我的书签
添加书签
移除书签第一章 风雨雷电
1．台风
台风和飓风都是产生于热带洋面上的一种强烈的热带气旋，只是发生地点不同，叫法不同，在北太平洋西部、国际日期变更线以西，包括南中国海范围内发生的热带气旋称为台风；而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋则称飓风，也就是说在美国一带称飓风，在菲律宾、中国、日本一带叫台风。
台风经过时常伴随着大风和暴雨天气。风向呈逆时针方向旋转。等压线和等温线近似为一组同心圆。中心气压最低而气温最高。
台风的形成：从台风结构看到，如此巨大的庞然大物，其产生必须具备特有的条件。
1．要有广阔的高温、高湿的大气。热带洋面上的底层大气的温度和湿度主要决定于海面水温，台风只能形成于海温高于26℃~27℃的暖洋面上，而且在60米深度内的海水水温都要高于26℃~27℃；
2．要有低层大气向中心辐合、高层向外扩散的初始扰动。而且高层辐散必须超过低层辐合，才能维持足够的上升气流，低层扰动才能不断加强；
3．垂直方向风速不能相差太大，上下层空气相对运动很小，才能使初始扰动中水汽凝结所释放的潜热能集中保存在台风眼区的空气柱中，形成并加强台风暖中心结构；
4．要有足够大的地转偏向力作用，地球自转作用有利于气旋性涡旋的生成。地转偏向力在赤道附近接近于零，向南北两极增大，台风发生在大约离赤道5个纬度以上的洋面上。
台风的分级：
超强台风：底层中心附近最大平均风速≥51.0米/秒，也即16级或以上。
强台风：底层中心附近最大平均风速41.5~50.9米/秒，也即14~15级。
台风：底层中心附近最大平均风速32.7~41.4米/秒，也即12~13级。
强热带风暴：底层中心附近最大平均风速24.5~32.6米/秒，也即风力10~11级。
热带风暴（TS）：底层中心附近最大平均风速17.2~24.4米/秒，也即风力8~9级。
热带低压（TD）：底层中心附近最大平均风速10.8~17.1米/秒，也即风力为6~7级。
台风的路径：台风移动的方向和速度取决于作用于台风的动力。动力分内力和外力两种。内力是台风范围内因南北纬度差距所造成的地转偏向力差异引起的向北和向西的合力，台风范围愈大，风速愈强，内力愈大。外力是台风外围环境流场对台风涡旋的作用力，即北半球副热带高压南侧基本气流东风带的引导力。内力主要在台风初生成时起作用，外力则是操纵台风移动的主导作用力，因而台风基本上自东向西移动。由于副高的形状、位置、强度变化以及其它因素的影响，致台风移动路径并非规律一致而变得多种多样。以北太平洋西部地区台风移动路径为例，其移动路径大体有三条：
西进型台风自菲律宾以东一直向西移动，经过南海最后在中国海南岛或越南北部地区登陆，这种路线多发生在10~11月，2006年就是典型的例子
登陆型：台风向西北方向移动，穿过台湾海峡，在中国广东、福建、浙江沿海登陆，并逐渐减弱为低气压。这类台风对中国的影响最大。近年来对江苏影响最大的“9015”和“9711”号两次台风，都属此类型，7~8月基本都是此类路径
抛物线型：台风先向西北方向移动，当接近中国东部沿海地区时，不登陆而转向东北，向日本附近转去，路径呈抛物线形状，这种路径多发生在5~6月和9~11月
台风形成后，一般会移出源地并经过发展、减弱和消亡的演变过程。一个发展成熟的台风，圆形涡旋半径一般为5OOkm~1000km，高度可达15km~20km，台风由外围区、最大风速区和台风眼三部分组成。外围区的风速从外向内增加，有螺旋状云带和阵性降水；最强烈的降水产生在最大风速区，平均宽8km~19km，它与台风眼之间有环形云墙；台风眼位于台风中心区，最常见的台风眼呈圆形或椭圆形状，直径约10km~70km不等，平均约45km，台风眼的天气表现为无风、少云和干暖。
中国把进入东经l50度以西、北纬l0度以北、近中心最大风力大干8级的热带低压、按每年出现的先后顺序编号，这就是我们从广播、电视里听到或看到的“今年第×号台风（热带风暴、强热带风暴）”。
台风的编号也就是热带气旋的编号。人们之所以要对热带气旋进行编号，一方面是因为一个热带气旋常持续一周以上，在大洋上同时可能出现几个热带气旋，有了序号，就不会混淆；另一方面是由于对热带气旋的命名、定义、分类方法以及对中心位置的测定，因不同国家、不同方法互有差异，即使同一个国家，在不同的气象台之间也不完全一样，因而，常常引起各种误会，造成了使用上的混乱。
我国从1959年起开始对每年发生或进入赤道以北、180度经线以西的太平洋和南海海域的近中心最大风力大于或等于8级的热带气旋（强度在热带风暴及以上）按其出现的先后顺序进行编号。近海的热带气旋。当其云系结构和环流清楚时，只要获得中心附近的最大平均风力为7级及以上的报告。也进行编号。编号由四位数码组成。前两位表示年份。后两位是当年风暴级以上热带气旋的序号。如2003年第13号台风“杜鹃”，其编号为O313．表示的就是2003年发生的第13个风暴级以上热带气旋。热带低压和热带扰动均不编号。
台风的命名：人们对台风的命名始于20世纪初，据说，首次给台风命名的是20世纪早期的一个澳大利亚预报员，他把热带气旋取名为他不喜欢的政治人物，借此，气象员就可以公开地戏称它。在西北太平洋，正式以人名为台风命名始于1945年，开始时只用女人名，以后据说因受到女权主义者的反对，从1979年开始，用一个男人名和一个女人名交替使用。直到1997年11月25日至12月1日，在香港举行的世界气象组织（简称WMO）台风委员会第30次会议决定，西北太平洋和南海的热带气旋采用具有亚洲风格的名字命名，并决定从2000年1月1日起开始使用新的命名方法。新的命名方法是事先制定的一个命名表，然后按顺序年复一年地循环重复使用。命名表共有140个名字，分别由WMO所属的亚太地区的柬埔寨、中国、朝鲜、香港、日本、老挝、澳门、马来西亚、密克罗尼西亚、菲律宾、韩国、泰国、美国以及越南等14个成员国和地区提供。每个国家或地区提供10个名字。这140个名字分成1O组，每组的14个名字。按每个成员国英文名称的字母顺序依次排列。按顺序循环使用。即西北太平洋和南海热带气旋命名表。同时。保留原有热带气旋的编号。具体而言，每个名字不超过9个字母；容易发音；在各成员语言中没有不好的意义；不会给各成员带来任何困难；不是商业机构的名字；选取的名字应得到全体成员的认可，如有任何一成员反对，这个名称就不能用作台风命名。
浏览台风命名表。已很少用人名，大多使用了动物、植物、食品等的名字，还有一些名字是某些形容词或美丽的传说，如玉兔、悟空等。“杜鹃”这个名字是中国提供的。就是我们熟悉的杜鹃花：前一段在我国登陆的“科罗旺”是柬埔寨提供的，是一种树的名字：“莫拉克”是泰国提供的，意为绿宝石：“伊布都”是菲律宾提供的名字，意为烟囱或将雨水从屋顶排至水沟的水管。
台风的实际命名使用工作由日本气象厅东京区域专业气象中心负责，当日本气象厅将西北太平洋或南海上的热带气旋确定为热带风暴强度时，即根据列表给予名称，并同时给予一个四位数字的编号。编号中前两位为年份，后两位为热带风暴在该年生成的顺序。例如，0704，即2007年第4号热带风暴。
根据规定，一个热带气旋在其整个生命过程中无论加强或减弱，始终保持名字不变。如0704号热带风暴、强热带风暴和台风，其英文名均为“Man-Yi”，中文名为“万宜”。为避免一名多译造成的不必要的混乱，中国中央气象台和香港天文台、中国澳门地球物理暨气象台经过协商，已确定了一套统一的中文译名。
一般情况下，事先制定的命名表按顺序年复一年地循环重复使用，但遇到特殊情况，命名表也会做一些调整，如当某个台风造成了特别重大的灾害或人员伤亡而声名狼藉，成为公众知名的台风后。为了防止它与其它的台风同名，台风委员会成员可申请将其使用的名称从命名表中删去，也就是将这个名称永远命名给这次热带气旋，其他热带气旋不再使用这一名称。当某个台风的名称被从命名表中删除后，台风委员会将根据相关成员的提议，对热带气旋名称进行增补。
台风的利弊：台风除了给登陆地区带来暴风雨等严重灾害外，也有一定的好处。
据统计，包括我国在内的东南亚各国和美国，台风降雨量约占这些地区总降雨量的1/4以上，因此如果没有台风这些国家的农业困境不堪想象；此外台风对于调剂地球热量、维持热平衡更是功不可没，众所周知热带地区由于接收的太阳辐射热量最多，因此气候也最为炎热，而寒带地区正好相反。由于台风的活动，热带地区的热量被驱散到高纬度地区，从而使寒带地区的热量得到补偿，如果没有台风就会造成热带地区气候越来越炎热，而寒带地区越来越寒冷，自然地球上温带也就不复存在了，众多的植物和动物也会因难以适应而将出现灭绝，那将是一种非常可怕的情景。
台风是一种破坏力很强的灾害性天气系统，但有时也能起到消除干旱的有益作用。其危害性主要有三个方面：
1．大风。台风中心附近最大风力一般为8级以上。
2．暴雨。台风是最强的暴雨天气系统之一，在台风经过的地区，一般能产生150mm~300mm降雨，少数台风能产生l000mm以上的特大暴雨。1975年第3号台风在淮河上游产生的特大暴雨，创造了中国大陆地区暴雨极值，形成了河南“75.8”大洪水。
3．风暴潮。一般台风能使沿岸海水产生增水，江苏省沿海最大增水可达3m。“9608”和“9711”号台风增水，使江苏省沿江沿海出现超历史的高潮位。
台风的防治：加强台风的监测和预报，是减轻台风灾害的重要的措施。对台风的探测主要是利用气象卫星。在卫星云图上，能清晰地看见台风的存在和大小。利用气象卫星资料，可以确定台风中心的位置，估计台风强度，监测台风移动方向和速度，以及狂风暴雨出现的地区等，对防止和减轻台风灾害起着关键作用。当台风到达近海时，还可用雷达监测台风动向。还有气象台的预报员，根据所得到的各种资料，分析台风的动向，登陆的地点和时间，及时发布台风预报，台风紧报或紧急警报，通过电视，广播等媒介为公众服务，同时为各级政府提供决策依据，发布台风预报或紧报是减轻台风灾害的重要措施。
台风的结构和能量：台风在低层主要是流向低压的流入气流。由于角动量平衡，在内区可产生很强的风速，在高层是反气旋的流出气流。上下层环流之间通过强上升运动联系起来，这是台风环流的主要特征。台风中最暖的温度是由下沉运动造成的，它正出现在眼壁内边缘以内，这里有最强的下沉运动。在台风低层最大风速半径处，辐合最强，最大风速值半径的大小随高度变化甚小，并位于眼壁之中。另外台风结构的不对称性也是今年来人们注意的特点，分析表明，无论是在台风内区和外区都有明显的不对称性，这种不对称性对于台风发展和动量及动能的输送等有重要的作用。天气尺度的台风是大气中很强的动能源，因而从能量上台风对大气环流的变化和维持应有重要的影响，这个问题已经引起了人们的注意。在能量问题上今年来有人还指出，角动量的水平涡旋输送在台风外区很重要；另外，在外区动量的产生和输送也很重要，它们在台风能量收支中不应加以忽略，这些都与台风的不对称性有关。
“台风”一词的由来：《科技术语研究》2006年第8卷第2期刊登了王存忠《台风名词探源及其命名原则》一文。文中论及“台风一词的历史沿革”，作者认为：在古代，人们把台风叫飓风，到了明末清初才开始使用“飚风”这一名称，飓风的意义就转为寒潮大风或非台风性大风的统称。关于“台风”的来历，有两类说法。第一类是“转音说”，包括三种：一是由广东话“大风”演变而来；二是由闽南话“风筛”演变而来；三是荷兰人占领台湾期间根据希腊史诗《神权史》中的人物泰丰Typhoon而命名。第二类是“源地说”，也就是根据台风的来源地赋予其名称。
2．太阳风
太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200~800km/s的速度运动的等离子体流。太阳风从太阳大气最外层的日冕，向空间持续抛射出来的物质粒子流。这种粒子流是从冕洞中喷射出来的，其主要成分是氢粒子和氦粒子。太阳风有两种：一种持续不断地辐射出来，速度较小，粒子含量也较少，被称为“持续太阳风”；另一种是在太阳活动时辐射出来，速度较大，粒子含量也较多，这种太阳风被称为“扰动太阳风”。扰动太阳风对地球的影响很大，当它抵达地球时，往往引起很大的磁暴与强烈的极光，同时也产生电离层骚扰。太阳风的存在，给我们研究太阳以及太阳与地球的关系提供了方便。为了能够清楚的表述太阳风是怎样形成的，我们先来了解一下太阳大气的分层情况。
一般情况下，我们把太阳大气分为六层，由内往外依次命名为：日核，辐射区，对流层，光球，色球，日冕。日核的半径占太阳半径的四分之一左右，它集中了太阳质量的大部分，并且是太阳百分之九十九以上的能量的发生地。光球是我们平常所见的明亮的太阳圆面，太阳的可见光全部是由光球面发出的。
而日冕位于太阳的最外层，属于太阳的外层大气。太阳风就是在这里形成并发射出去的。通过人造卫星和宇宙空间探测器拍摄的照片，我们可以发现在日冕上长期存在着一些长条形的大尺度的黑暗区域。这些区域的X射线强度比其他区域要低得多，从表观上看就像日冕上的一些洞，我们形象的称之为冕洞。
冕洞是太阳磁场的开放区域，这里的磁力线向宇宙空间扩散，大量的等离子体顺着磁力线跑出去，形成高速运动的粒子流。粒子流在冕洞底部速度为每秒16km左右，当到达地球轨道附近时，速度可达每秒800km以上。这种高速运动的等离子体流也就是我们所说的太阳风。
