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卷首语 | 测今日气象 护明日家园

我们脚下的大地与头顶的天空，从未停止过隐秘而剧烈的对话。每分每秒，一组组气温波动，一次次气压爬升，都是它们用来交流的语言。这是一个超级复杂、动态互联的交流系统，是大气圈、水圈、冰冻圈、岩石圈和生物圈之间，通过无数次相互交换与作用而形成的宏大整体。 驱动系统的核心能量来自太阳。阳光加热地球，不同纬度受热不均，于是驱动大气环流和海洋环流，像一台巨大的热量输送机，调节着全球温度；同时，水循环是系统的“

特别策划 | 读懂风云变幻应对气候挑战

有这么一位不知疲倦、昼夜不息的“总调度师”，大气与洋流在他手上翻覆间变幻，天空、海洋和陆地都飘过他的身影，他将热量从赤道输送到两极，将海水蒸腾为云朵，又化为甘霖归还大地，为所有生灵造就宜居带，让文明得以持续发展。然而，他的调控并不总是温和的，当平衡遭到破坏时，他也会派出一些性情暴烈的“悍将”，以近乎无情的方式强行恢复秩序。 下面，我们就来认识其中4位著名“悍将”： 台风 海洋上的“能

特别策划 | 智慧“太空眼”提前4小时预判强对流

夏日午后，原本晴朗的天空突然乌云压顶，狂风裹挟着冰雹砸落，暴雨短时间内就能让路面积水——这种破坏力强还让人猜不透的强对流天气，是最难预报的天气类型之一，也是全球重点防范的灾害性天气。精准预警强对流天气，一直是气象工作者想要破解的难题。 天生“暴脾气” 强对流家族成员主要包括雷暴大风、冰雹、下击暴流、龙卷风、飑（biāo）线、局部强降水等。它们就像性情乖张的顽童，来得急、变化快，破坏力强。 在

特别策划 | “隐形刺客”气象小分队

风雨雷电的“脾气”人尽皆知，但气象界藏着一群更狡猾的“隐形刺客”——它们不搞狂风暴雨的大阵仗，悄无声息出没在日常天气里，却能伤皮肤、偷庄稼收成、绊住航班脚步，制造各种麻烦。这些藏在我们身边的气象“狠角色”，个个身怀“绝技”，杀伤力可一点都不小，你真的了解它们的套路吗？ 臭氧层集中在平流层10～50千米处，约90%的臭氧都分布于此，是地球抵御紫外线的核心“防护层” 皮肤“杀手” ——紫外线

特别策划 | 谁是下雨“实力派”，谁是只卖萌的“划水党”？

天上的云千变万化，多姿多态，有时乌云密布，势如奔马；有时晴空湛蓝，白云朵朵；有时碧空浮云，如丝如缕。那么，云是怎么形成的？哪些云是下雨的“实力派”，哪些又只是卖萌的“划水党”呢？ 云是怎么“出生”的？ 别看云在天上飘得轻盈，但它可是由无数微小水滴或冰晶构成的。一朵云从无形到有形，须具备3个条件。 首先是充足的水汽作为基础“原材料”，地球表面大片的海洋在太阳照射和风的吹拂下，会持续蒸发出水汽到

特别策划 | 臭氧的“双面人生”

在大气中，有一种神奇的气体——臭氧（O3）。它由3个氧原子紧密相拥而成，看似简单的结构，却在地球不同高度上演着“双面人生”：在距离地面10～50千米的平流层，它是守护万物的地球“防晒霜”；而在贴近地面的对流层，它却摇身一变，成为危害健康的“隐形杀手”。这种身份的巨大双重反差，背后藏着大气循环与人类活动的复杂密码。 平流层臭氧的形成示意图 平流层臭氧——地球“防晒霜” 高层大气中的氧气分子（O

特别策划 | 掀开“闷罐盖”力破逆温锁霾

或许你曾留意，一进入秋冬季节，本来是晴天，可城市上空灰蒙蒙的，像盖上了一个闷罐盖。浓雾升起，远处的建筑只看得见模糊的轮廓，空气里还有一股难闻的烟尘味。 这层把城市罩得严严实实的“闷罐盖”，形成的关键因素就是逆温层。 逆温示意图 “闷罐盖”是怎么来的？ 近地层的温度倒置 正常情况下，对流层里大气温度随高度增加而降低。近地面空气受热后会上升，将低空的污染物带到高空再稀释扩散，就像烧水时，如果

