氏震级来衡量，从1（微震）到10（毁灭性震动）共10个等级。现代世界上破坏力最大的一次地震发生于1976年的中国，震级达里氏7.8级，导致约25万人死亡。

■河流为什么能够塑造陆地的形状？

数千年来，河流会在岩石和土壤之间冲刷出一条河道，并通过它汇入大海或流入湖泊。这些河流会创造出山谷和峡谷，也能缓缓流过平坦的土地，沿着蛇形的曲线蜿蜒前进。河流冲刷一侧河岸的同时也在另一侧堆积淤泥。

■天气为什么能改变地形？

地球上的地形由于侵蚀作用总在发生变化，侵蚀作用是指风、水、冰和霜的“破坏”力所致的岩石和土壤的磨损。在冬天，残留在岩石缝隙中的水会结冰并膨胀，从而导致大块的岩石崩裂。暴雨能冲走斜坡上的土壤，没有树木的斜坡更是如此，因为没有树根牢牢固定土壤。

■世界上最大的峡谷在哪里？

科罗拉多大峡谷是地球上最大的峡谷，它是由美国的科罗拉多河冲刷形成的。它长达350千米，有些地方有20多千米宽，而且距今已有数百万年的历史。在大峡谷的某些地方，“年龄”达20亿年的岩层已经裸露出来。

■为什么会发生雪崩？

强风、融雪、巨响甚至是在松软的雪上滑雪的人都可能导致雪崩。雪崩发生时，会有数百万吨重的雪以高达400千米/小时的速度落下。最强烈的雪崩发生于世界最高的山脉——喜马拉雅山。

■最深的湖是什么湖？

西伯利亚的贝加尔湖有1637米深，其深度大约是北美的苏必利尔湖的4倍。贝加尔湖是一个非常古老的湖泊，约有2500万年的历史，而且是世界上唯一的淡水海豹的家园。非洲的坦噶尼喀湖是世界上第二深的湖泊，但它只有200万年的历史。

■“五大湖”是指一个湖吗？

加拿大和美国共同拥有五大湖，是世界上最大的淡水湖群，分别为苏必利尔湖（世界上最大的淡水湖）、休伦湖、密歇根湖、伊利湖和安大略湖。加拿大是世界上拥有淡水资源最多的国家（以面积衡量）。

■最大的三角洲位于哪里？

河流与海洋交汇之处因泥沙淤积会形成三角洲。最大的三角洲位于孟加拉国，恒河和布拉马普特拉河在那里形成一个面积近乎英格兰大小的三角洲。位于美国的密西西比河三角洲绵延300多千米，一直延伸到墨西哥湾。

■河流为什么可以倒流？

当涨潮时，涌入的海水会使入海口处的波浪逆流而上，从而使河流倒流（这种逆流波浪被称为潮汐巨浪）。英格兰的塞文河上的潮汐巨浪能以20千米/小时的速度逆流而上；中国钱塘江上的潮汐巨浪能达7米多高。不过河流一般都因重力作用而从源头（通常位于山上）顺着地势向下流向海洋。

■是什么造就了瀑布？

当河流先从坚硬的岩石带上流过再经过易于被流水侵蚀的柔软岩层时就会形成瀑布。坚硬的岩石好比一个台阶，供河流从此倾泻而下。最著名的瀑布包括北美的尼亚加拉瀑布、南美的安赫尔瀑布以及非洲的维多利亚瀑布。

■为什么会发生潮汐现象？

每24个小时会历经两次潮起潮落，这是因为太阳和月亮的重力会牵动地球上的水以不同的方式运动。洋流分暖流和寒流，有些洋流受到风力的推动，有些洋流则受到潮汐的影响。陆地也会受到牵引，但是海水更易运动，从而导致巨大的波浪，使海水围绕地球运动并形成潮汐。

■地球上有几个大洋？

地球上共有4个大洋（太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋），它们彼此相连，共同构成一个巨大的水体。最大的3个大洋依次为太平洋、大西洋和印度洋，这3个大洋在南极洲附近的海域交汇。太平洋和大西洋在面积较小的北冰洋也有交汇。波罗的海等更小的海洋为咸水海，大部分海都会交汇到同一个大洋。地中海不仅通过苏伊士运河与红海相连，还通过直布罗陀海峡与大西洋相连。

■最大的洋是哪一个？

太平洋是地球上最大的大洋。地球上约有45%的海水储藏在太平洋中，太平洋的海域面积达1.81亿平方千米，相当于地球表面积的1/3。太平洋的海域面积比第二大洋和第三大洋的海域面积总和还要大（大西洋的海域面积为9400万平方千米，而印度洋的海域面积为7400万平方千米）。

■为什么地球上的大洋没有一个统一的海平面？

科学家们将地球看作一个整体，从而计算出平均海平面高度，但该值仅仅是通过对整个地球进行一系列的观察后得出的一个数学平均值。事实上，不仅不存在全球唯一的“海平面”高度值，而且世界各大洋各自的海平面高度还会因为某些因素而不断发生改变。

就拿巴拿马运河来说，运河两端的大西洋和太平洋的洋面就不在同一水平高度上。两大洋虽然经由南美洲大陆底部相互连通，但是由于地球自转的原因，各处的海平面高度也不相同。从理论上讲确实可能开凿出一条“海平面”运河，运河里的水能自主地处于大洋间平均水平面高度上，但这一想法却因为开凿一条如此深度的运河花费太过巨大而被否决了。人们最终采用在运河上建造许多水闸的施工方案作为替代。此外，月球引力（引起地球潮汐现象的原因）对海水的作用也随着各地与月球相对距离的不同而变化。这也是引起海平面高度不同的原因之一。