太阳风从冕洞喷发而出后，夹带着被裹挟在其中的太阳磁场向四周迅速吹散。现在我们肯定，太阳风至少可以吹遍整个太阳系。
当太阳风到达地球附近时，与地球的偶极磁场发生作用，并把地球磁场的磁力线吹得向后弯曲。但是地磁场的磁压阻滞了等离子体流的运动，使得太阳风不能侵入地球大气而绕过地磁场继续向前运动。于是形成一个空腔，地磁场就被包含在这个空腔里。此时的地磁场外形就像一个一头大一头小的蛋状物。
但是，当太阳出现突发性的剧烈活动时，情况会有所变化。此时太阳风中的高能离子会增多，这些高能离子能够沿着磁力线侵入地球的极区；并在地球两极的上层大气中放电，产生绚丽壮观的极光。
1850年，一位名叫卡林顿的英国天文学家在观察太阳黑子时，发现在太阳表面上出现了一道小小的闪光，它持续了约5分钟。卡林顿认为自己碰巧看到一颗大陨石落在太阳上。
到了20世纪20年代，由于有了更精致的研究太阳的仪器。人们发现这种“太阳光”是普通的事情，它的出现往往与太阳黑子有关。例如，1899年，美国天文学家霍尔发明了一种“太阳摄谱仪”，能够用来观察太阳发出的某一种波长的光。这样，人们就能够靠太阳大气中发光的氢、钙元素等的光，拍摄到太阳的照片。结果查明，太阳的闪光和什么陨石毫不相干，那不过是炽热的氢的短暂爆炸而已。
小型的闪光是十分普通的事情，在太阳黑子密集的部位，一天能观察到一百次之多，特别是当黑子在“生长”的过程中更是如此。像卡林顿所看到的那种巨大的闪光是很罕见的，一年只发生很少几次。
有时候，闪光正好发生在太阳表面的中心，这样，它爆发的方向正冲着地球。在这样的爆发过后，地球上会一再出现奇怪的事情。一连几天，极光都会很强烈，有时甚至在温带地区都能看到。罗盘的指针也会不安分起来，发狂似地摆动，因此这种效应有时被称为“磁暴”。随着科技的进步，极光的奥秘也越来越为我们所知，原来，这美丽的景色是太阳与大气层合作表演出来的作品。在太阳创造的诸如光和热等形式的能量中，有一种能量被称为“太阳风”。太阳风是太阳喷射出的带电粒子，是一束可以覆盖地球的强大的带电亚原子颗粒流。太阳风在地球上空环绕地球流动，以大约每秒400公里的速度撞击地球磁场。地球磁场形如漏斗，尖端对着地球的南北两个磁极，因此太阳发出的带电粒子沿着地磁场这个“漏斗”沉降，进入地球的两极地区。两极的高层大气，受到太阳风的轰击后会发出光芒，形成极光。在南极地区形成的叫南极光。在北极地区形成的叫北极光。
在本世纪之前，这类情况对人类并没有发生什么影响。但是，到了20世纪，人们发现，磁暴会影响无线电接收，各种电子设备也会受到影响。由于人类越来越依赖于这些设备，磁暴也就变得越来越事关重大了。比如说，在磁暴期内，无线电和电视传播会中断，雷达也不能工作。
天文学家更加仔细地研究了太阳的闪光，发现在这些爆发中显然有炽热的氢被抛得远远的，其中有一些会克服太阳的巨大引力射入空间。氢的原子核就是质子，因此太阳的周围有一层质子云（还有少量复杂原子核）。1958年，美国物理学家帕克把这种向外涌的质子云叫做“太阳风”。
向地球方向涌来的质子在抵达地球时，大部分会被地球自身的磁场推开。不过还是有一些会进入大气层，从而引起极光和各种电现象。向地球方向射来的强大质子云的一次特大爆发，会产生可以称为“太阳风暴”的现象，这时，磁暴效应就会出现。
使彗星产生尾巴的也正是太阳风。彗星在靠近太阳时，星体周围的尘埃和气体会被太阳风吹到后面去。这一效应也在人造卫星上得到了证实。像“回声一号”那样又大又轻的卫星，就会被太阳风显著吹离事先计算好的轨道。
3．山谷风
由于山谷与其附近空气之间的热力差异而引起白天风从山谷吹向山坡，这种风称“谷风”；到夜晚，风从山坡吹向山谷称“山风”。山风和谷风总称为山谷风。
山谷风的形成原理跟海陆风类似，白天，山坡接受太阳光热较多，成为一只小小的“加热炉”，空气增温较多；而山谷上空，同高度上的空气因离地较远，增温较少。于是山坡上的暖空气不断上升，并在上层从山坡流向谷地，谷底的空气则沿山坡向山顶补充，这样便在山坡与山谷之间形成一个热力环流。下层风由谷底吹向山坡，称为谷风。到了夜间，山坡上的空气受山坡辐射冷却影响，“加热炉”变成了“冷却器”，空气降温较多；而谷地上空，同高度的空气因离地面较远，降温较少。于是山坡上的冷空气因密度大，顺山坡流入谷地，谷底的空气因汇合而上升，并从上面向山顶上空流去，形成与白天相反的热力环流。下层风由山坡吹向谷地，称为山风。
谷风的平均速度约每秒2~4米，有时可达每秒7~10米。谷风通过山隘的时候，风速加大。山风比谷风风速小一些，但在峡谷中，风力加强，有时会吹损谷地中的农作物。谷风所达厚度一般约为谷底以上500~1000米，这一厚度还随气层不稳定程度的增加而增大，因此，一天之中，以午后的伸展厚度为最大。山风厚度比较薄，通常只及300米左右。
在晴朗的白天，谷风把温暖的空气向山上输送，使山上气温升高，促使山前坡岗区的植物、农作物和果树早发芽、早开花、早结果、早成熟；冬季可减少寒意。谷风把谷地的水汽带到上方，使山上空气湿度增加，谷地的空气湿度减小，这种现象，在中午几小时内特别的显著。如果空气中有足够的水汽，夏季谷风常常会凝云致雨，这对山区树木和农作物的生长很有利；夜晚，山风把水汽从山上带入谷地，因而山上的空气湿度减小，谷地空气湿度增加。在生长季节里，山风能降低温度，对植物体营养物质的积累，块根、块茎植物的生长膨大很有好处。
山谷风还可以把清新的空气输送到城区和工厂区，把烟尘和漂浮在空气中的化学物质带走，有利于改善和保护环境。工厂的建设和布局要考虑有规律性的风向变化问题。山谷风风向变化有规律，风力也比较稳定，可以当作一种动力资源来研究和利用，发挥其有利方面，控制其不利方面，为社会主义建设服务。
值得重视的是，我国除山地以外，高原和盆地边缘也可以出现与山谷风类似的风：风向风速有明显的日变化。出现在青藏高原边缘的山谷风，特别是与四川盆地相邻的地区，对青藏高原边缘一带的天气有着很大的影响。在水汽充足的条件下，白天在山坡上空凝云致雨，夜间在盆地边缘造成降水。
4．海陆风
因海洋和陆地受热不均匀而在海岸附近形成的一种有日变化的风系。在基本气流微弱时，白天风从海上吹向陆地，夜晚风从陆地吹向海洋。前者称为海风，后者称为陆风，合称为海陆风。海陆风的水平范围可达几十公里，铅直高度达1~2公里，周期为一昼夜。白天，地表受太阳辐射而增温，由于陆地土壤热容量比海水热容量小得多，陆地升温比海洋快得多，因此陆地上的气温显著地比附近海洋上的气温高。陆地上空气柱因受热膨胀，形成了如图所示的气温（T）、气压（p）分布，在水平气压梯度力的作用下，上空的空气从陆地流向海洋，然后下沉至低空，又由海面流向陆地，再度上升，遂形成低层海风和铅直剖面上的海风环流。海风从每天上午开始直到傍晚，风力以下午为最强。日落以后，陆地降温比海洋快；到了夜间，海上气温高于陆地，就出现与白天相反的热力环流而形成低层陆风和铅直剖面上的陆风环流。海陆的温差，白天大于夜晚，所以海风较陆风强。如果海风被迫沿山坡上升，常产生云层。在较大湖泊的湖陆交界地，也可产生和海陆风环流相似的湖陆风。海风和湖风对沿岸居民都有消暑热的作用。在较大的海岛上，白天的海风由四周向海岛辐合，夜间的陆风则由海岛向四周辐散。因此，海岛上白天多雨，夜间多晴朗。例如中国海南岛，降水强度在一天之内的最大值出现在下午海风辐合最强的时刻。
5．焚风
“焚风”，顾名思义，就是火一样的风，是山区特有的天气现象。为什么山区会出现焚风呢？这是由于气流越过高山，出现下沉运动造成的。从气象学上讲，某一团空气从地面升到高空，每升高1000米，温度平均要下降6.5℃；相反，当一团空气从高空下沉到地面的时候，每下降1000米，温度约平均升高6.5℃。这就是说，当空气从海拔4000~5000米的高山下降至地面时，温度就会升高20℃以上，会使凉爽的气候顿时热起来。这就是产生“焚风”的原因。
“焚风”在世界很多山区都能见到，但以欧洲的阿尔卑斯山，美洲的落基山，原苏联的高加索最为有名。阿尔卑斯山脉在刮焚风的日子里，白天温度可突然升高20℃以上，初春的天气会变得像盛夏一样，不仅热，而且十分干燥，经常发生火灾。强烈的焚风吹起来，能使树木的叶片焦枯，土地龟裂，造成严重旱灾。
焚风有时也能给人们带来益处。北美的落基山，冬季积雪深厚，春天焚风一吹，不要多久，积雪会全部融化，大地长满了茂盛的青草，为家畜提供了草场，因而当地人把它称为“吃雪者”。程度较轻的焚风，能增高当地热量，可以提早玉米和果树的成熟期，所以原苏联高加索和塔什干绿洲的居民，干脆把它叫做“玉蜀黍风”。
在我国，焚风地区也到处可见，但不如上述地区明显。如天山南北、秦岭脚下、川南丘陵、金沙江河谷、大小兴安岭、太行山下、皖南山区都能见到其踪迹。
6．雷电简介
雷电是伴有闪电和雷鸣的一种雄伟壮观而又有点令人生畏的放电现象。雷电一般产生于对流发展旺盛的积雨云中，因此常伴有强烈的阵风和暴雨，有时还伴有冰雹和龙卷。积雨云顶部一般较高，可达20公里，云的上部常有冰晶。冰晶的凇附，水滴的破碎以及空气对流等过程，使云中产生电荷。云中电荷的分布较复杂，但总体而言，云的上部以正电荷为主，下部以负电荷为主。因此，云的上、下部之间形成一个电位差。当电位差达到一定程度后，就会产生放电，这就是我们常见的闪电现象。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。放电过程中，由于闪道中温度骤增，使空气体积急剧膨胀，从而产生冲击波，导致强烈的雷鸣。带有电荷的雷云与地面的突起物接近时，它们之间就发生激烈的放电。在雷电放电地点会出现强烈的闪光和爆炸的轰鸣声。这就是人们见到和听到的闪电雷鸣。
暴风云通常产生电荷，底层为阴电，顶层为阳电，而且还在地面产生阳电荷，如影随形地跟着云移动。阳电荷和阴电荷彼此相吸，但空气却不是良好的传导体。阳电奔向树木、山丘、高大建筑物的顶端甚至人体之上，企图和带有阴电的云层相遇；阴电荷枝状的触角则向下伸展，越向下伸越接近地面。最后阴阳电荷终于克服空气的阻障而连接上。巨大的电流沿着一条传导气道从地面直向云涌去，产生出一道明亮夺目的闪光。一道闪电的长度可能只有数百千米，但最长可达数千米。
闪电的温度，从摄氏一万七千度至二万八千度不等，也就是等于太阳表面温度的3~5倍。闪电的极度高热使沿途空气剧烈膨胀。空气移动迅速，因此形成波浪并发出声音。闪电距离近，听到的就是尖锐的爆裂声；如果距离远，听到的则是隆隆声。你在看见闪电之后可以开动秒表，听到雷声后即把它按停，然后以3来除所得的秒数，即可大致知道闪电离你有几千米。
闪电的类型：曲折开叉的普通闪电称为枝状闪电。枝状闪电的通道如被风吹向两边，以致看来有几条平行的闪电时，则称为带状闪电。闪电的两枝如果看来同时到达地面，则称为叉状闪电。
闪电在云中阴阳电荷之间闪烁，而使全地区的天空一片光亮时，那便称为片状闪电。未达到地面的闪电，也就是同一云层之中或两个云层之间的闪电，称为云间闪电。有时候这种横行的闪电会行走一段距离，在风暴的许多公里外降落地面，这就叫做“晴天霹雳”。
闪电的电力作用有时会在又高又尖的物体周围形成一道光环似的红光。通常在暴风雨中的海上，船只的桅杆周围可以看见一道火红的光，人们便借用海员守护神的名字，把这种闪电称为“圣艾尔摩之火”。
超级闪电指的是那些威力比普通闪电大100多倍的稀有闪电。普通闪电产生的电力约为10亿瓦特，而超级闪电产生的电力则至少有1000亿瓦特，甚至可能达到万亿至100000亿瓦特。
纽芬兰的钟岛在1978年显然曾受到一次超级闪电的袭击，连13公里以外的房屋也被震得格格响，整个乡村的门窗都喷出蓝色火焰。
袭击的时间：就在你阅读这篇文章的时候，世界各地大约正有1800个雷电交作在进行中。它们每秒钟约发出600次闪电，其中有100次袭击地球。
闪电可将空气中的一部分氮变成氮化合物，借雨水冲下地面。一年当中，地球上每一公顷土地都可获得几公斤这种从高空来的免费肥料。
乌干达首都坎帕拉和印尼的爪哇岛，是最易受到闪电袭击的地方。据统计，爪哇岛有一年竟有300天发生闪电。而历史上最猛烈的闪电，则是1975年袭击津巴布韦乡村乌姆塔里附近一幢小屋的那一次，当时死了21个人。
雷电的危害：闪电的受害者有2／3以上是在户外受到袭击。他们每3个人中有两个幸存。在闪电击死的人中，85%是男性，年龄大都在10岁至35岁之间。死者以在树下避雷雨的最多。
苏利文也许是遭闪电袭击的冠军。他是退休的森林管理员，曾被闪电击中7次。闪电曾经烫焦他的眉毛，烧着他的头发，灼伤他的肩膀，扯走他的鞋子，甚至把他抛到汽车外面。他轻描淡写地说：“闪电总是有办法找到我。”
防雷击须知：雷电发生时产生的雷电流是主要的破坏源，其危害有直接雷击、感应雷击和由架空线引导的侵入雷。如各种照明、电讯等设施使用的架空线都可能把雷电引入室内，所以应严加防范。
雷击易发生的部位：缺少避雷设备或避雷设备不合格的高大建筑物、储罐等；没有良好接地的金属屋顶；潮湿或空旷地区的建筑物、树本等；由于烟气的导电性，烟囱特别易遭雷击；建筑物上有无线电而又没有避雷器和没有良好接地的地方。
预防雷电的方法：
1．建筑物上装设避雷装置。即利用避雷装置将雷电流引入大地而消失。