特别策划 | 气温坐上“过山车”，忽冷忽热怎么破？

特别策划 | 复合极端天气来临：我们该如何应对台风？

极端天气常以组合拳的形式来袭，这便是复合极端天气的可怕之处。而台风，正是这类灾害中最具代表性的存在——狂风、暴雨、风暴潮，会触发洪涝、滑坡等次生灾害。今天，我们就以台风为切入点，读懂复合极端天气的威力与应对逻辑。 不只“1＋1” 复合极端天气是指两个或多个单一极端天气现象/事件通过时空关联、因果作用或叠加效应结合在一起，造成的危害远超单一极端天气之和。 这类事件并非“1＋1”式的以单一灾害简

特别策划 | 给极端天气“掐表”

出门前看一眼天气预报，早已是日常操作。可你知道吗？这份“天气指南”的诞生超硬核：一边是超级计算机正以惊人的速度推算着全球的大气变化，一边是人工智能（AI）在默默“复盘”海量天气数据。当极端天气想藏在云层后搞突袭，AI早就举起“秒表”，准备把它的行踪提前曝光。 越来越准的天气预报 你有没有发现，现在的天气预报越来越准了，获取天气预报的方法也越来越多了。那么，天气预报是怎么做到如此“神机妙算”的呢

特别策划 | 古树名木的“雷电防护衣”

广袤的华夏大地上，伫立着一群无言的守望者。四季更迭，时代变迁，这些被誉为“绿色国宝”的古树与名木，成为自然与文明的历史见证。然而，它们也承受着自然界的严峻考验。雷电，作为最具破坏力的气象灾害之一，正威胁着这些珍贵的生命。为古树与名木构筑安全可靠的雷电防线，守护这份跨越百年的绿色遗产，已成为当代生态文明建设与文化传承中无法回避的重要课题。 “为什么受伤的总是我？” 雷电是大气中能量最为集中的自然

特别策划 | 从观天到知天 让天有可测“风云”

在人类历史的长河中，70年或许只是短暂的一瞬，但对于科技发展而言，这70年却宛如一部波澜壮阔的变革史诗。从第一颗人造卫星划破苍穹，到如今载人航天探索的常态化；从计算机的诞生，到如今人工智能引领的智能时代；从简单的电话通信，到5G甚至6G带来的万物互联…… 科技的每一次突破，都在重塑着世界，改变着人类的生活方式和思维模式。 1956年，《知识就是力量》杂志创刊，这70年我们一路走来，见证着科技领域

特别策划 | 少年卫星气象学家养成记

特别策划 | 气候学家的科研日常

说起气象，很多人的第一印象就是天气预报：早上出门前查看气温，决定今天穿什么；留意是否下雨，决定要不要带伞；看是否大风天气，再决定要不要取消室外活动……这是再平常不过的习惯。天气预报几乎贯穿在我们日常生活中的每一天，它解决着眼前的实际问题。但放到更大的尺度来看，将每一天的天气数据汇集起来，去探寻它们在多年尺度上的变化规律，才是气候学关注的问题，也构成了气候学家的科研日常。 从天气到气候： 时间尺

探索发现 | 冰海求生斑海豹的生存智慧

提到海豹，你脑海中是否会立刻浮现出南极冰原上那些圆滚滚、胖乎乎的身影？但你或许不知道，我国渤海就住着一群特别的“冰雪小居民”。每年冬天，它们都会千里迢迢游回这里，在海冰上安家、生宝宝。它们就是被誉为“渤海精灵”的斑海豹。 渤海是斑海豹全球最南端的栖息地，该物种是唯一能在我国海域自然繁殖的鳍足类哺乳动物（鳍足类即四肢演化为鳍状，似乎是自带泳蹼的游泳高手）。每年的3月1日是国际海豹日，斑海豹作为国家