海水的流动需要一定时间，而现实情况是海水流动速度的变化往往不及以上几个影响因素变化来得快，因此才会造成海平面高低不同的情况。甚至在某座大岛屿的两侧，也会出现海平面高低不同的情况，比如在加拿大的温哥华岛周围就是如此。

此外，科学家们认为通过河流入海的总水量对海平面高度也有一定的影响。比如有好几条大的河流流入大西洋，但流入太平洋的大河就要少很多。

■海水为什么是咸的？

海洋是生命的摇篮，我们的地球表面有70%以上都为海水所覆盖，陆地面积只占很小一部分。另外无数科学家都用大量证据证明了生命最早孕育于海水之中，水是维持生命的必要条件之一。但我们无法直接饮用海水，因为它的味道既咸又苦，对身体没什么好处。那么，能够孕育生命的海水为什么会是咸的呢？

对于海水这种均匀而又复杂的混合液体，科学家们用了一个多世纪的时间才彻底弄清它的化学成分。原来海水里溶解了多种盐类，主要是氯化钠（食盐）、氯化镁、硫酸镁等。海水里究竟有多少盐呢？1984年，海洋专家迪马特博士把从77个不同海域中采集的海水样本进行分析，发现世界海洋的平均含盐量为35‰，也就是说平均每1千克的海水中有大约35克的盐。如果提炼出海水中全部的盐分，并将其铺在陆地上，将有40层楼那么高，而这总体积达23000立方千米的盐完全可以填平整个北冰洋。知道这些，我们也就不奇怪海水为什么那么咸了。

■海浪为什么能发电？

随着现代工业和人类社会的发展，人类对于能源的需求量越来越大，而在人类不断地向地球索取的过程中，可循环的绿色能源越来越多地受到人们的青睐，海浪发电便是其中的一种。

据调查，海浪可以以每平方米30000牛的冲击力拍打崖岸，最大时，甚至可以达60000牛。海浪的冲击力十分惊人，可以毫不费力地把13000千克重的巨石抛到20米的高空。它常冲上海岸边，激起六七十米高的浪花。

1952年，一艘美国轮船在意大利西部不幸遭遇了海难。还没有等惊恐中的船员看清究竟，海浪就已经把巨大的船体拦腰折断，其中一截留在波浪翻滚的大海里，而另一截后来被人们在海岸的沙滩上发现。

海浪，竟能把巨轮一劈两半，可见，海浪的破坏力是惊人的。这也启发了科学家，他们设想将这种大自然的力量用来发电。

世界上第一个海浪发电器装置是1964年由日本科学家研制成功的，被称为航标灯。这是因为这种发电装置的发电能力仅够1盏灯使用。虽然仅有60瓦的发电量，但它却为人类利用海浪发电开创了新纪元。

从此，挪威、英国和日本等许多国家都相继研制成功了各种不同的海浪发电装置。

有一种是利用海浪上下运动从而产生的空气流动来发电的浮标式海浪发电装置。这种发电装置的主要构造是一个空气管，管内的水面可以上下运动起到一个活塞的作用。海浪的起伏运动，就带动漂浮在水面上的浮标做上下运动，这就使浮标体内的“空气活塞”里的空气和水面这个“活塞”之间形成一种压缩和扩张的关系，结果空气活塞里的空气在压缩之下冲出来，这就是汽轮发电机发电的驱动力。

还有一种与浮标式海浪发电装置相似的固定式海浪发电装置。它的不同之处是空气活塞室被固定在海岸边，使空气活塞室内的空气通过中央管道内水面的上升或下降得到压缩和扩张，从而驱动汽轮发电机组发电。

海浪发电装置有三种利用海浪发电的原理：一是通过上下起伏的海浪，利用它们产生的空气流或水流带动汽轮机或水轮机转动，从而使发电机发电；二是通过海浪装置的前后移动或转动，利用这种运动产生的空气流或水流，带动气轮机或水轮机的转动，进而驱动发电机发电；三是将大波浪的低压变为小体积水的高压，然后在高位水池积蓄起来，使其产生一个能驱动水轮机的水力，从而达到发电的目的。

挪威科学家更是大胆提出要人为模仿大自然的海浪，制造更大的海浪来发电的设想。这位科学家的大胆设想，使海浪发电进入一个新纪元。

海浪摇动浮摆产生动力驱动水泵运转，水泵驱使液体流转动涡轮机发电。

■海底是什么模样？

海底的地形各异，有山脉、深沟、温泉以及绵延数百米的软泥。在海岸上，陆地逐渐向大约180米深处倾斜，这便是大陆架。在大陆架的边缘，海底在大陆斜坡上陷落，通向海底的最深处——阴冷的海沟。在海底，温泉的局部温度高过沸点（100℃）。

■为什么海底会有石油？

作为一种能源，石油在人们的生活和生产中可以说是扮演着极为重要的角色，尤其在工业生产方面，它更是具有其他资源所不可替代的作用。

那么石油究竟是如何形成的呢？科学家们经过研究发现，在中生代和新生代的浅海地区，阳光照射十分强烈，充足的阳光为生命活动提供了有利的条件，又因为浅海地区富含生物生长所必需的液态水、氧气、二氧化碳以及氮、磷、钾等各种营养元素，于是这儿便成了海洋生物聚集、繁衍的理想场所。因此，不计其数的海洋生物就纷纷汇聚到这里来生活。它们死亡以后，尸体基本上都沉到海底。此外，从陆地上流入的河水也带来了大量的淡水生物的尸体，长年沉积于此。久而久之，沉积在海洋底部的生物遗体，在生物化学、热催化、热裂解、高温变质等作用下，渐渐地转变成了石油。因此，在中生代或新生代的地层中往往含有丰富的石油。