2．在雷雨时，人不要靠近高压变电室、高压电线和孤立的高楼、烟囱、电杆、大树、旗杆等，更不要站在空旷的高地上或在大树下躲雨。
3．不能用有金属立柱的雨伞。在郊区或露天操作时，不要使用金属工具，如铁撬棒等。
4．不要穿潮湿的衣服靠近或站在露天金属商品的货垛上。
5．雷雨天气时在高山顶上不要开手机，更不要打手机。
6．雷雨天不要触摸和接近避雷装置的接地导线。
7．雷雨天，在户内应离开照明线、电话线、电视线等线路，以防雷电侵人被其伤害。
8．在打雷下雨时，严禁在山顶或者高丘地带停留，更要切忌继续蹬往高处观赏雨景，不能在大树下、电线杆附近躲避，也不要行走或站立在空旷的田野里，应尽快躲在低洼处，或尽可能找房层或干燥的洞穴躲避。
9．雷雨天气时，不要用金属柄雨伞，摘下金属架眼镜、手表、裤带，若是骑车旅游要尽快离开自行车，亦应远离其它金属制物体，以免产生导电而被雷电击中。
10．在雷雨天气，不要去江、河、湖边游泳、划船、垂钓等。
11．在电闪雷鸣、风雨交加之时，若旅游者在旅店休息，应立即关掉室内的电视机、收录机、音响、空调机等电器，以避免产生导电。打雷时，在房间的正中央较为安全，切忌停留在电灯正下面，忌依靠在柱子、墙壁边、门窗边，以避免在打雷时产生感应电而致意外。
当发生雷击时，旅伴应立即将病人送往医院。如果当时呼吸、心跳已经停止，应立即就地做口对口人工呼吸和胸外心脏按摩，积极进行现场抢救。千万不可因急着运送去医院而不作抢救，否则会贻误病机而致病死亡。有时候，还应在送往医院的途中继续进行人工呼吸和胸外心脏按摩。此外，要注意给病人保温。若有狂躁不安、痉挛抽搐等精神神志症状时，还要为其作头部冷敷。对电灼伤的局部，在急救条件下，只需保持干燥或包扎即可。
雷雨天气发生时，即使在安装了避雷针的情况下，也应该迅速拔掉室内电视、电冰箱以及天线电源的插头，防止空间电磁波干扰造成不必要的损失。此外，从电闪雷鸣的形成和发生过程来看，空旷场地上、建筑物顶上、高大树木下、靠近河湖池沼以及潮湿地区是雷击事故多发区。
全国建筑物电气装置标准化技术委员会委员王宏民：在室外，要考虑到雷电活动区域，看雷电活动远近，一般是听雷声就能判断出远近，不要躲到避雷针和大树下面。在空旷的地方不要打雨伞，因为雨伞有针尖，电场强度要集中些。不要在空旷地方打手机。要蹲下来，两脚并拢。如遇雷雨天气，市民最好躲入一栋装有金属门窗或设有避雷针的建筑物内。一辆金属车身的汽车也是最好的“避雷所”，一旦这些建筑物或汽车被雷击中，它们的金属构架或避雷装置或金属本身会将闪电电流导入地下。
雷电次数——当雷暴进行时，隆隆的雷声持续不断，若其间雷声的时间间隔小于15分钟时，不论雷声断续传播的时间有多长，均算作是一次雷暴；若其间雷声的停息时间在15分钟以上时，就把前后分作是两次雷暴。
雷电小时——就是说在该天文小时内发生过雷暴，更通俗些说是在这个时间里曾听到过雷声而不论雷暴持续时间的长短如何。某一地区的“年雷电小时数”也就是说该地区一年中有多少个天文小时发生过雷暴，而不管在某一小时内雷暴是足足继续了一小时之久，还是只延续了数分钟。
雷暴日数——也叫做雷电日数。这是我们所最熟悉的。只要在这一天内曾经发生过雷暴，听到过雷声，而不论雷暴延续了多长时间，都算作一个雷电日。“年雷电日数”等于全年雷电日数的总和。
雷暴月数——也叫做雷电月数，即指在这一个月内曾发生过雷暴。“年雷暴月数”也就是指一年中有多少个月发生过雷暴。
7．球状闪电
球状闪电俗称滚地雷，就是一个呈圆球形的闪电球。这是一个真实的物理现象，绝非科幻小说或卡通片集的能量炮。这种现象早于1838年便有文献记载，科学家已研究逾160年，有关的报告多达数千份，也有二千多份科学论文出版，但是我们对此现象仍未有合理的解释，可是说它可以穿越任何物体是不可信的。
球状闪电通常都在雷暴之下发生，它十分光亮，略呈圆球形，直径大约是20至50cm。通常它只会维持数秒，但也有维持了1~2分钟的纪录。更神奇的是它可以在空气中独立而缓慢地移动。有少数目击者说它会随着金属物品走，例如电话线，但多数人都说它的路径不定。绝大部份目击者都说它是横向移动的。在它短短几秒的生命中，它的光度、形状和大小都保持不变。它曾在空地、封闭的房间内、甚至飞机仓内出现！有迹象显示，它跟云层与地面之间的闪电（即常见的普通闪电）有密切关系，有目击者说它会在普通闪电后形成或消失。球状闪电有可能激烈地爆发，也可能会安静地突然消失。在颜色方面，则众说纷纭，没有一致的描述。
球状闪电具有破坏力。它既可以破坏玻璃窗，也能使墙壁的外层剥落。它也曾造成人和动物的伤亡，但由于资料不足，未能了解致死的真正原因。没有证据显示球状闪电会破坏树木，这与普通闪电略有不同。球状闪电几乎无法被破坏，有人曾用步枪射中过球状闪电，但是无效。
由于球状闪电出现的频率很低，科学家难以做系统的观测，至今也没有人拍摄得高质量的照片来作科学研究。理论方面，有人认为它是灼热的空气团或气化了的元素，例如碳、钠又或是铜。虽然这个理论可以解释球状闪电的部分特性，却不能说明为什么它可以在飞机仓内形成。此外还有许多不同的说法，如等离子体、离子、带电的尘埃、有外层电子壳的水……，但没有一个理论可以完满地解释这个科学悬案。如果你有见过球状闪电或拍到它的照片，一定要把所有资料记录下来，那将会是十分宝贵的研究资料。
球状闪电之所以神秘，实在是因为它并不常见，它飘渺的行踪、多变的色彩和外形以及它刹时间巨大的破坏力都让人类着迷。所以，早在古希腊的年代，人们就开始留意这种奇特的自然现象了。
球状闪电的一般性质：球状闪电至今仍是人们不能解释的奇怪自然现象。许多目击者认为，球状闪电的运动就像是有智慧的，好像它知道要去哪里，如果它进到一个房间，它通常是穿过门口或窗户再到走廊。当然，这只是人们的想象。
根据众多的目击材料，我们大概可以勾勒出球状闪电的基本轮廓。这种发光的球体大小在高尔夫球和足球之间，颜色有白、绿、黄、橙之分，其亮度可与100瓦灯泡相当。球状闪电持续时间一般在5~10秒左右，它会随气流的起伏在近地的空中自在飘飞，有时逆风而行，可穿门窗，进室内，甚至穿过炉子烟筒。有时会悬停，有时会无声消失，有时又会碰到障碍物爆炸发出巨响而消失。球状闪电运行速度缓慢，有时与人跑速度差不多，极少情况下它会发出轻微的唿哨声、嘁嘁声或咝咝声。一个共同的特点是，球状闪电几乎总是发生在雷暴天。
球状闪电的大小：球状闪电直径从15~30厘米不等，但也有人见过直径1~2厘米和5~10米大小的。能以固定的频率改变其直径大小，可逐渐衰弱变小，爆炸可使其体积增加并使其终结。能靠分解或重组改变大小。
球状闪电的形状：大部分报道为球形或卵形，还有扁长方形、立方体、圆环状、哑铃形、云雾形、圆柱形、子弹形、雪茄形、锥形、透镜形、盾形和螺旋形等。
球状闪电的颜色：两种最常见的颜色是白色和橘黄色，其他较常见的是红、蓝、黄和绿色，银色和黑色很少见。有些球状闪电会变色。
球状闪电的速度：可从静止到难以想像的高速（每小时2万多公里，但这种情况不是在雷暴中），一般速度约为每秒5米，即每小时18公里。
球状闪电的结构：似乎是某种等离子体或云雾状物质，有的球状闪电中心是透明的，有的是中空的，或根本没有明显的固定结构，有些球状闪电似乎处在动态变化之中。
球状闪电的运动性：有时是静止的。大部分为直线运动，有些是在一静止位置旋转，有些是不停地转动，有些是按明显的复杂路径来运行的。
球状闪电的寿命：球状闪电一般会持续几秒钟，如7~8秒钟，有些可长达1分钟以上。
球状闪电的行为：有些会模仿周围的物体运动，有些直冲大地。有些球状闪电似乎在“调查”其他物体。大部分被引向金属性或磁性物体，会发生强烈碰撞，有时会造成很大损伤。闪电球会跳动、分解、重组、衰减、爆炸或同时发生这些变化。
球状闪电的声音：极少情况会形成噼哩啪啦或嘶嘶的声音。
球状闪电的味道：目击者说有烧焦的或硫磺的味道。还说有时有烧焦油或氨水或臭氧的气味。
球状闪电的温度：触到球状闪电的人都说它相当凉——即没有热的感觉。但它却可以煮开锅、熔电线和加热金属。
球状闪电的亮度：球状闪电一般都像路灯一样亮。它们有时白天即可见到，但人们通常是夜间见到它们照亮了大地。
球状闪电的发生：它们通常发生在雷暴之时，但极少也会发生在之前或之后。大多数的球状闪电都伴随着普通闪电——盘旋着待机而发，但有时它们也像普通闪电一样从云端直击大地。
上世纪40年代，在法国的小城镇里，有3个士兵在一棵菩提树下躲雨时被雷击毙了，但他们仍然站着，像没事一样。雷雨之后，行人跟他们说话，却不见回应，当行人去接触他们时，3具尸体顿时倒地，化成了一堆灰烬。
1956年夏的一个正午，在苏联某个集体农庄，两个孩子在牛棚里躲雨。突然，房前的白杨树下滚落一个橙黄色的火球直向他们逼来，一个孩子踢了它一脚，轰隆一声，火球爆炸了，牛棚里的12头牛炸死了11头，孩子们被震倒在地，但没有受伤。事后，人们才知道那个火球是罕见的球状闪电。
在美国的一个小城里曾发生了一件怪事：一位主妇从市场回到家里，打开电冰箱一看，她放进去的生鸭、生肉全都变成了熟食品。后经科学家的研究才明白，是球状闪电把冰箱变成了电炉，奇怪的是冰箱没有损坏！
1981年1月的一天，苏联一架客机在黑海附近遭遇球状闪电。一个大火球闯入驾驶舱，发出爆炸声。几秒钟后又穿过密封的金属舱壁，出现在乘客的座舱里，戏剧性的表演一番后，发出不大的声音离开飞机。事后检查，机头机尾的金属壁各出现一个窟窿，内壁却完好无损。
在美国俄勒冈州，一个球状闪电来去如风，先在纱门上留下了一个篮球大的洞，然后直奔地下室，毫不留情的毁坏了一个旧轧干机；俄罗斯一位教师的经历更可怕，一个80厘米直径的球状闪电在他头上来回跳动不下20次，然后悄然消失了；此外，前苏联也有报道说，一个球状闪电飞进了一个盛水的大锅里，水立刻沸腾起来，球状闪电在锅里翻滚了10分钟才熄灭；另有一次，一个足球大小的球状闪电沿街滚动、跳跃，接触到地面时，竟炸出了一些深半米、直径1米的坑，最后，随着一声轰响，火球钻进地下。
1999年3月16日下午，我国湖北省北部的枣阳市忽然间闪电频发，雷声惊天，当场造成9人死亡、20余人受伤的罕见灾害。据目击者称，雷击现场有一片红光，这正是球状闪电的特征。有人怀疑，上个世纪发生在俄罗斯的通古斯大爆炸的罪魁祸首就是球状闪电。
到底什么是不可思议的球状闪电？多少年来，科学界都认为球状闪电是子虚乌有的现象，直到最近几十年才承认它的真实性。
早在1955年，苏联物理学家便提出球状闪电是雷暴中所产生的电磁干扰效应所引起的。1991年，日本科学家报道了他们在实验中观察到微波干扰所产生的一系列类似球状闪电的现象，他们的人造等离子球也显示出球状闪电的一些特性，如它可沿与主气流相反的方向运动，并可穿越固体物质。
1998年，一位西班牙物理学家认为，所谓的神秘球状闪电其成因并不神秘，这一现象很可能是闪电产生过程中，磁场约束发光等离子体所形成。他建立了闪电磁场模型，认为关键是闪电过程中形成的水平磁场和垂直磁场磁力线圈相互交织而成的磁力线网。在某些特殊情况下，这一磁力线网有可能会呈现出球形，而发光等离子体会被这一网所“俘获”而形成球状闪电。这一火球效应会一直持续到等离子体开始冷却。研究人员指出，根据他们的预算，火球持续时间最多可达10至15秒。当等离子体冷却后，电子开始被原子所束缚，等离子体内部电阻变大、电流趋弱，周围的磁场也将随之瓦解，最终火球不复存在。
按照这一理论，球状闪电绝大部分较冷，但在沿磁力线方向局部温度则极高。研究人员指出，据此就可很好的解释为什么火球并不发热而触到物体后往往容易着火。
2000年，两位新西兰科学家提出了他们的新理论。当一般的枝状闪电击到土壤中，土壤中的矿物质会转换成纳米纯硅和硅化合物颗粒。这些尺寸不足十分之一微米的微型颗粒，会在闪电的能量作用下由土壤蒸发进入大气。这一过程，就像抽烟者从嘴中吐出烟圈。进入大气的含硅颗粒会首先连接成链，然后组成能随气流运动的球状细丝网。该球状细丝网中的颗粒具有很高活性，会在特定条件下缓慢燃烧，并释放出光和热而形成所谓球状闪电。
一些目击者曾报告说，他们看到的球状闪电能穿墙越窗，甚至能通过飞机的机身，这一理论对此也能解释。大多数房屋的门窗周围都有缝隙，而含硅颗粒组成的球状细丝网极具弹性，只要空气能过的地方细丝网也应能通行。也就是说，如果空气能穿过门窗，那么该细丝网也能“挤过”，并会随后重新恢复形状。
科学家以闪电样本的放电来试验土壤样本，结果确实产生了聚合的纳米粒子，这些离子的氧化速度与球状闪电一致。
2002年1月15日英国皇家学会在其学术杂志《哲学学报》的专刊上发表了一组有关球状闪电理论的文章。这些理论分别由物理化学家、物理学家和化学工程师提出。他们提出了3个解释球状闪电缘由的新理论。其主要内容分别是：
1．球状闪电是由含有水合离子的小水滴组成的，它通过离子反应来释放能量。在这个理论中，球状闪电是一个包含等离子体的电化学结构，这一结构是由温度、压力、电磁场和重力场的微妙平衡来维持的。
2．球状闪电是由聚合体细丝缠绕而成，通过表面放电来释放能量。在该理论中，灰尘中的自然微粒，像来源于纤维素、煤烟或硅土中的微粒都能形成细丝状结构，这些细丝聚合起来就变成了一个高度充电的球体，当它表面放电时，就发出了光和热。