探索发现 | 看不见的握手：4D打印让物品“活”起来

如果你拥有一支神奇的画笔，画出的线条不仅能立起来变成3D物体，还能在阳光、水滴或微风的刺激下，自动弯曲、折叠或收缩成预设的形状，你会用它来创造什么？ 这听起来像科幻电影中的魔法，在当今的材料科学领域已经成为现实。这就是被誉为“未来制造技术”的4D打印，它能让打印出来的东西随时间的变化而“活”起来。“活”起来的关键就隐藏在物体内部、肉眼难见的微观世界——表界面中。 磁控4D打印平台亮相中关村展示

探索发现 | “空中巴士”来啦

不只是“会飞的气球” 从“飞”到“浮” 简单说，飞艇是一种“浮起来”而不是“飞起来”的航空器，它的秘诀在于气囊中填充的比空气轻的气体（如氦气）所产生的浮力。这使它区别于依赖机翼升力的飞机，也不同于靠旋翼升空的直升机，同时，它又比只能随风飘荡的热气球“能干”许多——凭借自带的发动机、螺旋桨和方向舵，它能自主控制航线与速度，具备长距离航行的能力。 技术“重生” 其实，飞艇的发展历史比飞

科学微距 | 前沿

我国成功实施长征十号与梦舟飞船关键飞行试验 2月11日，我国在文昌航天发射场成功实施长征十号运载火箭低空演示验证与梦舟载人飞船最大动压逃逸飞行试验，标志着我国载人月球探测工程研制取得重要阶段性突破。 当日11时许，火箭点火升空，飞船在最大动压条件下成功分离逃逸，火箭一级箭体与飞船返回舱均安全溅落预定海域。此次试验创下多项首次，验证了相关系统功能性能，为后续载人月球探测任务积累了宝贵经验。

科学微距 | 观点

孙凝晖院士 “智能计算包括人工智能技术与它的计算载体，大致历经了4个阶段。” ——中国工程院院士 计算机系统结构专家 孙凝晖 孙凝晖院士在题为《人工智能与智能计算的发展》的演讲中，介绍了智能计算发展历程。他认为，智能计算包括人工智能技术与它的计算载体，大致历经了4个阶段：智能计算的起点，是通用自动计算装置（1946年）；智能计算发展的第二阶段，是逻辑推理专家系统（1990年）；直到2014年

科学微距 | 数字

X8.1级 太阳耀斑引发地磁暴 北京时间2026年2月2日7时许，太阳活动区AR4366爆发X8.1级强耀斑。截至2月，此次是2024年10月以来最强的太阳爆发事件，国家空间天气监测预警中心发布橙色警报。 据悉，该活动区近期异常活跃，2月1日至2日连续爆发3次X级耀斑，此次X8.1级耀斑持续约45分钟，瞬间释放能量相当于上百亿枚百吨级氢弹爆炸，伴随日冕物质抛射（CME）。 此次耀斑导致地球

科学微距 | 趣闻

要不要对AI说谢谢？ “谢谢”是日常生活中的礼貌用语，但却在与AI（人工智能）的互动中引发了争议。 近日，“不要对AI说谢谢”引发了人机交互礼仪与资源消耗的讨论。有观点认为，AI回应礼貌用语会产生额外算力与电力消耗，相关数据显示，业内测算单次交互约耗电0.0003度，大规模使用叠加后成本可观。但又有专家表示，此类能耗边际影响极小，远低于模型训练阶段。 在实际调查中，超八成用户会对AI使用

科学有料 | 唐孝炎择一事，终一生，蓝天因她而澄明

在别人眼中，唐孝炎（1932年10月16日—2025年6月11日）在大气治理上勇敢拓荒，一次又一次“破壁”，让大气环境化学这门学科在中国生根发芽。而唐孝炎自己觉得，她的一生没有白过。 作为中国大气环境化学的奠基人，她的人生是一部与国家环保事业同频共振的史诗。择一事，终一生，她在科研的蓝天上书写了属于自己的华章。 光化学烟雾研究 划出我国空气污染研究 分水岭 1953年，唐孝炎毕业于北京大学