■为什么干旱的塔里木盆地会有地下水库？

我国新疆维吾尔自治区的塔里木盆地四面被高山和高原所环绕，是一个封闭的盆地，四季风都难以到达。在这里干旱永远是一个十分致命的威胁。

然而，经有关部门多年考察，发现塔里木盆地的地下竟然有巨大的天然水库，仅盆地西部的地下水库每年就可提供60亿立方米优质水，相当于黄河的1/8。

为什么塔里木盆地地下会形成巨大的地下水库呢？

考察表明，塔里木地区有非常长的聚水期。早在30万年前，塔里木盆地和柴达木盆地还是连在一起的大海，后来这里的地壳逐渐抬升，但还是个湿润地带，降水比较丰富，草原、沼泽密布。这一时期一直持续了数万年，使得塔里木地区积聚了大量地下水。

后来，南面的昆仑山、阿尔金山和青藏高原，北面的天山不断隆起，塔里木相对沉降成为盆地。四周山地降水和高山冰川融水都源源不断地汇集向盆地，当时曾有河流100多条，其中大河有13条，这些河流的水在盆地大量垂直下渗，使得地下水更为丰富。

■为什么地下水冬暖夏凉？

为什么地下水会冬暖夏凉呢？地下水难道会自动调节温度吗？

地下水一般处于地面以下几十米甚至更深处，它的温度与地下深处的岩石和泥土的温度相近。地下水不会自动调节温度，由于被厚厚的地层所阻隔，地下水不能直接从地面上吸收热量，也难以散发热量，再加上地下水深处的泥土传热也很慢，因此，地下水的温度几乎是不变的。

地下水被抽取到地面上时，由于地面和大气层的温度一年四季变化很大，人对地下水就产生了冷热不同的感觉。冬天气温比地下水的温度低，人们就感到地下水比较热一些；夏天气温比地下水的温度高，人们就感到地下水凉一些。

用温度计去测量地下浅层处的地下水（例如井水）的温度会发现，地下水的温度也是夏天比冬天高，只不过它的温度变化幅度不像地面温差变化那么大，一般只有3℃～4℃。

■为什么黄土高原有如此多的黄土？

如果你到过西北地区，你一定会为那绵亘千里、雄伟壮丽的黄土高原景色而震惊。我国西北部的黄土高原是世界上面积最大的黄土高原，有54万多平方千米。如此广袤的土地都为黄土所覆盖，那么这些黄土到底是从哪来的呢？

原来这些黄土的“老家”是中亚以及我国西北一带的荒漠地区。

那么如此之多的黄土又是如何从千里之外来到这里的呢？

长期以来，许多科学家对这一问题进行了孜孜不倦的探索，提出的黄土形成假说达20多种。现在影响较大的是水成说、残积说、风成说及多成因说这四种学说。

大多数学者都支持风成说的观点，他们分析了黄土物质的基本特点后，认为黄土高原的形成，是地质历史中一种综合的地质作用过程，存在着三个不同阶段，即黄土的形成、搬运、分选及堆积成土。

究竟什么时候才能真正揭开黄土高原的形成之谜呢？这只能寄希望于科学家的研究了。不过，随着科学的发展，我们很快就能揭开这一谜底了。

黄土高原的地貌，沟壑纵横，蔚为奇观。

■世界上最大的沙漠是哪个？

世界上最大的沙漠为北非的撒哈拉沙漠，它有5000千米宽，面积比澳大利亚还要大。它拥有世界上最大的沙丘，有些沙丘达400多米高。在此地区发现的古人绘制的壁画描绘的多是草原动物，这说明数千年前，撒哈拉沙漠实际上是个较湿润的地区，有湖泊和草原。

■所有的沙漠都满是黄沙吗？

地球上只有20%的沙漠满是黄沙，其余的沙漠则布满岩石和沙砾，覆盖着灌木和矮树丛，或者遍布冰雪。阿拉伯沙漠拥有世界上最大的沙丘区域——鲁卡哈利沙漠，在阿拉伯语中意为“空旷的四分之一区”。

■沙丘为什么可以移动？

松散的沙子会被风吹起，堆积成波浪状的沙丘。沙子是由不足2毫米宽的细小矿物质颗粒构成的，正如水波一样，沙子也会被吹起，随着“波浪”翻滚，落在较陡的一侧。沙丘便是以这种方式在沙漠上移动的。

■为什么会形成绿洲？

绿洲是沙漠中的“绿色岛屿”，是干渴的旅行者的天堂。从水井或地下温泉取水可种植植物，即使在撒哈拉沙漠的地下岩层深处也蕴藏着大量的水。

■为什么会出现海市蜃楼现象？

海市蜃楼是一种自然现象，它是虚幻的，同时也是客观事物的实际反映。

海市蜃楼是一种光学现象，多出现在海洋、大湖、大江和沙漠的上空，它是光线在密度不同的空气中发生折射和全反射的结果。夏天没风时，水面的上层空气被晒得较热，密度小；贴近水面的空气由于水的影响，温度较低，密度大。上下两层空气的温度相差较大，密度上稀下密时，周围地平线下的岛屿、城镇、船只等景物的反射光线，通过在空气中的折射和全反射，就会形成正立的影像。在沙漠中，地面由于受灼热的阳光照射强烈增温，靠近地面的空气热得快，密度小，上层的空气热得慢，反而密度大，当上下空气密度相差较大，呈上密下稀时，就会产生倒立的影像。两层密度不同的空气相平行时，蜃楼也可出现。很多密度不同的气层稳定而缓慢移动时，海市蜃楼就会更加变幻多端。

■草原分布在哪些地方？

世界上有8000多种不同类型的草原，它们分布在沙漠边界、大陆中部比较干旱的地区。不同地区的草原有不同的称谓：欧洲和亚洲的草原叫作“干草原”，南美洲的叫“彭巴斯草原”，北美洲的叫“大草原”，非洲、印度和澳大利亚的叫“热带稀树草原”。