3．球状闪电是由金属纳米粒子链构成，其能量释放是通过金属纳米粒子的表面氧化来进行的。在这个理论中，普通的闪电能引起像土壤或木材这样的物质释放金属蒸气，这种带电的金属蒸气浓缩成一个网状的金属纳米粒子球。这些理论都有些说服力，特别是第三个理论，可以解释为什么球状闪电能够穿过墙壁和关着的窗子，似乎更有说服力。
但是，人们至今尚未在实验室中制造出真正的球状闪电，虽然已模拟出了极微型又短命的球状闪电。事实上，所有的理论在球状闪电的复杂多变性面前都显得那么单薄。一个真正的球状闪电理论应说明所有的现象，包括没有雷暴的情况和球状闪电持续很长时间及球状闪电大如房屋的情形。而要说清这一切，需要更强大的理论。
有人认为，更有说服力的解释应是接近冷聚反应领域，与等离子体现象相关的理论。更有人提出球状闪电和龙卷风一样都是等离子团的现象。还有人设想，最佳的理论可能是把电磁学、电学和等离子及纳米理论综合起来的想法。
总之，球状闪电不仅有趣，而且包含了很多秘密，一旦了解了它的本质，对我们人类的生活或许会有深远的影响。或许，我们不仅能找到人体自焚和通古斯大爆炸的元凶，更能由此找到高效、清洁的新能源。
球状闪电与人体自焚：1966年12月5日，在美国宾夕法尼亚州的波特城，一位煤气工人上午9时来到班特莱医生家查表。他以为老医生尚未起床，就径直走向地下室去查表。一进地下室发现地上有一堆灰烬。他抬头一看，看到灰烬上方的天花板有一个烧穿了的大窟窿。他大吃一惊，赶忙奔上去找那位老医生，却在卫生间看到烧穿窟窿的地板上，只剩下半条人腿，老人的身体已化为灰烬。整个现场没有丝毫发生火灾的迹象。
有些科学家称这种现象为“人体自焚”，并给它下了个定义：所谓“人体自焚”，是指人体没有同外部火源接触，内部发生燃烧化为灰烬，而灰烬周围一切可燃物体保持原样的一种现象。根据现有的200多案例，发生“自焚”的人男女比例大约相等；年龄从4个月到114岁都有；身体有胖有瘦，有的案例甚至发生在走路、开车、划船、跳舞的过程之中。
那么，“人体自焚”起于何因？众说纷纭，莫衷一是。在西方，有人认为是人体内有过量的脂肪引起的。这种解释显然站不住脚，因为发生自焚的人有胖有瘦。有些人认为，人体自焚是由于某种天然的“电流体”造成体内可燃物质燃烧。所谓天然“电流体”究竟何所指？还有人认为是由于体内磷质过多，发生自燃，此说没有根据。更有趣的是有人认为这是由于喝了过量的酒，酒精发生自燃的现象。此人还做了个可笑的试验：把酒精注射到一块新鲜的肉里，然而却不见发生“自焚”现象。
近年来，有人指出：“人体自焚”是自然界中的球状闪电引起的，所以不是自燃，而是他燃。持这种观点的人解释道：球状闪电像一个大火球，在空中飘飘忽忽，忽高忽低的移动，常使夜间行路的人大惊失色。球状闪电能穿过门、窗的缝隙、升堂入室、钻进人家，它有时发生爆炸，毁坏建筑物，造成人畜伤亡。它在行经的沿途，遇到任何障碍物时无坚不摧，却又不烧坏周围的可燃之物。通常，一个球状闪电爆炸时释放出的能量，约相当于10公斤TNT炸药爆炸时放出的能量。而且当球状闪电消失后，一般会留下烧焦、硫磺或臭氧的气味。
UFO与球状闪电：由于球状闪电行为的诡秘奇特，有人提出大部分UFO可能就是球状闪电。其理由是：在颜色方面。球状闪电的颜色绚丽多彩，有白色、粉红色、桔红色、蓝色等。UFO也有类似的色彩；在声响方面。球状闪电在运动时会发出轻微的吱吱声、噼啪声，最后静静地消失。UFO由于距离较远，多数听不到声音，但也有少数UFO飞行时会发出呼呼的声音或隆隆的响声。部分UFO还发出热量，这与球状闪电很一致；UFO和球状闪电都能漂浮空中，行踪不定。但是，持不同观点者则认为球状闪电多产生于雷雨的天气中，而多数UFO目击是发生在晴朗的天气里。况且，球状闪电在空中的运动似乎完全取决于气流，而UFO的运动似乎与气流并不一致。
《球状闪电》是科幻作家刘慈欣写的一本以球状闪电为中心展开的科幻小说，书中描述了一个历经球状闪电的男主角对其历尽艰辛的研究里程，向我们展现了一个独特、神秘而离奇的世界。球状闪电是闪电形态的一种，亦称之为球闪，民间则常称之为滚地雷。球状闪电的平均直径为25厘米，大多数在10~100厘米之间，小的只有0.5厘米，最大的直径达数米。球状闪电偶尔也有环状或中心向外延伸的蓝色光晕，发出火花或射线。颜色常见的为橙红色或红色，当它以特别明亮并使人目眩的强光出现时，也可看到黄、蓝和绿色。其寿命只有1~5秒，最长的可达数分钟。
球状闪电的行走路线，一般是从高空直接下降，接近地面时突然改向作水平移动；有的突然在地面出现，弯曲前进；也有沿着地表滚动并迅速旋转的；运动速度常为每秒1~2米。它可以穿过门窗，常见的是穿过烟囱后进入建筑物，它甚至可以在导线上滑动，有时还发出“嗡嗡”响声。多数火球无声消失，有的在消失时有爆炸声，可以造成破坏，甚至使建筑物倒塌，使人和家畜死亡。遇人遇物后即发生惊人的爆炸，产生刺鼻的气味，造成伤亡、火灾等事故。
预防球状闪电的办法是，在雷雨天气，紧闭门窗，避免穿堂风。如果遇到飘浮的“火球”，轻轻的避开它，千万不要去碰它。科学家推测，球状闪电是一种气体的漩涡产生于闪电通路的急转弯处，是一团带有高电荷的气体混合物，主要由氧、氮、氢以及少量的氧化氢组成。通常发生在枝状闪电之后，似乎枝状闪电是产生球状闪电的必要条件。球状闪电较为罕见，因而研究它十分困难，至今仍然是自然界中的一个谜。
8．豪雨
豪雨，大雨的定义，当有连续降雨，而且一日雨量累积到130公厘时，会发布“豪雨特报”；如果降雨量不到130公厘，却在50公厘以上，且有可能造成灾害时，便发布“大雨特报”。这雨种灾变天气最常在5，6月的梅雨季节时发生；或者在春秋雨季的锋面及夏季偏南气流强盛时，产生对流性大雨或豪雨。台风来袭，引进强劲的西南气流，也是大雨或豪雨的成因之一。
台湾的豪雨：台湾的地理位置，气候条件，及地形地势所形成的自然环境本多豪雨洪水，滚滚黄流中的泥土砂石淤积形成台北盆地，以及兰阳，台中，彰云，嘉南，高雄，屏东等各平原。丰沛雨水所形成的这些无垠沃野，正是原住民赖以猎食维生的大地，更是渡海拓荒垦殖的先祖们所面对的自然环境。先人历经三，四百年的艰辛努力，才建立起今日的台湾！因此也可以说，没有豪雨洪水，就没有富庶繁荣的台湾。
虽然豪雨洪水促成台湾的文明，但发生豪雨洪水时，水势湍急，波涛汹涌，山崩土埋，溢流漫淹，均可造成生命财产的重大损失。
根据统计，民国五十年至八十年的30年间，台湾平均每年因水灾造成的直接损失达一百四十二亿元（以民国八十年币值计算），约为国民生产毛额的0.68%．为了能防洪避洪以减灾安民，进而蓄洪用洪以兴利裕民，就应研究台湾的豪雨洪水现象，才能规划适当有效的对策。
远在明天启四年（一六二四年）荷兰人占据台湾之前，已有我国人民移居台湾，但直至康熙二十二年（一六八三年）台湾归清，文献上有关台风豪雨的纪录不多。
清代虽然还没有近代的水文仪器测量豪雨洪水的大小，但由各种历史文献及奏章等，可以找到发生重大豪雨洪水的日期及灾情，有些也记载淹水的深度。如果只计算台湾属於清代的时间，即从清康熙二十二年至光绪二十一年（一六八三年至一八九五年），在此213年间，共计有220次风灾及水灾，平均每年发生1.03次。
日本治理台湾後，开始引入近代的气象及水文观测仪器，设立气象观测所，雨量站（雨量观测所），水位站，水文站等，而有了比较可靠的量化纪录。根据统计，从民国前十五年至民国三十四年（一八九七年至一九四五年）的49年间，共有178次台风侵袭台湾，平均每年有3.63次。但并非每次台风均会发生灾害，根据资料，民国元年至三十年发生水灾的频率最高，平均每年2.2次，约与清朝末年相当。而在日本治理台湾的50年中，只有八年没有水灾纪载。
台湾光复後，不仅持续进行各项观测，更推动水文观测现代化，广设雨量站及水文站，并购置先进水文仪器，以提升水文资料品质。根据气象局统计，由民国三十四年至九十年的57年间，侵袭台湾的台风共有243场，平均每年4.26场。其中以民国八十年及九十年各有八场为最多，有七场台风的有三年，有六场台风的也有三年。
根据消防署统计，由民国四十七年至八十九年，台湾共有1463.39次；另有37次是因豪雨成灾，例如民国四十八年的八七水灾，合计共有183次水灾，平均每年有4.25次。发生水灾次数最多的是民国八十九年的九次，民国七十九年及八十三年各有八次，而每年发生七次的则有五年，都在民国七十年以後。
次因台风豪雨而成灾，平均每年由於人口与开发利用面积的增加，因而豪雨造成水灾的次数也增加。而民国七十年以後，十项建设次第完成，经济发展快速，土地利用密集，且沿海平原有日益严重的地层下陷现象，都可能与平均每年发生水灾次数的增加有关，而且也增加灾害损失。
豪雨的成因：破坏森林会使下雨时流出森林集水区的水量增加，因而加大洪水量。不过基本上，森林只明显减少较小的豪雨的流出水量，但对会造成重大灾害的大豪雨，并不能明显地减少流出水量。
也有认为圣婴现象及圣女现象的出现，可能引起气象异常而导致集中发生豪雨。圣婴洋流是在耶诞节之後，沿南美洲秘鲁海岸发生的由北向南的暖洋流。一般而言，会使平时雨量少的热带东太平洋地区可能出现豪雨，而原本多雨的热带西太平洋地区雨量减少，甚至可能发生乾旱。圣女现象则为热带太平洋东部及中部海面温度不寻常降低，且信风变强的现象。
全球气候温暖化的影响，是比较受重视的豪雨发生原因。已有研究指出，因全球气候暖化，造成地球的平均水蒸气量增加，强烈降雨现象及热带性低气压的降雨量也会增加，河流的流量也增加7%以上。
9．对流雨
对流雨是大气对流运动引起的降水现象，习惯上也称为对流雨。近地面层空气受热或高层空气强烈降温，促使低层空气上升，水汽冷却凝结，就会形成对流雨。对流雨来临前常有大风，大风可拔起直径50厘米的大树，并伴有闪电和雷声，有时还下冰雹。
对流雨主要产生在积雨云中，积雨云内冰晶和水滴共存，云的垂直厚度和水汽含量特别大，气流升降都十分强烈，可达20~30米/秒，云中带有电荷，所以积雨云常发展成强对流天气，产生大暴雨。雷击事件、大风拔木、暴雨成灾常发生在这种雷暴雨中。
淡积云云层薄，含水量少，一般有雨落到地面。浓积云在中高纬度地区很少降水，但是在低纬度地区，因为含水量丰富，对流强烈，有时可以产生降水。
对流雨以低纬度最多，降水时间一般在午后，特别是在赤道地区，降水时间非常准确。早晨天空晴朗，随着太阳升起，天空积云逐渐形成并很快发展，越积越厚，到了午后，积雨云汹涌澎湃，天气闷热难熬，大风掠过，雷电交加，暴雨倾盆而下，降水延续到黄昏时停止，雨后天晴，天气稍觉凉爽，但是第二天，又重复有雷阵雨出现。在中高纬度，对流雨主要出现在夏季半年，冬半年极为少见。
10．黑色闪电
黑色闪电的形成原因科学家无法解释。长期以来，人们的心目中只有蓝白色闪电，这是空中的大气放电的自然现象，一般均伴有耀眼的光芒！而从未看见过不发光的“黑色闪电”。可是，科学家通过长期的观察研究确实证明有“黑色闪电”存在。
1974年6月23日，前苏联天文学家契尔诺夫就曾经在扎巴洛日城看见一次“黑色闪电”：一开始是强烈的球状闪电，紧接着，后面就飞过一团黑色的东西，这东西看上去像雾状的凝结物。经过研究分析表明：黑色闪电是由分子气凝胶聚集物产生出来的，而这些聚集物是发热的带电物质，极容易爆炸或转变为球状的闪电，其危险性极大。
据观察研究认为：黑色闪电一般不易出现在近地层，如果出现了，则较容易撞上树木、桅杆、房屋和其他金属，一般呈现瘤状或泥团状，初看似一团脏东西，极容易被人们忽视，而它本身却载有大量的能量，所以，它是“闪电族”中危险性和危害性均较大的一种。尤其是，黑色闪电体积较小，雷达难以捕捉；而且，它对金属物极具“青睐”；因而被飞行人员称作“空中暗雷”。飞机在飞行过程中，倘若触及黑色闪电，后果将不堪设想。而每当黑色闪电距离地面较近时，又容易被人们误认为是一只飞鸟或其他什么东西，不易引起人们的警惕和注意；如若用棍物击打触及，则会迅速发生爆炸，有使人粉身碎骨的危险。另外，黑色闪电和球状闪电相似，一般的避雷设施如避雷针、避雷球、避雷网等，对黑色闪电起不到防护作用；因此它常常极为顺利地到达防雷措施极为严密的储油罐、储气罐、变压器、炸药库的附近。此时此刻，千万不能接近它。应当避而远之，以人身安全为要。
11．干雨
人们把“高空下雨，低空无雨”的景象，叫“干雨”。近年来世界各国的天体物理学家都对干雨产生了特别浓厚的兴趣。干雨很早就被人们发现过，只是极为少见，近些年来人们发现，它的出现越来越频繁。大约在100年前，干雨曾毁灭了亚速尔群岛地区整整一支舰队。曾经发生在德克萨斯草原的特大火灾，也是干雨引起的，公元1889年非洲的萨凡纳又成为干雨的战利品。
由于所谓瀑布式倾热，使由干雨引起的火灾很难扑灭。发生这种火灾时，不仅要扑灭燃烧着的物质，还要花更大力气来对付高达摄氏2000度的雨热。对这种雨热来说，水成了给它降温的物质，因此，扑救这种火灾时除使用水外，还要使用特殊的物质粉，以隔断热源和氧气的接触。
对干雨现象的解释，目前存在两种看法。一种看法认为：彗星散落后的物质一部分落入地球，从而产生了干雨现象。从彗星散落到出现干雨，需要2~6年的时间。目前天体物理学家观察到彗星散落的现象越来越多，因此科学家们预测在最近6~15年内要出现一些干雨。那时干雨火灾的数量将达每年8起，而50年后将达每年30起。另一种看法为：干雨现象是我们还没认识的另一种文明的破坏活动。这种想法从表面上看似乎是没有根据的，但持这种观点的人认为，如果干雨现象来源于宇宙，是彗星散落的产物，那么化学家通过光谱分析应该可以发现彗星的化学成分。但化学家在这方面的研究结果至今还是否定的。
