二十四節(jié)氣與水的物態(tài)變化

摘 要：物理學(xué)來源于自然，來源于生活，又為生活與社會服務(wù)，二十四節(jié)氣就是我國人民長期觀測太陽的運(yùn)行，氣溫變化，降水變化，物候變化，自然景觀的變化而逐步完成的。而自然景觀的變化與氣溫和降水的變化有著本質(zhì)的聯(lián)系，水的物態(tài)變化又是諸多自然景觀形成的原因。

關(guān)鍵詞：二十四節(jié)氣； 氣溫； 水； 物態(tài)變化

中圖分類號：G633.7 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-3315（2016）02-027-001

一、二十四節(jié)氣的形成

二十四節(jié)氣最早起源于中華民族歷史文明的搖籃——黃河流域。遠(yuǎn)在春秋時(shí)代，那時(shí)還是典型的農(nóng)耕社會，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是維系整個社會存在和發(fā)展的根基。要搞好農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，自然就要掌握農(nóng)時(shí)，把握自然氣候變化的規(guī)律，以便在惡劣天氣出現(xiàn)時(shí)提前做好應(yīng)對之策，最大程度減少損失。因此，經(jīng)過人們長時(shí)間的觀察和探索，發(fā)現(xiàn)在一年當(dāng)中有一天白天最長日影最短，也有一天白天最短日影最長，就把一年當(dāng)中白天最長日影最短的這天定為夏至日，把一年當(dāng)中白天最短日影最長的這天定為冬至日。從冬至日到夏至日，再從夏至日到冬至日，正好是一年，在從夏至日到冬至日這段時(shí)間里，有一天晝夜時(shí)間相等，同樣在從冬至日到夏至日這段時(shí)間里，也有一天晝夜時(shí)間相等，所以就把這兩天分別定為春分和秋分。“兩至日”和“兩分日”確立后，立春、立夏、立秋、立冬，表示春、夏、秋、冬四季的開始的四個節(jié)氣也相繼確定，這樣四個“四立日”和“兩至、兩分日”恰好把一年分成八個基本相等的時(shí)間段，之后，到秦漢時(shí)期，黃河中下游地區(qū)的人們根據(jù)本區(qū)域歷年來氣候、天氣、物候以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的規(guī)律和特征，先后補(bǔ)充確立了其余16個節(jié)氣。分別是；雨水、驚蟄、清明、谷雨、小滿、芒種、小暑、大暑、處暑、白露、寒露、霜降、小雪、大雪、小寒、大寒。至此，二十四節(jié)氣逐步趨于完善。

二、二十四節(jié)氣與氣溫和降水變化的關(guān)系

二十四節(jié)氣反映氣溫變化的節(jié)氣有立春、立夏、小暑、大暑、立秋、出署、立冬、小寒、大寒9個節(jié)氣，他們反映了不同季節(jié)開始的氣溫變化，其中立春、立夏、立秋、立冬這一天對黃河中下游地區(qū)的氣溫影響最為明顯。在一年當(dāng)中從立春到大暑這十二個節(jié)氣氣溫是上升的，從立秋到大寒這十二個節(jié)氣氣溫是下降的。二十四節(jié)氣反映降水的節(jié)氣有雨水、谷雨、白露、寒露霜降、小雪、大雪7個節(jié)氣。在黃河流域的我國大部分地區(qū)從雨水到小雪降水主要以降雨為主，從小雪到立春這段時(shí)間里降水主要以降雪為主。正是氣溫和降水的不同變化，才有了春夏秋冬的變化，才形成了不同地域不同季節(jié)的不同自然景觀。

三、二十四節(jié)氣中云、雨、霧、露、霜、雪、冰雹的形成原因及其物態(tài)變化

1.云的形成及其物態(tài)變化

形成的原因：地球上的水受到太陽光的照射之后，就變成水蒸氣被蒸發(fā)到空氣中去了。水蒸氣隨上升氣流上升到高空遇到冷空氣便液化成小水滴或凝華成小冰晶。這些小水滴或小冰晶都很小，它們又小又輕，被空氣中上升的氣流托在空中。就是這些小水滴或小冰晶在空中會聚成了云。（物態(tài)變化名稱：液化或者凝華）

