北半球氣旋模擬實驗

氣旋和反氣旋是大氣中最為常見的天氣系統，它們就像大自然的“隱形指揮官”，對天氣變化起著決定性作用。那么，如何區(qū)分氣旋和反氣旋呢？

實驗材料

干冰、一次性紙杯、紙板、剪刀、平底鍋、鑷子、熱水

實驗步驟1

用剪刀將一次性紙杯剪掉一半，將紙板裁剪為空心紙板。注意中心空心圓的直徑要小于平底鍋的直徑。

實驗步驟2

將熱水倒入平底鍋中，再將剪好的空心紙板放置在平底鍋上，在紙板3個不同的方位放置剪好的一次性紙杯。用鑷子夾取適量干冰放置在紙杯內，向紙杯內倒入熱水。

注意事項

1.向平底鍋內盡量倒入沸水，溫度越高、水量越大，實驗現象越明顯。

2.干冰溫度極低，不能用手接觸；干冰遇水會升華，故而向干冰中倒入熱水或涼水均可，本實驗向干冰中倒熱水的原因是水溫越高，霧狀效果更好。

3.向裝有干冰的紙杯中倒入熱水后，需等待幾秒鐘再觀察現象。這是因為剛倒入熱水時，氣流運動不穩(wěn)定，待氣流相對穩(wěn)定后的現象才具有一定的參考價值。

4.實驗最好在相對封閉的室內進行，空氣流通較好的場所，氣流運動會對實驗結果產生影響。

5.由于做實驗的地點在北半球，因此該實驗只能模擬北半球氣旋的氣流運動狀況。

實驗原理

平底鍋內的熱水，模擬的是溫度比周圍高的下墊面（與大氣下層直接接觸、能和大氣進行輻射、熱量、動量、水汽、塵埃等物理量交換的地球表面）。由于其溫度較高，盛行上升氣流，近地面形成低壓，即該地近地面氣壓低于四周氣壓，這樣的天氣系統為氣旋或低氣壓。

干冰模擬的是水平方向低壓中心四周的氣流運動。由于中心氣壓低于四周氣壓，在水平氣壓梯度力的作用下，氣流由四周向中心流動，受北半球向右地轉偏向力的影響，氣流會按逆時針方向流動。這與北半球氣旋的水平氣流運動一致。

知識鏈接：什么是氣旋和反氣旋

可以將氣旋想象成大氣中一個大旋渦，中心氣壓比周圍低。在北半球，氣旋會沿著逆時針方向向中心旋轉輻合，在南半球則是順時針旋轉的。氣旋會帶來上升氣流，空氣上升過程中水汽容易冷卻凝結，從而常常導致云、雨、大風等天氣，像臺風就是一種強烈的氣旋。

反氣旋是中心氣壓比周圍高的天氣系統。在北半球，反氣旋會沿著順時針方向從中心向四周輻散，南半球是逆時針的。反氣旋的氣流是下沉的，空氣下沉時溫度升高，水汽不易凝結，所以反氣旋控制的地區(qū)通常天氣晴朗、干燥，例如在夏季，我國長江流域的伏旱天氣就是在副熱帶高壓（一種反氣旋）的控制下形成的。

（責任編輯 / 高琳 美術編輯 / 周游）