12．锢囚锋
暖气团、较冷气团和更冷气团相遇时先构成两个锋面，然后其中一个锋面追上另一个锋面，即形成锢囚锋。我国常见的是锋面受山脉阻挡所形成的地形锢囚；或冷锋追上暖锋，或两条冷锋迎面相遇形成的锢囚。它们迫使冷锋前的暖空气抬离地面，锢囚到高空。我们将冷锋后部冷气团与锋面前面冷气团的交界面称为锢囚锋。当冷锋追赶上暖锋，这就形成锢囚锋。在出现卫星云图前，锢囚锋很难确定。锢囚锋卫星云图上有清楚的表现。
气象学家对锋的理论研究成熟于20世纪初期，他们认为大气中最激烈的天气不是发生在冷暖气团中，而是发生在冷暖气团的交界面上。气象学家对锋是这样定义的：冷、暖气团在空间相遇，它们之间气象要素不连续的狭窄过渡区叫做锋。其交界面称为锋面，锋面与地面的交线叫锋线。实际工作中，将锋面与锋线统称为锋。锋在空间的状态总是倾斜的，而且斜向冷气团一方，锋的上面是暖空气，下面为冷空气。锋线长度为几百到几千千米，近地面的水平宽度约几十千米，在高空可达200~400千米以上，垂直厚度几百米到一、二千米。
锢囚锋形成主要有三种情况：由锋面受山脉阻挡形成的地形锢囚；两条冷锋迎面相遇；温带气旋中冷锋追上暖锋；这几种情况下，冷锋前的暖空气都被抬离地面，锢囚到高空。因此把冷锋后面的冷气团和暖锋前面冷气团的交界面称为锢囚锋。
锋有多种分类方法，最常用的还是按照锋的移动情况分为冷锋、暖锋、准静止风和锢囚风四种。
锢囚锋分为三种：暖式锢囚锋，暖锋前的冷气团比冷锋后的冷气团更冷；冷式锢囚锋，冷锋后的冷气团比暖锋前的冷气团更冷；中性锢囚锋，锢囚风前后的气团属性差别不大。
中国东北地区是锢囚锋活动最多的地区，其多数是从蒙古和俄罗斯贝加尔湖一带移来。中欧地区锢囚锋也较为常见。锢囚锋云系特点：
1．锢囚锋云系表现为一条宽约300公里、从暖区顶端出发按螺旋方式旋向涡旋中心的云带，螺旋云系中必与大气环流中心重合。
2．锢囚锋云系的后部，由于冷空气侵入，形成云带后界整齐光滑，象舌一样的黑色无云区，称做干舌。干舌的形状和范围常表示冷空气的活动情况。
3．锢囚锋云带常表现为沿螺旋云带越往中心去的色调越变暗，螺旋中心处云高度最低。
一般说来，锢囚锋附近盛行恶劣天气，降水区位于锋面附近到700hPa槽线之间。
锢囚锋与梅雨天气：锢囚锋具有冷暖锋的特点，锋面过境时，两侧均为降水区，先是暖锋云系和连续性降水，而后转为冷锋云系和阵性降水。影响我国的锋面天气主要有冷锋天气和准静止天气。冷锋几乎全年都有，多来自俄罗斯、蒙古，夏天，冷锋只到达黄河流域，冬天，冷锋还时常南下，影响到华南地区。准静止锋每年春夏之交出现在我国长江中下游、黄海南部到日本一带，这些地区多形成梅雨天气。说到梅雨天气还有一段有趣的来历。
我国长江中下游至日本南部一带，在春夏之交，常常出现湿热阴雨天气，这时正值江南地区梅树的果实――梅子黄熟季节，故叫做梅雨或黄梅雨，又因为该时期家中器物容易发霉，也称为霉雨，其英文名称为“Plumrain”。其实，梅雨一词在古代就有了，公元6世纪中期，我国梁代《篡要》中称“梅熟而雨曰梅雨”。唐代柳宗元在《梅雨》中写道：“梅实迎时雨，苍茫值晚春”。宋代大文豪苏东坡也有“三时已断黄梅雨，万里初来舶棹风”的诗句，把梅雨季节的时间和东南季风的关系描写得惟妙惟肖。梅雨一般在6月上旬开始，开始的日期叫做入梅或主梅；7月下旬结束，结束的日子叫出梅或断梅，历时一个月左右。这段时期称作“梅雨期”。受气候影响，每年的入梅和出梅日期一般不相同。据统计，在长江中下游，20世纪50年代，平均在6月10日入梅，7月12日出梅，梅雨期33天；20世纪60年代，平均入梅日期为6月17日，出梅日期为7月6日，梅雨期为20天；少数年份可能不会出现梅雨，此时叫做空梅。
为什么在梅子黄熟季节阴雨绵绵呢？每年六七月间，南方天气变暖，湿暖的空气向北移动，遇上北方南下的冷空气，冷空气和暖空气相互碰撞，势均力敌，互为中和，便在长江中下游至日本一带形成一条准静止锋或缓慢移动的冷锋，造成江淮地区连续不断的低温、潮湿和阴雨天气。大约经过一个月的时间，南方的暖空气逐渐强大，就把来自北方的越来越弱的冷空气远远推向北方，这时梅雨季节就过去了，天气也就放晴了。梅雨天气时，经常出现多云、多雨、多雾、多雷暴等现象，在我国东海、黄海至日本南部海域的梅雨锋带上，能见度很低，还经常出现锋面气旋，使海面刮起大风，影响到舰船航行的安全。
13．酸雨
雨水能够冲刷空气中的污秽，一场雨之后空气总是格外清新，然后在这淅淅沥沥的雨水中可能隐藏着一个看不见的杀手，那就是酸雨。
酸雨又被称作天堂的眼泪或空中的死神，它是人类遇到全球性灾害之一。目前，全球有三大块主要的酸雨地区，西欧、北美和东南亚，我国长江以南也存在着连片的酸雨区域。酸雨具有很强的破坏力，它使土壤的酸性增强，导致大量农作物与木草枯死。它会破坏森林生态系统，使林木生长缓慢，森林大面积死亡。它还会使河水、湖水酸化，鱼虾大量死亡，成为死河、死湖。酸雨还会浸入地下，致使地下水长时期不能利用。
酸雨就是酸性的雨，纯净的水是中性，它的pH值为7，但是大气中的CO2是一种酸性气体易溶于水形成弱碳酸，使雨水的pH值小于7，表示出轻微的酸性，不过这时候的雨水还不足以被称为酸雨，因为洁净或略带酸性的雨水能水中的营养物质溶解，有助于植物吸收利用。如果雨水的酸性继续增加成为酸雨就会对环境造成巨大的破坏。那么是什么原因使天空中的降水变成酸性呢？
在人类进入工业革命以后，随着工业化进程的加快，煤炭、石油等化学燃料的消耗数量成倍的增加，这些燃料推动了社会生产和生活的发展，同时也使排放到大气中的废气与日俱增。煤中含有杂质硫，在燃烧的过程中会排放出大量的二氧化硫，石油燃烧时也会释放出大量氮氧化物，而二氧化硫和氮氧化物就是造成酸雨的罪魁祸首。酸雨还有一些同胞兄弟，如酸雪、酸雾和酸性的固体尘埃等，这个酸性家族虽然是工业文明之后，大气中的新成员，但它们对地球的侵蚀，已经让人类尝到了自身行为的恶果。
人类第一次发现酸雨是在1872年，英国化学家史密斯发现伦敦的雨呈现出明显的酸性，于是在一篇著作中首先提出酸雨这个专用名词，认为酸雨是在燃料燃烧后释放出酸性物质造成的。20世纪60年代，瑞典土壤学家奥登发现，酸雨是欧洲的一种大面积污染现象，降水和地面水的酸性越来越高，导致森林生长缓慢、植物病害增加，材料腐蚀加快。1972年瑞典政府组成了一个科学小组向联合国人类环境会议提交了一份名为《穿越国界的大气污染大气和降水中的硫对环境的影响》的报告，从此酸雨开始成为全球重要的环境研究课题，一些国家相继开展了这方面的研究工作。80年代初，欧洲22国有1000万公顷的森林受到酸雨的破坏，直接经济损失达90亿美元。同年，美国的谷物因为酸雨减产导致了35亿美元的损失。1982年6月，第一届国际环境酸化会议在瑞典举行，至此酸雨被公认为是当前全球性的重要环境污染问题之一。
酸雨虽然人类难以用肉眼看到它降落到地面，人类也丝毫觉察不到它的影响和破坏，然而它对人们生活环境的腐蚀正悄然进行着。
14．沙尘暴
沙尘暴是一种风与沙相互作用的灾害性天气现象，它的形成与地球温室效应、厄尔尼诺现象、森林锐减、植被破坏、物种灭绝、气候异常等因素有着不可分割的关系。其中，人口膨胀导致的过度开发自然资源、过量砍伐森林、过度开垦土地是沙尘暴频发的主要原因。
沙尘暴作为一种高强度风沙灾害，并不是在所有有风的的地方都能发生，只有那些气候干旱、植被稀疏的地区，才有可能发生沙尘暴。在我国西北地区，森林覆盖率本来就不高，贫穷的西北人民还想靠挖甘草、搂发菜、开矿发财，这些掠夺性的破坏行为更加剧了这一地区的沙尘暴灾害。裸露的土地很容易被大风卷起形成沙尘暴甚至强沙尘暴。
沙尘暴的危害有很多：
1、人畜死亡、建筑物倒塌、农业减产。沙尘暴对人畜和建筑物的危害绝不亚于台风和龙卷风。近5年来，我国西北地区累计遭受到的沙尘暴袭击有20多次，造成经济损失12亿多元，死亡失踪人数超过200多人。
2、大气污染、表土流失。沙尘暴降尘中至少有38种化学元素，它的发生大大增加了大气固态污染物的浓度，给起源地、周边地区以及下风地区的大气环境、土壤、农业生产等造成了长期的、潜在的危害。特别是农作物赖以生存的微薄的表土被刮走后，贫瘠的土地将严重影响农作物的产量。
中国工程院院士、土地荒漠化课题组组长石玉林指出，沙尘暴是一种自然现象，是不可能被消灭的。但人类不合理的经济活动助长或促进了沙尘暴的发生和发展。他认为，西北地区荒漠化土地的扩大是中国近年来沙尘暴强度增加的一个重要原因，其生态环境治理赶不上破坏的状况仍未得到根本扭转。
石玉林指出，在长期历史演变中，西北地区的生态环境出现了种种问题，如干旱缺水、河湖干涸、水土流失、植被退化等等。专家研究认为，西北地区生态环境的主要危机综合表现为土地荒漠化。虽然其中也有其它生态环境危机，但总的来说土地荒漠化是主要生态环境危机。
他指出，从自然规律的角度看，沙尘暴是不可能被消灭的。人类应当也只能消除由人类自身引发的不利因素，以减轻沙尘暴的危害。
石玉林介绍说，1994年和1999年两次全国土地荒漠化普查结果显示，无论是荒漠化，还是沙化，西北地区都呈蔓延、扩展、加重趋势，局部好转，总体恶化，边治理边破坏、治理赶不上破坏的状况仍未得到根本扭转。
石玉林说，在西北地区，荒漠化土地扩大的两大主要人为原因，一个是水资源利用不合理，另一个是土地资源利用不合理。
他认为，人类与沙漠的正确关系应当是：人与沙漠和谐共存，既要避免“沙进人退”，也不要盲目地“向沙漠进军”。总体上说，不应当也不可能消灭沙漠或“征服”沙漠。
15．雾凇
雾凇是寒冷北方冬季可以见到的一种类似霜降的自然现象，它其实也是霜的一种。颗粒状霜晶称为雾凇，它是由冰晶在温度低于冰点以下的物体上形成的白色不透明的粒状结构沉积物。过冷水滴（温度低于零度）碰撞到同样低于冻结温度的物体时，便会形成雾凇。当水滴小到一碰上物体马上冻结时便会结成雾凇层或雾凇沉积物。雾凇层由小冰粒构成，在它们之间有气孔，这样便造成典型的白色外表和粒状结构。由于各个过冷水滴的迅速冻结，相邻冰粒之间的内聚力较差，易于从附着物上脱落。被过冷却云环绕的山顶上最容易形成雾凇，它也是飞机上常见的冰冻形式，在寒冷的天气里泉水、河流、湖泊或池塘附近的蒸雾也可形成雾凇。雾凇是受到人们普遍欣赏的一种自然美景，但是它有时也会成为一种自然灾害。严重的雾凇有时会将电线、树木压断，造成损失。
雾凇俗称树挂，是一种冰雪美景。它是由于雾中无数零摄氏度以下而尚未结冰的雾滴随风在树枝等物上不断积聚冻粘的结果。因此雾凇现象在我国北方是很普遍的，在南方高山地区也很常见，只要雾中有过冷却水滴就可形成。
那么，为什么吉林市的雾凇特别著名，以致号称为中国四大自然奇观之一，每年都吸引几万中外游客远道来此观赏呢？
原来，关键是因为这里存在着“严寒的大气和温暖的江水”者队互相矛盾的自然条件的缘故。吉林市冬季气候严寒，清晨气温一般都低至零下20—25℃，尽管松花湖面上结了1米厚的坚冰，而从松花湖大坝底部丰满水电站水闸放出来的湖水却在零上4℃。这25—30℃的温差使得湖水刚一出闸，就如开锅般地腾起浓雾。数十里云雾长龙随松雾凇
雾凇是一种附着于地面物体（如树枝、电线）迎风面上的白色或乳白色不透明冰层。它也是由过冷水滴凝结而成。不过，这些过冷水滴不是从天上掉下来的，而是浮在气流中由风携带来的。这种水滴要比形成雨凇的雨滴小许多，称为雾滴，实际上，也就是组成云的云滴。当它们撞击地物表面后，会迅速冻结。由于雾凇中雾滴与雾滴间空隙很多，因此雾凇呈完全不透明的白色。雾凇轻盈洁白，附着在树木物体上，宛如琼树银花，清秀雅致，这就是树挂（又称雪挂）。吉林市松花江畔的雾凇奇景，驰誉东亚。
雾凇的密度小，重量轻，对于电线、树木的破坏性要比雨凇小得多。当电线上的雾凇严重时会折断电线，造成停电事故。
花江水源源流过吉林市区，十分壮观。这就是美丽的吉林雾凇得天独厚的原料来源。它使得江畔长堤上的大柳树成了“白发三千丈”的雪柳，苍松则成了“玉菊怒放”的雪松。这种得天独厚条件形成的雾凇即奇厚又结构疏松，因而显得特别轻柔丰盈、婀娜多姿、美丽绝伦。在全中国，以至更大范围内，哪里能再找到这样的条件呢？一般低温地区不可能有不冻的江水，而江水不冻的地区又决不可能有如此低温的大气环境。可见，在中国四大自然奇观中，桂林山水、路南石林和长江三峡都是“天生丽质”，而独吉林雾凇是“人工仙境”，即丰满水电站建成发电后才有的。据吉林气象站记录，吉林雾凇季节一般从每年的11月下旬开始，到次年的3月上旬结束。
雾凇有两种。一种是过冷却雾滴碰到冷的地面物体后迅速冻结成粒状的小冰块，叫粒状雾凇，它的结构较为紧密。另一种是由过冷却雾滴凝华而形成的晶状雾凇，结构较松散，稍有震动就会脱落。
雾凇出现最多的地方是吉林省的长白山，年平均出现178.9天，最多的年份有187天。
吉林雾凇与桂林山水、云南石林和长江三峡同为中国四大自然奇观，却是这四处自然景观中最为特别的一个。雾凇俗称树挂，是大自然中较为常见的现象，在中国和世界的许多地方都能看到它的身影，为什么偏偏吉林市的雾凇一枝独秀呢？
吉林雾凇仪态万方、独具丰韵的奇观，让络绎不绝的中外游客赞不绝口。然而很少有人知道雾凇对自然环境、人类健康所做的贡献。吉林雾凇正迎合了时下非常流行的一句话：“我美丽、我健康！”