2.雨的形成及其物態(tài)變化

形成原因：要使云中的這些小水滴或小冰晶變成雨滴降到地面，它的體積大約要增大100多萬倍。它主要依靠兩個手段：其一是凝結(jié)和凝華增大。其二是依靠云滴的碰撞并增大。在雨滴形成的初期，云滴主要依靠不斷吸收云體四周的水蒸氣來使自己凝結(jié)和凝華。如果云體內(nèi)的水蒸汽能源源不斷得到供應(yīng)和補(bǔ)充，使云滴表面經(jīng)常處于過飽和狀態(tài)，那么，這種凝結(jié)過程將會繼續(xù)下去，使云滴不斷增大，成為雨滴。但有時(shí)云內(nèi)的水氣含量有限，在同一塊云里，水汽往往供不應(yīng)求，這樣就不可能使每個云滴都增大為較大的雨滴，有些較小的云滴只好歸并到較大的云滴中去。如果云內(nèi)出現(xiàn)水滴和冰晶共存的情況，那么，這種凝結(jié)和凝華增大過程將大大加快。當(dāng)云中的云滴增大到一定程度時(shí)，由于大云滴的體積和重量不斷增加，它們在下降過程中不僅能趕上那些速度較慢的小云滴，而且還會“吞并”更多的小云滴而使自己壯大起來。當(dāng)大云滴越長越大，最后大到受到空氣的浮力小于其自身重力時(shí)，便從云中直落到地面，在下落過程中冰晶由于受熱不斷熔化，到達(dá)地面時(shí)熔化成水，這就是我們常見的雨水。（物態(tài)變化名稱：液化或熔化）

3.霧的形成及其物態(tài)變化

形成原因：霧是地面附近的水蒸氣在上升時(shí)在空中遇到冷空氣液化成的小水珠，這些小水珠懸浮在空氣中，在地面附近稱為霧。（物態(tài)變化名稱：液化）

4.露的形成及其物態(tài)變化形成原因

在天氣較熱的時(shí)候，一天當(dāng)中白天氣溫高，到夜晚氣溫降低，空氣中的水蒸氣在夜晚氣溫降低時(shí)液化為小水珠附著在樹葉、禾苗、花草上，就形成了露。（物態(tài)變化名稱：液化）

5.霜、雪的形成及其物態(tài)變化

霜的形成原因：霜是水氣凝華而成的，當(dāng)?shù)乇砀浇臏囟润E然下降到0℃以下時(shí)，靠地面附近不多的水汽就會在夜晚氣溫下降時(shí)凝華成小冰晶凝結(jié)在草木、溪邊、橋間、樹葉、瓦礫和泥土上，形成細(xì)微的冰針，有的成為六角形的霜花。霜形成的條件，只能在晴天無風(fēng)，且必須地面或地物的溫度降到0℃以下，并且貼地層中空氣中的水汽含量要達(dá)到一定程度。（物態(tài)變化名稱：凝華）

雪形成的原因及條件：天空中運(yùn)動的水汽要形成降雪必須具備兩個條件：一個條件是水汽飽和，另一個條件是空氣里必須有凝結(jié)核。當(dāng)氣溫降低到0℃以下時(shí)，天空中上升的水汽遇冷凝華為小冰晶，這些小冰晶相互碰撞形成較大的冰晶，當(dāng)冰晶所受的重力大于空氣對它的浮力時(shí)，就會降落下來，形成雪降落地面。（物態(tài)變化名稱：凝華）

6.冰雹的形成及其物態(tài)變化

形成原因：冰雹是體積較大的冰球，云中的水珠被上升氣流帶到氣溫低于0℃的高空，凝結(jié)為小冰珠，小冰珠在下落時(shí)，其外層受熱熔化成水，并彼此結(jié)合，使冰珠越來越大，如果上升氣流很強(qiáng)，就會再升入高空，在其表面形成一層冰殼，經(jīng)過多次上下翻騰，能結(jié)合成較大的冰珠，當(dāng)上升氣流托不住它時(shí)，冰珠就落到地面上，形成冰雹（物態(tài)變化名稱：凝固）。