■为什么草原适合放牧？

南北美洲、澳大利亚和新西兰的大草原都被用来放牧牛羊。由于草叶是从草的根部长出，所以即使它的顶部被牛羊吃掉了，它也能存活生长。这使草原成为饲养牲畜的最佳场所。草原也可用来种植小麦和玉米等农作物。

■草原上生长着哪些动物？

草原上的物种因地区而异。北美草原生存着野牛、猎鹰、野狗和土拨鼠等动物。澳大利亚草原是袋鼠、树袋熊、鸸鹋和笑翠鸟等动物的家。南非草原物种也很多，有非洲象、长颈鹿、狮子和羚羊等。

■什么是“刀耕火种”？

草原适合耕种和放牧，利用价值很大，人们就想出“刀耕火种”的方法来扩展草原。在干旱的季节，人们放火烧毁草木，这样可以促使新植物生长。这个过程就是“刀耕火种”。

■森林为什么分很多种？

世界各地有不同种类的森林，森林种类的不同取决于各个地方的气候。在热带地区分布着雨林、季雨林（那里每逢旱季树木就会落叶）和热带稀树大草原。气候较寒冷但降水丰富的地带也可以生长出雨林。在较寒冷的地带混合生长着落叶林（即在冬季来临前落叶的树林）和常绿针叶林（例如杉木和松树）。

■热带雨林经常下雨吗？

热带雨林或丛林一般生长在高温多雨的地球赤道附近。那里几乎每天都下雨，为野生生物生长提供了良好的条件。事实上，地球上大约一半的动植物都可以在热带雨林中找到。

■热带雨林的“天篷”是什么？

热带雨林分几个不同的层次。最底层的森林地被物主要是灌木、攀缘植物、苔藓和真菌类等。底层缺少阳光，潮湿阴暗，覆盖着树木的腐枝烂叶。“天篷”是由成千上万的成龄树的顶冠构成，它就像是热带雨林的屋顶。许多森林动物，像色彩斑斓的鸟类和猿猴等，都居住在“天篷”上。在“天篷”的少数高大树木上栖息着食肉鸟。

■世界上最大的雨林是哪个？

南美的亚马孙雨林。它西起安第斯山脚下，东至大西洋沿岸。西非、东南亚和澳大利亚的东北部也分布着雨林。雨林中布满野生动植物，亚马孙雨林所蕴涵的动植物种类比地球上任何地方都要多。

■人们怎样利用森林资源？

森林是人类重要的资源，它能提供给人类木材、食物和药物。木材可以做燃料、建筑材料和造纸原料等。橡胶树的树液可以用来生产橡胶轮胎和手套。森林可以提供咖啡、可可豆、肉豆蔻和胡椒粉等食物。有些树木还可以用来制作药材，例如用来治疗疟疾的奎宁产于金鸡纳树。但是，随着人们越来越多的采伐，热带雨林面临着被破坏的危险。

■为什么会发生森林火灾？

因长期没有降雨导致植被非常干燥时可能自然引发森林火灾，然而，人类通常都应该为森林火灾负责，因为用火不慎或故意纵火往往是导致森林火灾的主要原因。很多森林中的树木和其他植物在火灾后很快就可以再生，然而野生动物却会因此受到严重影响。

■针叶林和阔叶林有什么区别？

落叶树木，比如橡树，到了冬季就会落叶。一棵橡树可以成为300种动物的家。而针叶树木，比如枞树，常年生长着像针一样细长的硬叶，所以针叶树木又叫常绿树木。世界上最大的森林是地处欧亚两洲的针叶林。针叶林分布在冬天较长的地区，而落叶林生长在温带。

■森林中的动物吃什么？

落叶林和针叶林主要分布在北美洲、欧洲和亚洲北部。许多生活在森林里的动物以树叶和树种为食。鸟类主要捕食昆虫，也有肉食动物，像野猪就吃老鼠、真菌类和橡树果等。松鼠穿梭于林间，寻找着松果和鸟蛋。小鹿细嚼着树叶，修剪着树木的底层枝叶。狐狸在夜间出没，捕食像野兔和老鼠这样的小动物。

■什么是“可持续森林”？

森林能为人们提供很多产品，例如木材、食物、化妆品和药物。针叶林中的松树、云杉和冷杉可砍伐用做木材或造纸。在管理良好的可持续森林中，会种植新的树木以替代被砍伐的树木。令人痛心的是，很多热带雨林被乱砍滥伐，这是因为人们不仅要获得木材，还要清理出空地以便发展农牧业，结果导致被砍伐的森林没有得到补充，只留下树桩散落分布的一片荒地。

■大气为什么能保护我们？

在大气中有一层臭氧，它可以阻止来自太阳的有害紫外线，从而形成一个保护层。在大气的边缘还有两个圆环形的放射带——被称为范艾伦带，可以为我们阻挡来自宇宙的射线。

■为什么会形成北极光和南极光？

北极光和南极光是太阳风（来自太阳的辐射）和大气层撞击所致。大部分有能量的颗粒都会被范艾伦带吸收，然而在南北两极，范艾伦带最为稀薄，颗粒物会与大气层冲撞，在天空中产生壮观的景象。极光会使夜空闪烁出绿色、金色、红色或紫色的光芒。

■为什么南极比北极更冷？

南极比北极要相对更冷一些。南极的平均气温只有约-48.9℃，比北极的平均气温要低1.7℃。南极洲有记载的最低气温是于1983年7月21日在沃斯托克冰湖测得的，当时的气温只有-89.4℃。

南极气温较低的原因至少有两个，其一是因为观测站建在海拔3600多米的高原上，在如此的海拔高度上空气稀薄，很难留住太阳辐射的热量。太阳一落山，大部分的热量很快就辐射掉了。同时，与四周被大片的浮冰所环绕着的北极不同，南极被广袤的南极雪原所包围着，因此南极大地根本无法留住太阳的辐射能。大部分（大约80%）的太阳辐射都被南极永久存在的雪被给反射回去了。