每当雾凇来临，吉林市松花江岸十里长堤“忽如一夜春风来，千树万树梨花开”，柳树结银花，松树绽银菊，把人们带进如诗如画的仙境。
在美丽之外，吉林雾凇也有很多实际的用处。北方也有一些地方偶尔也有雾凇出现，但其结构紧密，密度大，对树木、电线及某些附着物有一定的破坏力。而吉林雾凇不仅因为结构很疏松，密度很小，没有危害，而且还对人类有很多益处。
现代都市空气质量的下降是让人担忧的问题，吉林雾凇可是空气的天然清洁工。人们在观赏玉树琼花般的吉林雾凇时，都会感到空气格外清新舒爽、滋润肺腑，这是因为雾凇有净化空气的内在功能。空气中存在着肉眼看不见的大量微粒，其直径大部分在2.5微米以下，约相当于人类头发丝直径的四十分之一，体积很小，重量极轻，悬浮在空气中，危害人的健康。据美国对微粒污染危害做的调查测验表明，微粒污染重比微粒污染轻的城市，患病死亡率高15%，微粒每年导致5万人死亡，其中大部分是已患呼吸道疾病的老人和儿童。雾凇初始阶段的凇附，吸附微粒沉降到大地，净化空气，因此，吉林雾凇不仅在外观上洁白无瑕，给人以纯洁高雅的风貌，而且还是天然大面积的空气“清洁器”。
注重保健的人都不会对空气加湿器、负氧离子发生器等感到陌生，其实吉林雾凇就是天然的“负氧离子发生器”。所谓负氧离子，是指在一定条件下，带负电的离子与中性的原子结合，这种多带负离子的原子，就是负氧离子。负氧离子，也被人们誉为空气中的“维生素”、“环境卫士”、“长寿素”等，它有消尘灭菌、促进新陈代谢和加速血液循环等功能，可调整神经，提高人体免疫力和体质。在出现浓密雾凇时，因不封冻的江面在低温条件下，水滴分裂蒸发大量水汽，形成了“喷电效应”，因而促进了空气离子化，也就是在有雾凇时，负氧离子增多。据测，在有雾凇时，吉林松花江畔负氧离子每立方厘米可达上千至数千个，比没有雾凇时的负氧离子可多5倍以上。
噪音也是现代都市生活给人们带来的一个有害副产品，吉林雾凇是环境的天然“消音器”。噪音使人烦躁、疲惫、精力分散以及工作和学习效率降低，并能直接影响人们的健康以至于生命。人为控制和减少噪音危害，需要一定条件，并且又有一定局限性。吉林雾凇由于具有浓厚、结构疏松、密度小、空隙度高的特点，因此对音波反射率很低，能吸收和容纳大量音波，在形成雾凇的成排密集的树林里感到幽静，就是这个道理。
此外，根据吉林雾凇出现的特点、周期规律等，还可反馈未来天气和年成信息，为各行各业兴利避害、增收创利做出贡献。
以前人们都将雾凇叫做“树挂”，时至今日，大家都已对“雾凇”这个名称不再陌生，说起这个名称的普及，还真有一个小故事呢！
1987年国家电影电视部决定拍《吉林树挂》，将吉林市这一特殊的自然景观搬上银幕，并送联合国对外宣传。北京科教电影制厂在吉林市政府支持下，来吉林市采访和拍摄，责成在本地从事研究树挂的气象科技工作者撰写脚本，将吉林树挂这一奇观做为旅游资源对外宣传。作者认为应该用它的学名“雾凇”为好，当时这一建议经研究被采纳了。可是那时候人们叫雾凇还不习惯，不少人感到陌生和别扭，说这种称呼不通俗，不大众化，后经过解释、宣传，被部分人所接受。在吉林市举办过几届雾凇冰雪节后，“雾凇”一词不仅被江城父老所接受，家喻户晓，而且名扬中外。
16．雨凇
超冷却的降水碰到温度等于或低于零摄氏度的物体表面时所形成玻璃状的透明或无光
泽的表面粗糙的冰覆盖层，叫做雨凇。俗称“树挂”，也叫冰凌、树凝，形成雨凇的雨称为冻雨。我国南方把冻雨叫做“下冰凌”、“天凌”或“牛皮凌”。
《春秋》载：成公十六年（公元前575年）十有六年春，王正月，雨，木冰。这则记载的意思是：鲁成公十六年春天，周历正月，下雨，树木枝条上凝聚了雨冰（就是“雨凇”）。这是世界上对雨凇的较早记载。
雨凇的形态：雨凇比其他形式的冰粒坚硬、透明而且密度大（0.85克/立方厘米），和雨凇相似的雾凇密度却只有0.25克/立方厘米。雨凇的结构清晰可辨，表面一般光滑，其横截面呈楔状或椭圆状，它可以发生在水平面上，也可发生在垂直面上，与风向有很大关系，多形成于树木的迎风面上，尖端朝风的来向。根据它们的形态分为梳状雨凇、椭圆状雨凇、匣状雨凇和波状雨凇等。
雨凇奇特的形成：雨凇和雾凇的形成机制差不多，通常出现在阴天，多为冷雨产生，持续时间一般较长，日变化不很明显，昼夜均可产生。雨凇是在特定的天气背景下产生的降水现象。形成雨凇时的典型天气是微寒（0-3℃）且有雨，风力强、雾滴大，多在冷空气与暖空气交锋，而且暖空气势力较强的情况下才会发生。在此期间，江淮流域上空的西北气流和西南气流都很强，地面有冷空气侵入，这时靠近地面一层的空气温度较低（稍低于摄氏零度），1500至3000米上空又有温度高于摄氏零度的暖气流北上，形成一个暖空气层或云层，再往上3000米以上则是高空大气，温度低于摄氏零度，云层温度往往在－10℃以下，即2000米左右高空，大气温度一般为0℃左右，而2000米以下温度又低于0℃。也就是近地面存在一个逆温层。大气垂直结构呈上下冷、中间暖的状态，自上而下分别为冰晶层、暖层和冷层。
从冰晶层掉下来的雪花通过暖层时融化成雨滴，接着当它进入靠近地面的冷气层时，雨滴便迅速冷却，成为过冷却雨滴（大气中有这样的物理特性：气温在零下几十度（℃）时，仍呈液态，被称为“过冷却”水滴，如过冷却雨滴、过冷却雾滴）。形成雨凇的雾滴、水滴均较大，而且凝结的速度也快。由于这些雨滴的直径很小，温度虽然降到摄氏零度以下，但还来不及冻结便掉了下来。
当这些过冷雨滴降至温度低于0℃的地面及树枝、电线等物体上时，便集聚起来布满物体表面，并立即冻结。冻结成毛玻璃状透明或半透明的冰层，使树枝或电线变成粗粗的冰棍，一般外表光滑或略有隆突。有时还边滴淌、边冻结，结成一条条长长的冰柱。就变成了我们所说的“雨凇”。如果雨凇是由非过冷却雨滴降到冷却得很厉害的地面或物体上及雨夹雪凝附和冻结而形成的时候，即由外表非晶体形成的冰层和晶体状结冰共同混合组成，一般这种雨凇很薄而且存在的时间不长。
雨凇的时间与空间分布：雨凇以山地和湖区多见。中国大部分地区雨凇都在12月至次年3月出现。中国年平均雨凇日数分布特点是南方多、北方少（但华南地区因冬暖，极少有接近零度的低温，因此既无冰雹也无雨凇）；潮湿地区多而干旱地区少（尤以高山地区雨凇日数最多）。中国年平均雨凇日数在20~30天以上的台站，差不多都是高山站。而平原地区绝大多数台站的年平均雨凇日数都在5天以下。
雨凇大多出现在1月上旬至2月上、中旬的一个多月内，起始日期具有北方早，南方迟，山区早、平原迟的特点，结束日则相反。地势较高的山区，雨凇开始早，结束晚，雨凇期略长。如皖南的黄山光明顶，雨凇一般在11月上旬初开始，次年4月上旬结束，长达5个月之久。据统计，江淮流域的雨凇天气，沿淮的淮北地区2~3年一遇，淮河以南7~8年一遇。但在山区，山谷和山顶差异较大，山区的部分谷地几乎没有雨凇，而山势较高处几乎年年都有雨凇发生。
在60年代里，广州没有出现过雨凇，上海、北京、哈尔滨平均每年仅分别出现0.1、0.7和0.5天。中国雨凇日数最多的台站是峨眉山气象站，平均每年出现141.3天（最多年份167天），其次是金佛山70.2天（最多年份93天），第三位湖北巴东的绿葱坡61.5天（最多年份90天）等，都出现在南方高山地区。北方的雨凇既不多也不严重，干旱地区尤少。北方雨凇日数最多的地方就是甘肃省通谓的华家岭、华山和长白山天池，它们平均每年分别出现29.6、19.8和18.5天，也都是高山台站。
雨凇最多的季节，冬季严寒的北方地区以较温暖的春秋季节为多，如长白山天池气象站雨凇最多月份是5月，平均出现5.7天，其次是9月，平均雨凇日3.5天，冬季12月至3月因气温太低没有出现过雨凇。而南方则以较冷的冬季为多，如峨眉山气象站12月雨凇日数平均多达26.4天，1月份也达24.6天，甚至有的年份12月、1月和3月都曾出现过天天有雨凇的情况。
雨凇的危害程度与雨凇持续时间也有关系。上海市1957年1月15~16日曾出现一次雨凇，持续了30小时09分钟；北京最长连续雨凇时数是30小时42分钟，发生在1957年3月1~2日；哈尔滨最长持续28小时29分钟，发生在1956年10月18~19日。中国雨凇连续时数最长的地方也发生在峨眉山，从1969年11月15日一直持续到1970年3月28日，即持续3198小时54分钟之多。其次是衡山南岳1370小时57分钟（1976年12月24日～1977年2月19日），第三为湖南的雪峰山1192小时09分（1976年12月25日～1977年2月12日）。
雨凇积冰的直径一般为40~70毫米，也有的几百毫米，中国雨凇积冰最大直径出现在衡山南岳，达1200毫米，其次是巴东绿葱坡711毫米，再次为湖南雪峰山的648毫米。
气象站观测雨凇积冰直径用的方法是：由于雨凇在结冰的过程中，导线变得越来越粗，但当雨凇积累到一定直径时，“雨凇冰棍”必然逐渐碎裂，这时气象观测人员就干脆全部清除残冰，让雨凇重新在导线上冻结。在高山上，也许要连续清除几次以至十几次，雨凇过程才告停止。按气象部门规定，各次碎裂时最大直径之和就是全部雨凇过程的最大积冰直径。
1962年11月24日发生在衡山南岳的一次雨凇积冰，每米导线上积了16872克，即16.872公斤的重量，是中国目前全部记录中的冠军。其他重量较大的纪录有：湖南雪峰山15616克，黄山12148克，庐山5468克和金佛山5440克等。河南省商丘县1966年3月5~9日的一场雨凇，最大直径160厘米，最大积冰直径1400克/米，则是60年代平原气象站中的罕见记录了。
雨凇造就的美景：雨凇组成的冰花世界，点点滴滴裹嵌在草木之上，结成各式各样美丽的冰凌花，有的则结成钟乳石般的冰挂，满山遍野一片银装素裹的世界。茫茫群峰是座座冰山，那造型奇特的松树、遍地的灌木，此时也成为银花盛开的玉树，仿佛银枝玉叶，分外诱人；满枝满树的冰挂，犹如珠帘长垂，山风拂荡，分外晶莹耀眼，如进入了琉璃世界；冰挂撞击，叮当作响，宛如曲曲动听的仙乐，和谐有节，清脆悦耳；山峦、怪石之上，茫茫一片，似雪非雪，仿佛披上一层晶莹的玉衣，光彩照人，在冬天灿烂的阳光下，分外晶莹剔透、闪烁生辉，蔚为奇观。
雨凇造成的的危害：虽然雨凇使大地银装素裹，晶莹剔透，美轮美奂，风光无限，但雨凇却是一种灾害性天气，不易铲除，破坏性强，它所造成的危害是不可忽视的。
雨凇与地表水的结冰有明显不同，雨凇边降边冻，能立即粘附在裸露物的外表而不流失，形成越来越厚的坚实冰层，从而使物体负重加大，严重的雨凇会压断树枝、农作物、电线，房屋，妨碍交通。
雨凇最大的危害是使供电线路中断，高压线高高的钢塔在下雪天时，可以会承受2－3倍的重量，但是如果有雨凇的话，可能会承受10－20倍的电线重量，电线或树枝上出现雨凇时，电线结冰后，遇冷收缩，加上风吹引起的震荡和雨凇重量的影响，能使电线和电话线不胜重荷而被压断，几公里以致几十公里的电线杆成排倾倒，造成输电、通讯中断，严重影响当地的工农业生产。历史上许多城市出现过高压线路因为雨凇而成排倒塌的情况。
雨凇也会威胁飞机的飞行安全，飞机在有过冷水滴的云层中飞行时，机翼、螺旋桨会积水，影响飞机空气动力性能造成失事。因此，为了冬季飞行安全，现代飞机基本都安装有除冰设备。当路面上形成雨凇时，公路交通因地面结冰而受阻，交通事故也因此增多，山区公路上地面积冰也是十分危险的，往往易使汽车滑向悬崖。
由于冰层不断地冻结加厚，常会压断树枝，因此雨凇对林木也会造成严重破坏。坚硬的冰层也能使覆盖在它下面的庄稼糜烂，如果麦田结冰，就会冻断返青的冬小麦，或冻死早春播种的作物幼苗。另外，雨凇还能大面积地破坏幼林、冻伤果树。农牧业和交通运输等方面受到较大程度的损失。严重的冻雨也会把房子压塌，危及人们的生命财产安全。
雨凇造成灾害的可能性与程度，都大大超过雾凇，在高纬度地区，雨凇是常出现的灾害性天气现象。消除雨凇灾害的方法，主要是在雨凇出现时，采取人工落冰的措施，发动输电线沿线居民不断把电线上的雨凇敲刮干净，并对树木、电网采取支撑措施；在飞机上安装除冰设备或干脆绕开冻雨区域飞行。可部分减轻雨凇带来的危害。
总之，冻雨是冬季的一种低温灾害，为了出行安全，交通运输、航空、铁路、公路、电力、电信、邮政等部门以及广大民众都应十分重视。
雨凇引发的灾难：1954年12月至1955年1月，湖北省洞庭湖区平原出现雨凇，积冰厚达70~80mm。海拔150~600m处的中低山地的湖南电网，导线覆冰厚度最大达70~80mm，为历史罕见。2005年2月13日至2月16日，湖南500kV电网先后有3条线路出现覆冰倒塔断线事故。
广东北部1969年初的一场严重的冻雨，使工业集中的粤北地区电讯交通中断，工矿停电停产一个多星期。
1972年2月1~8日湖南、贵州、江西等地出现了一次大范围的冻雨天气，最严重的地段电线结冰近10厘米厚。使电报、电话都不通。
1973年12月，新疆省奇台县一次雨凇最大直径24厘米，厚度18厘米，每米重量224克，吉木乃一次雨凇持续60小时，最大直径7厘米，都压断了电线，造成通讯中断。乌鲁木齐通往塔城的通讯架空明线，每年冬季常需组织人力破凇打冰，才能保障通信联络的正常。