科学有料 | 如何捕捉“巴西的蝴蝶”？

地球上的大部分区域缺乏大气内部观测数据 看天气预报规划出行、依赖气象预警做好防范，我们或许未曾察觉，人类对天气的预判始终是与大气混沌的艰难博弈。气象学家曾试图化身“拉普拉斯妖”（法国物理学家皮埃尔-西蒙·拉普拉斯1814年提出的科学假设）用精密方程精准推导天气走向，却因气象系统的“蝴蝶效应”，以及大气层观测的巨大盲区而屡屡受挫。 为什么精准预报天气如此困难？面对大气层的“数据黑洞”，我们该

学海新知 | 自制“海市蜃楼”

蓬莱地处我国山东半岛北端，濒临渤海、黄海，景色秀丽。而真正让它更添奇幻色彩的，是萦绕于渤海湾上空的“空中仙境”——海市蜃楼。每到春夏之交或夏秋之交，在蓬莱阁常有机会看到海天相接处凭空浮现出船舶、岛屿甚至城市楼宇的虚幻景象，这样的奇观吸引了不少游客慕名前往。 什么是海市蜃楼呢？海市蜃楼是一种因光的折射和全反射而形成的自然现象。在特定条件下，空中或者地面会出现远方物体的虚幻影像。那么，海市蜃楼是如何

学海新知 | 穿越古今火锅原来是这样炼成的

当西汉铜分格鼎在展厅静静诉说分隔艺术，当热播美食纪录片《川味5·一宴千年》将烟火滋味搬上荧屏，一口沸腾的火锅早已超越饮食本身，成为工艺美学与生活艺术的生动载体。 红油翻涌的热辣、清汤慢炖的温润、骨汤醇厚的诗意，皆是味觉的艺术创作，或酸或甜，或浓或淡，各有各的滋味，各有各的故事。只是，这样一顿暖入心脾的滚烫盛宴，放在古时，却未必能轻易享用。 首先，需要一种容易控制而且无烟无味的燃料——炭。 燃

兵器与谋略 | 气象“暗战”：看不见的风云 护得住的家国

《孙子兵法·始计篇》将“天时”视为战略决策的核心要素之一。2500年前的兵圣早已洞悉：最变幻莫测的风云，往往掌握着确定胜负的密码。 如今，人类解读风云的方式已从经验博弈，演进为数据驱动的精确对抗，这场没有硝烟的气象“暗战”，正守护着舰艇航迹、战机航路、导弹弹道，更守护着万里山河的安宁。 风云之智： 从经验预判到数据精算 现代气象“暗战”，本质上是气象情报的获取、分析与应用能力的全方位竞争，

兵器与谋略 | 藏在光束里的“三维侦察兵”

从航母甲板到极地冰海，从边防哨所到万里海疆，激光雷达以“光”为刃，筑起我国国防科技屏障。今天，就让我们揭开“国防之光”的神秘面纱，读懂它如何以精准探测为国防事业保驾护航。 国防气象保障的“硬核守护网” 激光雷达凭借高精度、实时性的探测优势，在国防气象保障领域构建起多场景覆盖的防护体系。 海雾预警：远海航行的“安全灯塔” 海雾是远海航行和战机起降的“头号天敌”，而激光雷达恰好是破解这一威胁的

兵器与谋略 | 鹰击海疆 铸就反舰天网

鹰击-19：潜行深海的高超音速“刺客”吸气式超燃冲压发动机加持 鹰击-19是我国首款实战化列装的吸气式高超音速反舰导弹，其核心设计初衷是适配潜艇533毫米鱼雷管发射，后续也可搭载于水面舰艇。该导弹采用吸气式超燃冲压发动机构型，无需携带氧化剂，可直接从空气中获取氧气燃烧，这一特性大幅压缩了导弹的体积与重量，同时仍能保障其具备足够的射程、载荷与高超音速性能。 发射后，导弹先由火箭助推器加速至3

行知天下 | 不止是咸！盐湖里究竟藏着多少神奇？

“我吃的盐比你吃的米还多……” 小时候，每次和爸妈顶嘴时听到这句话，我就会想，世界上哪来这么多盐！长大了才知道，这世上的盐确实不少，而且它们中的大部分都与一种特殊的湖泊——盐湖息息相关。 是重口味选手更是“矿物宝库” 普通淡水湖的含盐量不到0.1%，而盐湖的含盐量至少超过3.5%，甚至高达50%以上，比海水还高十多倍！而且，盐湖里的“盐”并非只包含氯化钠（食盐），还含有其他矿物。根据矿物成分