■什么是苔原？

苔原是北极圈附近的陆地，它位于北半球针叶林带和极地附近的寒冷永冻冰原之间。苔原表层土壤只有在夏季的时候才解冻几个星期，但表层下面的土壤都是永久冰冻。这意味着植被在这里不能扎根太深，所以只有少数的小灌木、苔藓和树木能够在苔原上生存。

■动物怎样在极地气候下生存？

极地动物都有厚厚的皮毛或脂肪层（鲸脂）来保持体温。极地哺乳动物通常长有较小的嘴和耳朵，避免流失太多热量。企鹅、鲸鱼、海豹和海鸟在海洋中捕食，麝牛在苔原上觅食。北极熊只生长在北极，而企鹅只有南极才有。

■冰川为什么会流动？

1827年，一个地质工作者曾在阿尔卑斯山的冰川上修筑了一座石砌小屋。13年以后，他发现小屋向下游移了1 428米。小屋本身是不能动的，是小屋下面的冰川运动，带动了小屋移动。

冰川运动和水流很相似，都是中间快、两边慢。如果在冰川上插上一排木杆，不用多久，你就会发现中间的木杆远远地跑到前面去了。许多海洋冰川上出现造型奇特的弧形联拱，就是这个原因。

虽然冰川运动与水流有不少相似的地方，甚至冰川也有漩涡，但是冰川毕竟是冰川，它有自己的特点。最明显的例子是冰川的表面有很多裂缝，这说明冰川有脆性。但是，科学家们通过大量的观测发现，冰川的裂缝深度不超过60米，大多数裂缝在远远小于这个深度的地方就闭合了。从中可以看出，至少冰川60米以下的部分是有可塑性的。由此，人们把冰川分为两个部分，表面容易出现裂缝的部分叫脆性带，下部柔软的部分叫塑性带。塑性带的存在是冰川流动的根本原因。

■最厚的冰在哪里？

格陵兰岛覆盖的冰雪达1.5千米深，然而南极洲冰层的厚度为格陵兰岛的3倍，能达4.8千米深。南极的冰山比北极的冰山更为平坦。最大的冰山于1956年在南极被发现，它有335千米长， 97千米宽，和比利时的国土面积差不多。

■什么是“冰期”？

“冰期”是指历史上大规模的冰川时期，地球上的部分地区被冰川长久地覆盖。因为极地地区现在被冰雪覆盖，所以我们也处在一个“冰期”。几百万年前，地球上经历过一次“大冰期”，冰川几乎覆盖了地球大部分地区。最近一次“大冰期”发生在距今2万～8万年前。

■地球的公转位置怎样影响气候？

气候受到许多地理因素影响。例如，高山地区气候寒冷，靠近海洋的地区比内陆地区湿润等。地球在公转轨道上的位置也会影响地球的气候。极地地区十分寒冷，冰雪覆盖。寒带地区一年有好几个月温度都是在零度以下。温带地区有温暖的夏季和凉爽的冬季，也有雨季。亚热带干旱气候下的沙漠地区炎热而干旱，热带地区气候潮湿炎热。

■为什么各地区的温度有差异？

地球上不同地区有不同的温度。由于地球是圆球形的，太阳不能均匀地照在地球表面。赤道附近的地区温度总是很高，因为太阳总是可以直射这些地区。在远离赤道的地区，太阳的光线逐渐分散，温度就没有那么高了。虽然赤道地区温度变化较小，但它也有雨季和旱季之分。

■哪里的大气温度最低？

任何登山的人很快就会感觉到越往高处越寒冷。事实上，在对流层中，海拔每升高100米，气温大约会降低5℃。然而，在高空的大气中并非如此，大气的外层可能比靠近表面的大气层更为温暖。在赤道上方的对流层里，最高的地方气温最低。

■为什么赤道不是最热的地方？

地球上什么地方最热？很多人都觉得赤道是最热的地方，因为赤道地区太阳一年到头普照大地。其实，最热的地方不在赤道。在亚洲、非洲、大洋洲和南北美洲地区一些远离赤道的大沙漠里，白天的气温竟比赤道高得多！

原来沙漠里植物十分稀少，水也比较罕见，只有光秃秃的一片沙地，它的热容量小，很快就会升温，沙地本身传热的本领也小，热量很难向下传递，当沙地表面温度很高的时候，下层的沙子还是冷冰冰的，再加上沙地又缺乏水的蒸发耗热作用，所以当太阳一出地平线，沙漠里的温度就直线上升，一到中午，地面就变得滚烫如火烧似的。

另外，赤道上的云层和降雨都比沙漠地方多得多，几乎每天下午都下雨，这样一来，下午的温度更不可能升得很高。而沙漠里多为大晴天，降雨非常少见，炎热的太阳从早晨一直照到傍晚，结果沙漠地区下午的温度就会升得很快很高。

■天空中最高的是什么云？

最高的云为罕见的珠母云，它位于24000米的高空。积雨云飘在4500～19000米的高空，更为常见的卷云则形成于大约8000米的高空。最低的云为层云，它形成于离地面1100米的空中。

■天空为什么是蔚蓝色的？

大雨过后的天空澄净得像一泓平静的湖水；雷鸣电闪之后的天空常常变得湛蓝，令人心旷神怡。为什么晴朗的天空总是蔚蓝色的，而且越是晴朗，蓝得越澄澈呢？

难道天空中含有蓝色的气体？或者大气本身就是蓝色的？

原来，地球的表面包围着一层大气，其中悬浮有许多微小的颗粒，如尘埃、冰晶、水滴等。当由红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫等有色光组成的太阳光通过这层大气时，波长较长的红、橙、黄色光透射能力较强，能透过大气中的微粒射向地面；而波长较短的蓝、紫、靛等色光，则被悬浮在空气中的微粒散射向四面八方，天空因此呈现出蔚蓝色。