河北省的承德市罕塞坝林场于1977年10月27--28日出现了一次罕见的雨凇，受灾面积40万亩，占当时有林地面积一半以上，使60多万棵树折断，其中折干、折冠、劈裂、严重弯曲的重灾区面积20万亩，损失成林5000多万株、蓄积30多万立方米。折合木材损失约96万立方米，人民币约2700~2800万元之巨。
1979年1月28日至2月3日，山东省青岛市的市区和部分县连续遭受雨凇灾害，致使鲁东电网的平度段终止供电，胶南县雨凇达20~70毫米，损失达200余万元。山东临沂一次雨凇曾使一根lm长的电话线上冻结重达3.5kg的冰层，造成巨大损失。
1997年12月26~30日，河北省围场县某林场出现历史上罕见的雨凇，每两根电线杆之间的八根电线结冰重达1吨，电线被压断、电杆被压倒、树木被冻伤，损失严重。
1998年12月1日，江苏省的宿迁、新沂、邳州、东海4个县市出现了雨凇天气，积冰直径达4~16mm。徐州市10kV高压线路有11处断杆断线，刮倒电话线杆40根，损坏电话线路2.3km。
2002年12月25~26日，广西省桂林市遭受一次雨凇灾害，临桂以北各县均出现冰冻和明显的雨凇，对桂林市常绿果树造成较大影响，局部地区造成严重损失，尤其是柑桔、枇杷等果树，均出现树冠结冰，枝、叶以及枇杷幼果、夏橙、留树保鲜的柑桔果实受到严重冻伤。
2005年2月6日，鄂西南、江汉平原、鄂东北地区共有18个县市出现雨凇，6小时积冰直径在2~8mm间。最大雨凇积冰直径6小时达到20mm。致使五峰110伏线塔倒塌40多座，4条110千伏输电线路受到破坏，供电瘫痪，电网结构遭到破坏，对华中电网运行造成了极大威胁。同时雨凇天气使交通事故增加。黄冈市2月交通事故较去年同期多发10个百分点。五峰公路路面因防滑链碾压损坏600公里。长阳县因冰雪天气导致318国道贺家坪至榔坪段交通阻塞，南线公路的天柱山段封路，王渔线的金子山段12日也封闭一天。十堰汉十高速公路的丹江口境内多次封闭；二高山地区路面长时间积雪和路面结冰，其南三县交通中断3至5天。
2005年2月8日，位于重庆市东南的酉阳地区雨雪天气持续不断，重庆电网酉阳、武隆等地区分别遭遇了20多年不遇的恶劣天气和低温，形成大范围的雨凇，很多电力线路覆冰超过了50毫米以上，致使110KV黔秀龙线的多基铁塔倒塌，导致大面积停电，严重影响了酉阳地区工农业生产和人民的正常生活用电。
17．风切变
风切变是一种大气现象，是风速在水平和垂直方向的突然变化。风切变是导致飞行事故的大敌，特别是低空风切变。国际航空界公认低空风切变是飞机起飞和着陆阶段的一个重要危险因素，被人们称为“无形杀手”。
风切变对航空飞行的危害极大。在起飞和降落的过程中，由于飞行速度低，风切变能够对航空器空速产生很大的影响，致使航空器的姿态和高度发生突然变化，在低高度上其结果有时是灾难性的。1985年，美国达拉斯-福斯机场飞机坠毁，137人死亡。从此，风切变被当作一项国际课题开始研究。据美国博尔德全国大气研究中心的负责人科尔曼说，1985年以后，美国所有的飞机都安装了风切变检测仪。加拿大1990年代开始安装。
垂直风切变是指垂直于地面方向上风速或风向随高度的剧烈变化，强烈的垂直风切变的存在会对桥梁、高层建筑、航空飞行等造成强烈的破坏作用，可造成桥梁楼房坍塌、飞机坠毁等恶性事故，给人类生活造成严重影响。水平风切变则指与地面平衡的方向上风向的急速转变。
为什么低空风切变会有如此的危害性呢？这是由风切变的本身特性造成的。以危害性最大的微下冲气流为例，它是以垂直风切变为主要特征的综合风切变区。由于在水平方向垂直运动的气流存在很大的速度梯度，也就是说垂直运动的风速会出现突然的加剧，就产生了特别强的下降气流，被称为微下冲气流。这个强烈的下降气流存在一个有限的区域内，并且与地面撞击后转向与地面平行而变成为水平风，风向以撞击点为圆心四面发散，所以在一个更大一些的区域内，又形成了水平风切变。如果飞机在起飞和降落阶段进入这个区域，就有可能造成失事。比如，当飞机着陆时，下滑通道正好通过微下冲气流，那么飞机会突然的非正常下降，偏离原有的下滑轨迹，有可能高度过低造成危险。当飞机飞出微下冲气流后，又进入了顺风气流，使飞机与气流的相对速度突然降低，由于飞机在着陆过程中本来就在不断减速，我们知道飞机的飞行速度必须大于最小速度才能不失速，突然的减速就很可能使飞机进入失速状态，飞行姿态不可控，而在如此低的高度和速度下，根本不可能留给飞行员空间和时间来恢复控制，从而造成飞行事故。
严重的低空风切变，常发生在低空急流即狭长的强风区，对飞行安全威胁极大。这种风切变气流常从高空急速下冲，像向下倾泻的巨型水龙头，当飞机进入该区域时，先遇强逆风，后遇猛烈的下沉气流，随后又是强顺风，飞机就像狂风中的树叶被抛上抛下而失去控制，因此，极易发生严重的坠落事件。
风切变的对策：由于风切变现象具有时间短、尺度小、强度大的特点，从而带来了探测难、预报难、航管难、飞行难等一系列困难，是一个不易解决的航空气象难题。因此，目前对付风切变得最好办法就是避开它。因为某些强风切变是现有飞机的性能所不能抗拒的。进行风切变的飞行员培训和飞行操作程序设置，在机场安装风切变探测和报警系统，以及机载风切变探测、告警、回避系统，都是目前减轻和避免风切变危害的主要途径。
18．厄尔尼诺
厄尔尼诺现象又称厄尔尼诺海流，是太平洋赤道带大范围内海洋和大气相互作用后失去平衡而产生的一种气候现象。正常情况下，热带太平洋区域的季风洋流是从美洲走向亚洲，使太平洋表面保持温暖，给印尼周围带来热带降雨。但这种模式每2—7年被打乱一次，使风向和洋流发生逆转，太平洋表层的热流就转而向东走向美洲，随之便带走了热带降雨，出现所谓的“厄尔尼诺现象”。
“厄尔尼诺”一词来源于西班牙语，原意为“圣婴”。19世纪初，在南美洲的厄瓜多尔、秘鲁等西班牙语系的国家，渔民们发现，每隔几年，从10月至第二年的3月便会出现一股沿海岸南移的暖流，使表层海水温度明显升高。南美洲的太平洋东岸本来盛行的是秘鲁寒流，随着寒流移动的鱼群使秘鲁渔场成为世界三大渔场之一，但这股暖流一出现，性喜冷水的鱼类就会大量死亡，使渔民们遭受灭顶之灾。由于这种现象最严重时往往在圣诞节前后，于是遭受天灾而又无可奈何的渔民将其称为上帝之子——圣婴。后来，在科学上此词语用于表示在秘鲁和厄瓜多尔附近几千公里的东太平洋海面温度的异常增暖现象。当这种现象发生时，大范围的海水温度可比常年高出3~6摄氏度。太平洋广大水域的水温升高，改变了传统的赤道洋流和东南信风，导致全球性的气候反常。
厄尔尼诺现象的基本特征是太平洋沿岸的海面水温异常升高，海水水位上涨，并形成一股暖流向南流动。它使原属冷水域的太平洋东部水域变成暖水域，结果引起海啸和暴风骤雨，造成一些地区干旱，另一些地区又降雨过多的异常气候现象。
厄尔尼诺的全过程分为发生期、发展期、维持期和衰减期，历时一般一年左右，大气的变化滞后于海水温度的变化。
在气象科学高度发达的今天，人们已经了解：太平洋的中央部分是北半球夏季气候变化的主要动力源。通常情况下，太平洋沿南美大陆西侧有一股北上的秘鲁寒流，其中一部分变成赤道海流向西移动，此时，沿赤道附近海域向西吹的季风使暖流向太平洋西侧积聚，而下层冷海水则在东侧涌升，使得太平洋西段菲律宾以南、新几内亚以北的海水温度升高，这一段海域被称为“赤道暖池”，同纬度东段海温则相对较低。对应这两个海域上空的大气也存在温差，东边的温度低、气压高，冷空气下沉后向西流动；西边的温度高、气压低，热空气上升后转向东流，这样，在太平洋中部就形成了一个海平面冷空气向西流，高空热空气向东流的大气环流（沃克环流），这个环流在海平面附近就形成了东南信风。但有些时候，这个气压差会低于多年平均值，有时又会增大，这种大气变动现象被称为“南方涛动”。60年代，气象学家发现厄尔尼诺和南方涛动密切相关，气压差减小时，便出现厄尔尼诺现象。厄尔尼诺发生后，由于暖流的增温，太平洋由东向西流的季风大为减弱，使大气环流发生明显改变，极大影响了太平洋沿岸各国气候，本来湿润的地区干旱，干旱的地区出现洪涝。而这种气压差增大时，海水温度会异常降低，这种现象被称为“拉尼娜现象”。
20世纪60年代以后，随着观测手段的进步和科学的发展，人们发现厄尔尼诺现象不仅出现在南美等国沿海，而且遍及东太平洋沿赤道两侧的全部海域以及环太平洋国家；有些年份，甚至印度洋沿岸也会受到厄尔尼诺带来的气候异常的影响，发生一系列自然灾害。总的来看，它使南半球气候更加干热，使北半球气候更加寒冷潮湿。
近年来，科学家对厄尔尼诺现象又提出了一些新的解释，即厄尔尼诺可能与海底地震，海水含盐量的变化，以及大气环流变化等有关。厄尔尼诺现象是周期性出现的，大约每隔2~7年出现一次。至1997年的20年来厄尔尼诺现象分别在76~77年、82~83年、86~87年、91~93年和94~95年出现过5次。1982—1983年间出现的厄尔尼诺现象是本世纪以来最严重的一次，在全世界造成了大约1500人死亡和80亿美元的财产损失。进入90年代以后，随着全球变暖，厄尔尼诺现象出现得越来越频繁。
由于科技的发展和世界各国的重视，科学家们对厄尔尼诺现象通过采取一系列预报模型，海洋观测和卫星侦察，海洋大气偶合等科研活动，深化了对这种气候异常现象的认识。首先认识到厄尔尼诺现象出现的物理过程是海洋和大气相互作用的结果，即海洋温度的变化与大气相关联。所以在80年代后，科学家们把厄尔尼诺现象称之为“安索”（enso）现象。其次是热带海洋的增温不仅发生在南美智利海域，而且也发生在东太平洋和西太平洋。它无论发生在哪时，都会迅速地导致全球气候的明显异常，它是气候变异的最强信号，会导致全球许多地区出现严重的干旱和水灾等自然灾害。
从我国6~8月主要雨带位置来看，在75%的厄尔尼诺年内，夏季雨带位置在江、淮流域。形象一点说，热带地区大气环流的低频振荡可比作是热带地区的心脏跳动，厄尔尼诺事件的发生就好象是热带地区得了一个心脏病，使得规律性的低频振荡出现了异常现象。
当上述厄尔尼诺现象发生时，遍及整个中、东以及太平洋海域，表面水温正距平高达3℃以上，海温的强烈上升造成水中浮游生物大量减少，秘鲁的渔业生产受到打击，同时造成厄瓜多尔等赤道太平洋地区发生洪涝或干旱灾害，这样的厄尔尼诺现象称为厄尔尼诺事件。一般认为海温连续三个月正距平在0.5℃以上，即可认为是一次厄尔尼诺事件。相反，如果南美沿岸海温连续三个月负距平在0.5℃以上，则认为是反厄尔尼诺事件，又称拉尼娜事件。当前据气象学家的研究普遍认为：厄尔尼诺事件的发生对全球不少地区的气候灾害有预兆意义，所以对它的监测已成为气候监测中一项重要的内容。
厄尔尼诺对我国气候产生严重影响：首先是台风减少，厄尔尼诺现象发生后，西北太平洋热带风暴（台风）的产生个数及在我国沿海登陆个数均较正常年份少。
其次是我国北方夏季易发生高温、干旱，通常在厄尔尼诺现象发生的当年，我国的夏季风较弱，季风雨带偏南，位于我国中部或长江以南地区，我国北方地区夏季往往容易出现干旱、高温。1997年强厄尔尼诺发生后，我国北方的干旱和高温十分明显。
第三是我国南方易发生低温、洪涝，在厄尔尼诺现象发生后的次年，在我国南方，包括长江流域和江南地区，容易出现洪涝，近百年来发生在我国的严重洪水，如1931年、1954年和1998年，都发生在厄尔尼诺年的次年。我国在1998年遭遇的特大洪水，厄尔尼诺便是最重要的影响因素之一。最后，在厄尔尼诺现象发生后的冬季，我国北方地区容易出现暖冬。
根据近50年的气象资料，厄尔尼诺发生后，我国当年冬季温度偏高的几率较大，第二年我国南部地区夏季降水容易偏多，而北方地区往往出现大范围干旱。
据历史记载，自1950年以来，世界上共发生13次厄尔尼诺现象。其中1997年发生的并且持续之今的这一次最为严重。主要表现在：从北半球到南半球，从非洲到拉美，气候变得古怪而不可思议，该凉爽的地方骄阳似火，温暖如春的季节突然下起来大雪，雨季到来却迟迟滴雨不下，正值旱季却洪水泛滥。
科学家们认为，厄尔尼诺现象的发生与人类自然环境的日益恶化有关，是地球温室效应增加的直接结果，与人类向大自然过多索取而不注意环境保护有关。
根据对近百年来太阳活动变化规律与厄尔尼诺关系的研究，科学家发现太阳黑子减少期到谷值期是厄尔尼诺的多发期，并有2至3次厄尔尼诺发生。
1997年春夏之交开始沸腾的赤道“气候开水壶”——厄尔尼诺，以其来势之凶、发展之快、强度之大、危害之重堪称百年之首，已被人民日报等新闻单位评为十大国际新闻之一，并且受到我国及世界各国高层决策者及环境、经济学家的密切关注。
早在形成之初，江泽民总书记就要求有关部门研究厄尔尼诺事件对我国农业可能带来的影响，国家有关部门邀请专家就此进行了咨询，并向中央领导提出书面报告。专家指出，厄尔尼诺的生态、环境、气候效应以及对世界经济的影响不容忽视，应当引起有关部门的高度重视。
早期，人们对东太平洋出现的暖洋流兴趣十足，为其取名为“上帝之子”。一是因为它常发生在圣诞节前后，更主要原因，它与当地的丰收年景有关。1925年人们目睹了秘鲁附近发生的暖洋流，当年3月沙漠地区降雨量多达400毫米，而前5年降水总和不足20毫米。结果，沙漠变成绿洲，几乎整个秘鲁覆盖着茂密的牧草，羊群成倍增多，不毛之地纷纷长出了庄稼……尽管人们也发现，许多鸟类死亡，海洋生物遭到破坏，但人们依然相信是“圣婴”给他们带来了丰收年。