科学起航 | 碧波润心 馆校同行

碧波实验小学 在江苏省苏州市吴中区碧波实验小学（以下简称碧波实小）的报告厅里，两位同学正站在台上，向全校师生分享她们在冷泉港亚洲DNA学习中心的奇妙经历——“为什么我们既像爸爸，又像妈妈？”“DNA到底是什么样子？” 这样真实的学习场景，已成为碧波实小“馆校同行”的常态展现。碧波实小30余载始终坚持“为未知而学，为未来而教”的理念，以“培养创新思维”为中心，构建“三擎驱动”教育模式，激发学生兴

生活解码 | 手机发烫那些事儿是谁在手机里“点火”？

为啥手机总爱变成“暖手宝”？是后台藏了“偷电贼”，还是芯片在“偷偷加班”？别让发烫的手机成了你的烦恼，接下来咱们就拆穿手机的发热秘密，看看到底是谁在偷偷“点火”。 手机里，谁在偷偷“发烧”？ 要找到手机发热的“元凶”，得先聚焦手机的“心脏”——芯片。它就像一座结构复杂的微型城市，当你使用手机时，这座城市的不同区域就会上演不同的“热力事件”，一步步把手机“烘”成了“暖手宝”。 CPU 越忙

生活解码 | 树界“互联网”：土壤下藏着专属“Wi-Fi”

又到植树节，你知道吗？森林里藏着一张树木专属的“树联网”，它们能通过这个网络传递养分、预警危险，上演着远超我们想象的“邻里故事”。 树木的“社交天赋” 树木的根系藏着“社交天赋”——生长过程中会向外分泌特殊的化学物质，这些物质就像邀请函一样，吸引土壤中的真菌孢子。一部分真菌会主动附着甚至侵入根系，与植物建立长期稳定的共生关系，也就是我们说的菌根。 动态“朋友圈” 在森林发育初期，真菌的菌丝

青春密语 | 你的花园里，不止一种花

还记得上一次为自己感到骄傲是什么时候吗？是某个科目意外取得了好成绩，还是在一次团队合作中提出了让大家赞叹的好主意？或者，你已经想不起来了。我们的大脑常常陷入消极偏误，更容易关注自己“不够好”的地方：数学考得不错，但总想着英语那几道不该错的题；演讲比赛拿了奖，却一直纠结于台上那几秒钟的紧张结巴。 积极心理学告诉我们，或许，真正的成长在于我们不再只盯着花园里那几株长得不够高的幼苗，而是看见整座花园里

漫画科学 | 电子舌头“尝”辣度

舌头的不同部位对不同味道的敏感度存在差异。味觉感知是舌头味蕾和大脑神经共同作用的结果，味蕾分布在舌面、舌缘、软腭甚至咽喉处，只是舌面的敏感度差异最明显。 香酥可口的辣子鸡、“下饭神器”辣椒酱……辣椒因其独特的风味广受大众喜爱。但辣并不是味觉，而是一种痛觉，通过刺激神经末梢带给我们别样体验。通常情况下，依据神经末梢分布数量，痛觉从舌尖、舌边、舌中、舌根依次递减。 辣椒的种类多，辣度差异也大，

漫画科学 | “报仇”新方式：科学家改造蚊子“口器”

蚊子总爱躲在隐蔽、阴暗和通风不良的角落，其中雌性蚊子“挑肥拣瘦”地吸食鲜血繁衍后代，一年可繁殖7～8代。这类昆虫在全球范围内分布广泛，早已成为许多人避之不及的“烦扰制造者”。 近日，科学家对雌性蚊子的“凶器”——口器进行了改造，也算是略报了人类被叮咬的“血海深仇”。经过处理的蚊子口器，摇身一变成为低成本的高分辨率3D打印喷嘴，可以制作类似蜂窝结构的复杂组件。 科学家选择蚊子口器作为