■为什么会发生雷和闪电？

在暴风雨中，气流驱使小水滴彼此摩擦碰撞，直到产生电荷。闪电是电荷释放时产生的巨大的闪光。闪电迅速为周围的空气加热，从而引发巨大的轰鸣声，这就是雷。通过记录闪电和雷声之间的时间间隔可以测算出暴风雨经过的距离。例如，如果它们之间间隔5秒钟，那么暴风雨就是经过了1.6千米。

■为什么刮暴风雪的时候看不到闪电？

虽然十分罕见，但是刮暴风雪的时候有时确实也会有闪电。事实上，最大的暴风雪都是伴有闪电雷鸣的，气象学家将这种现象称为“雷雪”。

大部分“普通”的雷暴都是发生在夏天，此时暖湿空气在大气层较低处，而冷空气处于暖空气上方。在这种不稳定的系统中，上升气流创造出雷暴。

这种暴风雨造成的扰流有时造成不同的区域带上不同极性的电荷，两个不同极性的电场为达到电荷平衡产生的放电现象就是我们看到的闪电。与此同时还伴有轰隆隆的雷声，这是由于闪电产生的巨大热量使周围的空气被迅速加热，此时空气瞬间的温度可能比太阳表面的温度还要高，空气受热剧烈膨胀，形成音爆，也就是我们听到的打雷声。

但是，冬天的气候环境一般不具备形成雷雨天气所需的两个特征条件，即温度的垂直分布和低层空气含有大量水汽。只有在最强的暴风雪来临之时，这两个条件才能得到满足：此时有大量的冷空气聚集在暖空气上方，而且近地面空气具有足够大的湿度。

靠海的地区要比内陆地区更容易遭遇雷暴雪天气，这是因为海洋上方的暖湿空气在向内陆移动的过程中与冷空气相遇而形成暴风雨，之后由于受冷空气影响，暴风雨更可能进一步转变成雷雪或雷暴雪的缘故。

■为什么会下雪？

小水滴在云中可以凝结成冰晶体。这些晶莹的六边形晶体聚集起来会形成美丽的雪花。冰晶体质量也会不断增大，浮力小于它们的重力们就会落到地面。如果下面的空气温度低于0℃，冰晶体就会以雪的形式落到地面；如果空气温度高于0℃，冰晶体就会融化变成雨。

■有些高山上为什么终年冰雪不化？

位于我国西部的一些山脉，比如祁连山、天山、昆仑山、喜马拉雅山这些高山的一些山峰上，常年白雪皑皑，像戴着一顶白帽子，就算是在气候炎热的夏天，这些冰雪也不会融化。在热带地区，比如南美洲、非洲、地中海沿岸地带的许多高山上也是终年积雪，终年不化。造成这种状况的主要原因是高山上气温很低，空气很冷，热量稀少。

但并不能绝对地说凡是高山山顶都堆满冰雪。出现这种情况应具有两个条件：一是有降雪的气候；二是那里有可以堆积落雪的环境地形。还有一个需要说明的问题是：那些山峰上的冰雪也不是绝对地终年不化的。原因之一是如果有强烈的阳光照射，会融化掉一部分冰雪；原因之二是一旦到了夏天，气温升高，冰雪融化将不可避免。但这种情况不会持续很久，当冬天来临时，降雪会大量补充融化掉的积雪，因此，这又将始终保持足够的冰雪存在。

■为什么夏季常常出现雷阵雨？

夏天，我们常常看见这样的情况，天空飘浮着一小团、一小团像棉花似的云，那就叫积云，积雨云的前身往往就是这些积云。空气不断上升，能使积云的云块不断增厚增大，形成了浓积云。这时，如配合有合适的条件，浓积云就会向上继续发展，上升到7～10千米以上的高空，变成了积雨云。

在这厚达几千米的积雨云里，包含的水汽、小水滴和冰晶很多，其中有些小水滴和冰晶在云中与云体的发展同步变大，当上升气流无法把它们托住时，就落到地面上来。它们经过气温较高的云层时，其中大水滴变成雨滴，大的冰晶则先变成雪珠，然后又消融成为阵雨。

由于形成积雨云的剧烈的热力对流，比较容易出现于夏季，所以雷阵雨也常常会出现在夏季。又因为由于热力对流所形成的积雨云的剧烈扰动，往往会有闪电现象产生，而且其中上升气流强弱不定，一块积雨云过去后，又移过来另一块积雨云，所以雨量大小不定，变化不定，而且又是一阵阵的，所以叫作雷阵雨。

■为什么雨水是一滴一滴落在地上的？

水蒸气不可见，但总是存在于空气中。云是由水蒸汽组成的，水蒸汽凝结成了小水滴或小冰晶并聚集在一起，才形成了看得见的云朵。

如果空气里有可以黏附的颗粒，水蒸汽就会聚集成小水滴。比如在海洋上空，水蒸汽渗进盐粒就可以形成水滴。或者当温度降到0℃以下，水汽会在灰尘颗粒周围冻凝结成固体，然后随风飘到高空。小冰晶通常来自于普通的灰尘颗粒。而空气里其他的尘埃物质，比如烟尘，也可以成为凝结核。

雨并不是云的一部分，而是当云朵分裂时，从其中分离出的部分形成的。当组成云朵的小水滴或小冰晶增长到一定重量时，就会形成降雨。

气象学家发现水滴可以通过好几种方式慢慢汇聚并变成雨落到地面上来。雨滴的形成方式取决于它们所属的云团种类——暖云团或冷云团。

暖云团是由空气中的小水滴组成的，有时雨滴在到达地面之前就会重新蒸发变成水蒸气。但有时雨滴的个头足够大了，就可以噼里啪啦地落在我们头上。

原本在空气中的水分凝结在粒子上形成微小水滴，几个小水滴结合成较重的水滴后，就会落下来，成为雨。

■雷雨前为什么天气闷热？

大部分地区盛夏常常下雷雨。下雷雨需要地面温度高和空气湿度大两个条件。地面上热，靠近地面的空气的温度才能升得很高，从而浮向高空；空气的湿度大，潮湿的空气才能上升到高空，形成雷雨云。只有出现了雷雨云，才有可能发生雷雨。

