怎样掌握海洋中的气候变化
40多年前,国外有一艘考察船在大海中进行科学考察。
一天,船上的一位气象工作者在施放探测气象的高空气球时,无意中将气球贴在脸上,顿时,一阵剧烈的疼痛袭击了他的耳朵。他不由得喊叫起来,他感到似乎有一种使人感到疼痛的强烈振荡从气球中发出来。
奇怪的是,考察船在当天晚上遭遇了猛烈的风暴。当时,这位气象工作者只是把这些客观现象记录在航海日记中,并没想到这两件事情之间是否有某种关联。
当这艘考察船返航后,科学考察记录被送交科学研究机构,由另一位科学工作者进行审阅。当他看到气球事件的记录后,灵机一动,忽然想到这一个问题:气球振荡与海上风暴是不是有着某种自然联系呢?
为了揭开这个谜团,他们又做了许多实验,结果发现只有在恶劣天气的前夕才会发生气球振荡的现象。同时,他们还做出了更细致的工作,用特殊仪器把每次气球的振荡全部记录下来,并做出振荡曲线。经过比较他们发现,这种振荡和人耳听不见的声波振荡极为相似。
科学工作者坚持不懈地进行深入而又广泛的研究之后,终于从一只气球入手识破了“海洋的声音”的秘密。原来由于风暴所掀起的波浪与空气摩擦会产生次声波,次声波又引起了气球的振荡。人耳既听不到次声波,也听不到超声波。在自然界中,打雷、地震、极光、风暴等现象都能产生次声波。在上述事件中,气球收到的次声波是风暴所发出的。强烈风暴的涡流会导致次声波和很多频率的声波产生,因此当遥远的海面上发生风暴时,风暴中心就会产生强烈的次声波,并且很快向四周传播。次声波传播得又快又远,它在空气中的传播速度达到了每秒340米,远远超过了风暴本身的移动速度。所以,每当风暴来临时,次声波一定会先行,为它奏响“前奏曲”。
尽管人听不到这种声波,但在大自然中,有许多动物都能“听”到风暴的“前奏曲”。
生活在沿海的渔民对于自然界有着深刻的了解,他们通过长期的观察积累知道,如果海鸥和其他鸟类一早就飞出,深入海洋,那么傍晚一定没有强风;若鸟类在弱风中徘徊于岸边,或飞向海洋不远外,便预示着风力即将加强;当大群大群的鸟类从海上飞回海岸,鱼和水母成批地游向大海,生活在近岸水域里的小虾纷纷靠岸,则是风暴来临的预兆。这些动物都能感受到海洋的次声波。
水母对次声波有着极强的天然感受能力。
在这些动物中水母对于次声波有着极强的天然感受能力。水母,又称海蜇,常常漂浮在水面上。水母很漂亮,有的是乳白色,有的是青蓝色,还有无色透明的,形状像是一把撑开的伞。有很多触手长在它的伞边上,还有长着小球的一个细柄,它就是水母的耳朵。
如果解剖水母,就会发现,在水母耳朵的内部,有一个极小的听石。听石虽小,却很重要,没了它,水母就不能感受到次声波了。次声波传来时,振动了小听石,听石再把次声波的振动传给水母耳壁内的神经感受器。于是水母听到风暴声,就从岸边游向大海深处,为自己寻找一个更加安全的家。
水母接收次声波的现象给了人们很大的启示,根据这个原理,人们成功设计出了“水母耳风暴预测仪”。这种仪器的钟形收音喇叭就相当于水母的听石。它被安装在轮船的甲板上或海岸边,由一个小电动机给它提供动力。它就像雷达的天线一样转个不停,搜索着次声波传来的方向。当喇叭收到“海洋的声音”时,在仪器的反馈系统的作用下,喇叭立刻停止转动,随后谐振器放大次声振荡,再传到压电石英片上,次声振荡便转换为电流振荡,经过电子放大器放大,在荧光屏上显示出来,或由微伏表指示出来。这种仪器对风暴的预测十分有效,能够准确地提前测出风暴袭来的时间以及强度。
目前,次声波接收器还不是很先进,只能发现离海岸不太远的风暴,距离一远它就无能为力了。但我们相信随着科学技术的发展,随着对大自然的进一步探索,不用多久,科学家一定能用更先进的观测技术预测到海洋上的任何一场风暴。到那时,人们就真正能够掌握海洋中的气候变化了。