几十年过去了，人们对厄尔尼诺现象已有全新理解，特别对生态、环境、气候乃至世界经济的影响，有了较深刻的认识。科学家确信，厄尔尼诺特别是强厄尔尼诺会给世界经济带来巨大灾难。美国《纽约时报》和《洛杉矶时报》提供的评估材料显示：1982~1983年的暖事件中，秘鲁是受害最重的国家之一。事件发生前，秘鲁供应的鱼粉占世界38%，1982~1983年秘鲁的捕鱼量从过去的1030万吨锐减到180万吨；美国作为鱼粉的代用品——黄豆的价格暴涨3倍，饲料价格上涨反过来又使鸡的零售价猛涨；菲律宾干旱严重，导致椰子价格大幅度上扬，又使制造肥皂和清洁剂的成本大大提高……1997年8月，世界气象组织的一份报告指出，1982~1983年的厄尔尼诺，造成全球130亿美元的直接经济损失，间接和潜在影响难以估计。
我国科学家对1871~1997年发生的30余次厄尔尼诺事件研究认为，以热带东太平洋地区洪水泛滥、热带西太平洋地区荒芜干旱为特征的厄尔尼诺，对世界的影响弊大于利。特别是90年代以来发生的4次厄尔尼诺，使太平洋沿岸国家遭受重大损失：澳大利亚发生数十年最严重的干旱，粮食持续减产，经济作物破坏严重；印尼、澳大利亚森林大火损失惨重，举世瞩目；厄尔尼诺还使美国东部出现少有的寒冬，造成能源、交通运输等经济损失数百亿美元；东亚许多国家经历了少有的冷夏，水稻严重减产。我国科学家认为，厄尔尼诺对我国的影响明显而复杂，主要表现在五个方面：一是厄尔尼诺年夏季主雨带偏南，北方大部少雨干旱；二是长江中下游雨季大多推迟；三是秋季我国东部降水南多北少，易使北方夏秋连旱；四是全国大部冬暖夏凉；五是登陆我国台风偏少。除了上述一般规律外，也有一些例外情况。因为制约我国天气气候的因素很多，如大气环流、季风变化、陆地热状况、北极冰雪分布、洋流变化乃至太阳活动等。
至于厄尔尼诺形成原因，则是当代科学之谜。大多科学家认为不外乎两大方面：一是自然因素。赤道信风、地球自转、地热运动等都可能与其有关；二是人为因素。即人类活动加剧气候变暖，也是赤道暖事件剧增的可能原因之一。
1997年12月份就出现了20世纪末最严重的一次厄尔尼诺现象。海水温度的上升常伴随着赤道幅合带在南美西岸的异常南移，使本来在寒流影响下气候较为干旱的秘鲁中北部和厄瓜多尔西岸出现频繁的暴雨，造成水涝和泥石流灾害。厄尔尼诺现象的出现常使低纬度海水温度年际变幅达到峰值。因此，不仅对低纬大气环流，甚至对全球气候的短期振动都具有重大影响。一百多年来，著名的厄尔尼诺年是：1891年、1898年、1925年、1939年～1941年、1953年、1957年～1958年、1965年～1966年、1972年～1976年、1982年～1983年和1997年～1998年。
流经南美沿岸的秘鲁海流是一支冷洋流，在几乎与秘鲁海岸平行的东南信风的吹送下，表层海水离岸外流，深层海水上涌补充，同时将营养盐类挟至上层，因而浮游生物繁盛，吸引大量秘鲁沙丁鱼等冷水性鱼类在这儿繁衍、栖息，使该地区成为著名的东南太平洋渔场。可是在某些年份，东南信风暂时减弱，太平洋赤道逆流的南支越过赤道沿厄瓜多尔沿岸南下，使厄瓜多尔和秘鲁沿岸水温迅速升高，冷水性浮游生物和鱼类因未适应新的环境而大量死亡。由于沿海水温上升在圣诞节即圣子耶稣诞辰前后最为激烈，秘鲁居民将这种海水温度季节性上升的现象称为厄尔尼诺（厄尔尼诺为西班牙文音译，意为圣婴）。
厄尔尼诺发生时，秘鲁渔获量严重减少，并波及世界饲料市场供应；鱼类尸体堆积在海滨，污染了周围的海水；沿岸地区和岛屿上的海鸟因缺乏食物纷纷逃离，影响了鸟粪工业生产，使工人失业。厄尔尼诺不仅给南美沿岸人民生活带来巨大灾难，也往往酿成全球性的灾难性气候异常，如连续出现的世界范围的洪水、暴风雪、旱灾、地震等，报纸上概称为“厄尔尼诺现象（事件）”，科学家们则把那些季节升温十分激烈，大范围月平均海温高出常年1度以后的年份才称为厄尔尼诺年。1982年~1983年，通常干旱的赤道东太平洋降水大增，南美西部夏季出现反常暴雨，厄瓜多尔、秘鲁、智利、巴拉圭、阿根廷东北部遭受洪水袭击，厄瓜多尔的降水比正常年份多15倍，洪水冲决堤坝，淹没农田，几十万人无家可归。在美国西海岸，加州沿海公路被淹没，内华达等五个州的洪水和泥石流巨浪高达9米。在太平洋西侧，澳大利亚由于干旱引起灌木林大火，造成多人死亡；印度尼西亚的东加里曼丹发生森林大火，并殃及马来西亚和新加坡；大火产生的烟雾使马来西亚空运中断，三个州被迫实行定量供水，新加坡的炎热是三十五年来最严重的。据统计，本次厄尔尼诺事件在世界范围造成的经济损失约为200亿美元。范围可达整个热带太平洋东部至中部。现在，厄尔尼诺一词已被气象学家和海洋学家专门用来指赤道中、东太平洋海水的大范围异常增温现象。一些专家学者的研究表明，厄尔尼诺与印度、东南亚、印度尼西亚、澳大利亚等地的干旱，赤道中太平洋岛屿、南美洲太平洋沿岸厄瓜多尔、秘鲁、智利、阿根廷等国的异常多雨有着密切的关系，与西北太平洋、大西洋热带风暴的减小、日本及我国东北的夏季低温，我国的降水等也有一定的相关性。
1997年3月起，热带中、东太平洋海面出现异常增温，至7月，海面温度已超过以往任何时候，由此引起的气候变化已在一些地区显露出来。多种迹象表明，赤道东太平洋的冷水期已经结束，开始向暖水期转换。科学家们由此认为，新一轮厄尔尼诺现象开始形成，并将持续到1998年。也正是从这一刻起，地球上的气候开始乱了套。
在南部非洲，厄尔尼诺带来了自1997来最严重的干旱，并使大约500万人口面临饥荒的威胁；在西太平洋地区，厄尔尼诺抑制了降雨，使印度尼西亚和巴布亚新几内亚陷入了干旱并引起森林火灾；东太平洋沿岸国家智利、秘鲁、厄瓜多尔、阿根廷、乌拉圭和巴西东部暴风雨和雪成灾。智利全国13个大区有9个遭受水灾，灾民超过5.1万。在阿根廷和智利边境地区，安第斯山区积雪最深达4米，公路被阻，人员被围。在厄瓜多尔沿海地区，更是山洪暴发，通讯中断，成千上万人无家可归。引起这一海洋生物灾难的是秘鲁寒流北部海区的一股自西向东流动的赤道逆流--厄尔尼诺暖流，它一般势力较弱，不会产生什么影响。在厄尔尼诺现象发生的年份，它的活力增强，在受南美大陆的阻挡之后，就会掉头流向南方秘鲁寒流所在的地区，使这里的海水温度骤然上升3℃~6℃。原来生活在这一海区的冷水性浮游生物和鱼类由于不适应这种温暖的环境而大量地死亡，以鱼类作食物的海鸟、海兽因找不到食物而相继饿死或另迁它处。灾难最严重的几天，秘鲁首都利马外港卡亚俄海面和滩地上到处是鱼类、海鸟及其它海洋动物的尸骸。死亡的动物尸体腐烂产生硫化氢，致使海水变色，臭气熏天，使泊港舰船的水下船壳变黑，并随着雾气或吹向大陆的海风泼向港口附近的建筑物和汽车，在它们表面也涂上了一层黑色，就像是有人用油漆漆过一样。当地人便把这件厄尔尼诺的“涂鸦”之作称为“卡亚俄漆匠”。
厄尔尼诺现象发生时，由于海温的异常增高，导致海洋上空大气层气温升高，破坏了大气环流原来正常的热量、水汽等分布的动态平衡。这一海气变化往往伴随着出现全球范围的灾害性天气：该冷不冷、该热不热，该天晴的地方洪涝成灾，该下雨的地方却烈日炎炎焦土遍地。一般来说，当厄尔尼诺现象出现时，赤道太平洋中东部地区降雨量会大大增加，造成洪涝灾害，而澳大利亚和印度尼西亚等太平洋西部地区则干旱无雨。据不完全统计，本世纪以来出现的厄尔尼诺现象已有17次（包括最新一轮1997~1998年的厄尔尼诺现象）。发生的季节并不固定，持续时间短的为半年，长的一两年。强度也不一样，1982~1983年那次较强，持续时间长达两年之久，使得灾害频发，造成大约1500人死亡和至少100亿美元的财产损失。同前几次一样，新一轮的厄尔尼诺现象也影响到了中国。最明显的表现是它能使来自东南部海洋上的夏季风强度减弱，造成夏季降雨带的位置偏南，出现南方暴雨成灾、北方旱象严重的异常现象。6~8月期间，北方大部分地区都出现异常高温，首都北京这一时期天气闷热异常，使得空调器的销售出现空前兴旺的景象。我国往年夏季高温所在地区长江中下游一带，重庆、武汉、南昌、南京四大“火炉”却有两个“熄火”。地处北方的山东等省份因持续高温，出现了罕见的旱灾，黄河山东利津水文站断流达222天，严重影响了工农业生产和人民的生活。与此同时，南方许多地区的雨量大大高于往年。据报道，澳门1997年全年前8个月的降雨量超过了过去40年的年平均降雨量；香港的降雨量也打破了有史以来的降水纪录，“七一”香港回归那天，持续不断的大雨自始至终伴随着隆重的交接仪式，令人印象深刻。总的来看，在厄尔尼诺现象的作用下，全国大部分地区冬季的温度比正常年份高，南涝北旱现象比较明显。
圣婴之后有“女婴”在深入探索厄尔尼诺与气候变化的关系的过程中，科学家又发现了与其性格相反的拉尼娜（LANINA）现象。有人称之为圣婴的邪恶妹妹“女婴”，虽然威力不及圣婴，但也会给人类造成相当伤害。拉尼娜现象也是每隔几年出现一次，是东太平洋沿着赤道酝酿出的不正常低温气流，导致气候异常。其发生频率比厄尔尼诺现象低，上一次较强的情况发生在1988~1989年间。1988年夏，北美的大干旱烤焦了从加里福尼亚到佐治亚的大片土地，使谷物收成减产了1／3。美国西部森林火灾不断，著名的黄石国家公园一度被大火所吞。随后飓风又从加勒比海上空呼啸而过，侵害多数的中美洲国家，仅尼加拉瓜一国的损失就达数百万美元，致使500多人死亡，成千上万的人无家可归。1998年5月厄尔尼诺现象才告结束，全球气候尚未恢复正常，拉尼娜现象又出来为患。令不少地方分别出现严寒、冬暖、风雪、干旱和暴雨等灾害。从世界范围来看，拉尼娜现象在南部非洲引起暴风雨和洪灾，在肯尼亚和坦桑尼亚引起干旱，在菲律宾和印度尼西亚酿成洪灾，在南美洲的南部地区则是异常的潮湿天气，与厄尔尼诺引起的现象正好相反。究竟是什么造成了厄尔尼诺现象呢？科学家对此一直众说纷纭，难有定论。一般认为，厄尔尼诺现象是太平洋赤道带大范围内海洋与大气相互作用失去平衡而产生的一种气候现象。在东南信风的作用下，南半球太平洋大范围内海水被风吹起，向西北方向流动，致使澳大利亚附近洋面比南美洲西部洋面水位高出大约50厘米。当这种作用达到一定程度后，海水就会向相反方向流动，即由西北向东南方向流动。反方向流动的这一洋流是一股暖流，即厄尔尼诺暖流，其尽头为南美西海岸。受其影响，南美西海岸的冷水区变成了暖水区，该区域降水量也大大增加。厄尔尼诺现象的基本特征是：赤道太平洋中、东部海域大范围内海水温度异常升高，海水水位上涨。近年来，一些科学家对厄尔尼诺现象的成因提出了不同的看法。在探索厄尔尼诺现象形成机理的过程中，科学家们发现了这样的巧合：20年代到50年代，是火山活动的低潮期，也是世界大洋厄尔尼诺现象次数较少、强度较弱的时期；50年代以后，世界各地的火山活动进入了活跃期，与此同时，大洋上厄尔尼诺现象次数也相应增多，而且表现十分强烈。根据近百年的资料统计，75%左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象引起了科学家的特别关注，有科学家就提出，是海底火山爆发造成了厄尔尼诺暖流。近年来更多的研究发现，厄尔尼诺事件的发生与地球自转速度变化有关，自50年代以来，地球自转速度破坏了过去10年尺度的平均加速度分布，一反常态呈4~5年的波动变化，一些较强的厄尔尼诺年平均发生在地球自转速度发生重大转折年里，特别是自转变慢的年份。地转速率短期变化与赤道东太平洋海温变化呈反相关，即地转速率短期加速时，赤道东太平洋海温降低；反之，地转速率短期减慢时，赤道东太平洋海温升高。这表明，地球自转减慢可能是形成厄尔尼诺现象的主要原因。分析指出，当地球自西向东旋转加速时，赤道带附近自东向西流动的洋流和信风加强，把太平洋洋面暖水吹向西太平洋，东太平洋深层冷水势必上翻补充，海面温度自然下降而形成拉尼娜现象。当地球自转减速时，“刹车效应”使赤道带大气和海水获得一个向东惯性力，赤道洋流和信风减弱，西太平洋暖水向东流动，东太平洋冷水上翻受阻，因暖水堆积而发生海水增温、海面抬高的厄尔尼诺现象。历史记录显示，自1949年至1990年的40余年间共发生10次厄尔尼诺现象，平均3.5年一次，而90年代以来的最近几年里竟出现了4次（1991年~1992年、1993年、1994年~1995年、1997年~1998年），实属历史罕见。而且，90年代以来太平洋海温长期持续偏高，时起时伏的厄尔尼诺现象伴随着全球气温持续异常，自然灾害特别是气候巨灾频发。这表明，近年来厄尔尼诺现象的发生有加快、加剧的趋势。是谁在助长“圣婴”、“女婴”作恶？人们已经认识到，除了地震和火山爆发等人类无法阻止的纯粹自然灾害之外，许多灾害的发生多多少少同人类的活动有关。“天灾八九是人祸”这个道理已被越来越多的人所认识。那么肆虐全球的厄尔尼诺现象是否也受到人类活动的影响呢？近些年厄尔尼诺现象频频发生、程度加剧，是否也同人类生存环境的日益恶化有一定关系？有科学家从厄尔尼诺发生的周期逐渐缩短这一点推断，厄尔尼诺的猖獗同地球温室效应加剧引起的全球变暖有关，是人类用自己的双手，助长了“圣婴”作恶。当然，要证明全球变暖对厄尔尼诺现象是否起了作用还需大量科学佐证。但厄尔尼诺现象频繁发生的结果，也可能产生一个更温暖的世界，这样，是厄尔尼诺现象引起全球变暖，还是全球变暖加快厄尔尼诺现象的发生，就陷入了一个先有鸡还是先有蛋的怪圈。人类最终彻底走出“厄尔尼诺”怪圈，也许就取决于人类自己对自然的态度。