大气的温度高，水汽多时，地面上的水便难以蒸发，人身上的汗也同样很难干。在浴室里洗澡也会感到又热又闷，同样是由于浴室里温度高、水汽多的缘故。所以闷热就说明大气里水汽多、温度高，也就说明雷雨即将发生。

有时候天气虽然十分闷热，但却落不下雷雨。这是因为夏天雷雨的范围不大，雷雨可能落在了别处的缘故。

■为什么我国江淮流域有梅雨天气？

我国江淮流域每到6～7月黄梅成熟季节，常常阴雨绵绵，很难见到连续的晴天，气象学上把这个时期称为梅雨天气。

为什么会出现这种天气呢？

原来，每年6～7月间，南方暖湿空气常常向北伸展到长江流域和长江以北的地区。但同时，北方冷空气仍然相当强大，于是，冷暖两种空气就交汇在江淮流域一带。暖空气比冷空气轻，因此它沿着冷空气向北斜向上升，所带来的大量水汽在上升过程中凝结成云，形成一个长条形的狭小雨带，宽200～300千米。

南方的暖空气和北方的冷空气，在6～7月这段时间里，往往忽强忽弱。如果冷空气更强，雨带就会南移；如果暖空气更强一些，雨带就会北移。因此，雨带一直在江淮流域南北摆动，从而使江淮流域出现梅雨天气。

两股气流交汇的结果是最终南方暖空气愈来愈强，北方冷空气愈来愈退缩，江淮流域的梅雨天气就此结束，紧接着进入炎热的盛夏。

■为什么雨后可以看到彩虹？

雨后可能会看到天空中的七色彩虹。彩虹是因雨滴使光线发生折射而形成的，只有太阳位于你身后时，才能看到彩虹，如果太阳高高挂在天空，是不会出现彩虹的。

■为什么说雾是靠近地面的云？

秋冬季节的夜晚，云少风小。地面的散热速度快、温度下降的幅度大。近地面的空气中，水汽在后半夜和黎明时分容易达到饱和状态而凝结成雾。像云一样，雾中也包含了大量的水汽滴和尘埃，所以雾实际上就是靠近地面的云。

雾大体分为五种，第一种叫作辐射雾，太阳一升高，随着地面温度的上升，空气中容纳水汽的能力增大，雾也就立即蒸发消散了。辐射雾常常预示着当天是个好天气。谚语“十雾九晴”指的就是这种雾。第二种叫作平流雾，是由温暖潮湿的空气流经冷的海面和陆面时，空气低层受冷凝结而成的，这种雾一旦形成，持续的时间就会较长。第三种雾叫作蒸汽雾，当水面是暖的，而空气较冷时，水汽便会源源不断地从水面蒸发出来，遇到冷空气凝结成小水珠，就成了蒸汽雾。这种雾多出现在寒冷的极地。第四种雾是上坡雾，这是由潮湿的空气沿山坡爬升，逐渐冷却使空气的水汽含量达到饱和而形成的。第五种雾是锋面雾，这是冷暖空气交汇时出现的情况。

■为什么重庆的雾特别多？

我国的重庆是著名的多雾城市，每年平均有100多天有雾。大雾弥漫时，能见度有时只有几米。

为什么重庆雾特别多呢？原来，重庆位于长江和它的支流嘉陵江的汇合处，空气湿润，全年相对湿度在80%以上。同时，重庆周围有高山阻挡，地面崎岖不平，也没有强风吹过，空气中的水蒸气难以扩散。天气晴朗的夜晚，地面的热量急剧散发，温度迅速下降，靠近地面的潮湿空气中的水蒸气就凝结成无数细小的水滴，在低空飘浮，从而形成了雾。冬季日照时间较短，太阳辐射弱，雾在白天不能完全消散。日落以后，山坡上密度较大的冷空气由于受地形的影响，会下沉积聚在盆地底部，使大雾更易形成。

■怎样预测天气？

研究天气系统的科学叫作气象学。气象学家收集世界各地区关于温度、云型、风速、气压和雨雪的信息。除了地面信息，气象学家也能从太空中的气象卫星那里得到精确的气象图片。气象信息被传送到气象站，并绘制成图表。根据这些信息气象学家能够基本准确地预测一周内的天气状况。

■为什么霞能预兆天气？

日出和日落前后，天际有时会出现红或橙红色的艳丽色彩，这就是霞。

为什么会产生霞呢？日出和日落时分，太阳光要通过较厚的大气层才能照射到地平线附近的空中。阳光通过大气层时，波长较短的紫色光和蓝色光，发生的散射最强，到达地平线上空时所剩无几，余下的只有波长较长的红、橙、黄色光线。这几种光线经地平线上空的空气分子、水汽和尘埃的散射后，就产生了我们看到的色彩艳丽、美如画卷的彩霞。

空气中的水汽、尘埃越多，彩霞的颜色就越鲜艳。如果这时天上有云块，云块也会“染”上艳丽的色彩。

霞的颜色和鲜艳程度与大气中水汽、尘埃的含量有关，因此霞的色彩与出没能够指示天气变化。谚语说，“早霞不出门，晚霞行千里”，就是告诉人们，早霞预兆雨天，晚霞预示晴天。