科幻空间站 | 异星少年凤星凰

X城的深夜，量子躺在床上翻来覆去睡不着。 “嗡嗡……” 凌晨2点17分，手机震动起来，屏幕上多出一行字：“检测到空间异常波动。” 量子皱起眉头坐起来，随手点开新闻——航州地区突然出现大面积通信干扰，部分地方信号完全消失。 就在这时，来自小知和博士聊天群的视频通话也弹了出来。 “量子！航州的超重力实验装置……” 话还没说完，凤星凰突然从阳台穿到房间。他脸色苍白，额头的凤凰图案不规则地闪烁

科幻空间站 | 时空 之门

“所以……这是一台时光机吗？” “没错，我就是乘它回到了这里——也就是你存在的时代。而我生活的地方，是完美的。” 面前这个动作机械、声音带着电子味道的“人”，突然出现在我家，身旁还有一个外表怪异的白色物品，样子像冰箱。好奇心掩盖了我刚才脑海中蹦出的所有疑问，我对他说：“这是什么东西？能让我试一试吗？”说完，我开始观察他。这个人的太阳穴处似乎嵌着一枚芯片，在他说话时闪烁不同颜色的光。 他点了点

科幻空间站 | 从“脑洞”到“故事”：如何让科幻设定在小说中落地

在科幻小说的创作中，新手极易迷失在构建宏大“世界观”的迷宫中。他们热衷于堆砌精妙绝伦的设定，却常常遗忘了文学最本质的使命——讲好一个故事。当脑洞大开的设定沦为枯燥的背景板，小说便失去了生命力。 本期刊发的两篇科幻作品——《异星少年凤星凰——重力之渊》与《时空之门》虽风格迥异，却殊途同归地为我们演示了如何将冷峻的科幻概念熔铸进滚烫的情节洪流之中，可以作为科幻创作者学习“设定如何落地”的教学范本。

编读互动 | 哇！原来天气预报有个“超能守护团”

最近，我读了《知识就是力量》杂志中多篇关于气象的文章，仿佛走进了天气的“指挥中心”，新奇又有趣！以前我只知道下雨要撑伞，天热要少穿衣服，却不知道在我们头顶的天空中，有那么多聪明的“气象小卫士”在日夜不停地工作，提前告诉我们天气要“变脸”的秘密。 其中，《当天气“亮红灯”：读懂气象灾害预警信号》（详见《知识就是力量》2025年3月刊）这篇文章，让我觉得格外神奇。原来天气变化也像交通信号灯一样，有着

编读互动 | 我的气象侦探梦

在读完《太空中的气象“哨兵”：风云三号G星》（详见《知识就是力量》2025年3月刊）这篇文章后，我简直像发现了新大陆。原来每天陪伴我们的天气预报，背后藏着这样一位太空“超级侦探”——这颗银光闪闪的卫星，太阳能板像翅膀一样展开，像极了一个太空版的变形金刚，难怪叫“哨兵”，它可是地球24小时在岗的气象保镖。 以前总觉得天气预报准不准全靠运气，现在才知道，这背后是实打实的高科技硬实力。我从文章中了解到

编读互动 | 百问百答

蔚欣欣（交通运输部规划研究院首席研究员） 从秦始皇统一车轨的秦直道，到今天人工智能赋能的智慧公路，道路始终是文明演进的生动见证。 2026年1月31日，中科馆大讲堂特邀交通运输部规划研究院首席研究员蔚欣欣老师，带领大家展开一场“穿越时空”的公路巡礼。 中国近代首次使用“公路”一词是在什么时候？ 中国近代首次使用“公路”一词是在1920年，当时广东省设立“公路处”，这一官方机构的命名正式启用

编读互动 | 本期内容亮点提示

结合新课标 体验跨学科 教育部印发《义务教育课程方案和课程标准（2022年版）》，提出4个跨学科概念和13个学科核心概念以及倡导读科学家故事，学习科学家精神。 本刊携手权威科学家、一线科研工作者，紧密结合教育部新课标中的核心内容，将本期内容聚焦于数学、物理、生物、地理、历史等多个学科，并结合前沿科技进行深度剖析，引导青少年主动学科学、用科学，将科学理念、科学思维转化为行动。 告别浅薄阅读