■夏季的清晨为什么会有露水？

夏秋的清晨，草叶、树叶上常常有一颗颗亮晶晶的小水珠，这就是露水。我国古代的人们以为露水是从别的星球上落下的宝水，所以许多民间医生和炼丹术士都注意收集露水，用它医治百病及练就“长生不老丹”。其实，露水并不是从别的星球上降下来的，而是在地面上形成的。

露水的成因可以通过吃冷饮得到说明。吃冷饮时，盛放冷饮的容器外面马上会出现一层薄薄的水珠。这是因为容器外面的热空气碰到器壁而冷却，水蒸气达到饱和状态后，部分水汽在容器外面凝结成小水珠。露水的形成与此类似，在晴朗无云、微风吹拂的夜晚，地面的花草、石头等物体散热比空气快，温度也比空气低。当温度较高的空气碰到地面上这些温度较低的物体时，其中的水蒸气便会凝结成小水珠滞留在这些物体上面，形成我们看到的露水。如果夜间有微风，发生水汽凝结后变得较干燥的空气就会被吹走，湿热空气不断补充过来，从而形成较大的露珠。

■为什么自然界会存在“蝴蝶效应”？

天气预报只是某种推测，两三天以内的预报与实际天气状况基本相符，超过一周的预报就会与实际天气大相径庭。

美国气象学家洛伦兹在计算机上制造了一个玩具天气模型，对两组天气状况进行了仔细的研究，他惊讶地发现，输入的微小误差，就会出现“失之毫厘，谬以千里”的结果。由此他认为，只要收集到的气象数据哪怕只有一点点误差（这是不可避免的），通过计算机将会得到令人无法估计的后果。后来，洛伦兹在一次讲演中用形象的比喻说明这一现象：“一只蝴蝶在巴西拍动翅膀，会在美国德克萨斯州引起龙卷风。”以后人们就把这种现象称为自然界的“蝴蝶效应”。长期的天气预报失去实际价值的原因正是由于蝴蝶效应的存在。

空间卫星技术收集到的各地天气情况，即使只有微小的误差，也会谬以千里。

■什么是可再生资源？

可再生资源是指那些我们使用之后总量不会减少的资源。阳光、风和水都是可再生资源，我们可以通过很多方式利用它们获取能量。煤、石油、天然气和木材都是不可再生资源，有一天它们会被用尽。科学家认为石油和天然气在几十年后就会枯竭。

■什么是原料？

使我们的生活更为舒适的天然资源便是原料。比如我们砍伐树木获取木材后可以建造房屋和制作家具；我们开发矿藏（例如铜）可以制造电线；我们开采煤可用做燃料。但很多原料都是不可再生的，也就是说我们不能制造出更多的原料。

■什么是矿物燃料？

煤、石油和天然气都是矿物燃料。之所以被叫作矿物燃料是因为它们都是由被化石化的植物和微小动物的遗骸形成的。石油是由生活在数百万年前的海洋生物的遗骸形成的。石油钻探平台通常从深海床里提取石油。钻探平台带有坚硬的钻头能够穿透岩石。当它到达油层，就可以将石油泵起来，通过管道输送到地面。之后石油被分解成汽油和其他产品。

■什么是核能？

当微小粒子——中子撞击铀原子时会引起铀原子发生分裂，从而产生巨大的核能。这个过程叫作核裂变。它可以释放出中子和热量，这样就会产生电流。聚变是另外一种核反应，在太阳表面不断发生。

■人们怎样从地下萃取金属？

沉积在地表的金属很容易萃取。矿工用炸药破坏掉阻挡的岩层，就可以用铁锹等工具进行采掘了。如果金属在较深的岩层，那么矿工就需要先开掘隧道，再进入隧道中开采金属。建筑用的大理石和板岩都是采石场采掘加工出来的。

■每个国家都有自己需要的能源吗？

地球上的矿物原料和能源不是平均分布的。美国、俄罗斯和巴西等国有丰富的矿物原料，但一些国家就需要进口原料。质量较大的矿物原料一般通过海路运输。原油由大型油轮输送。

■为什么天然钻石的形状像一小块煤？

这是因为钻石和煤都是由碳元素构成的。约有95%的化合物（由两种或两种以上的元素构成的物质）中都含有碳，碳是物质构成的关键元素，这是因为它所含的原子可形成链、环和其他结构，使物质更为强韧和耐用。

■水力为什么能够发电？

将水储存在巨大的堤坝，再让它以巨大的速度奔涌通过管道，从而带动产生电流的涡轮机转动就可以发电。发电机是将动能转化为电能的装置。

■什么是风力发电厂？

现代风车用于带动被叫作涡轮的发电机。大量的风力涡轮矗立在风力发电场里面。

第一台大型风力发电机是由美国人帕尔莫·普特南（Palmer Putnam）于1940建造的。

■什么是水电坝？

建造在水坝里面的水力发电所被叫作水电坝。水坝后面的湖泊通过水坝下面的管道流出，水流可以带动发电机的涡轮不断运转发电。

1895年，世界上第一座水力发电站在北美的尼亚加拉大瀑布正式投入使用。

■为什么会形成煤？

煤是2.5亿多年前由史前沼泽林中的植物遗体形成的。经过一段漫长的时期，植物被紧紧挤压，于是便发生变化，成为柔软的黑褐色的类似岩石的煤。煤储藏于矿层或地层中，即煤的上下都为类似岩石的煤。既可以通过挖掘很深的矿井和坑道开采，也可以直接“剥离”地面附近的煤层（被称为露天开采）。

■世界上最富产黄金的地区在哪里？

南非的维特瓦特斯兰德金矿的黄金产量约占世界年总产量的50%，这使它成为世界上最富产黄金的地区。历史上，金矿开采者曾多次蜂拥至世界各个地区寻找金矿——最著名的淘金热发生于1849年的美国加利福尼亚州，还有一次淘金热发生于19世纪80年代的南非。