1940年夏天，在一个晴朗而炎热的下午，前苏联高尔基省巴甫洛夫区米西里村上空，突然乌云密布、狂风大作、电闪雷鸣，倾盆大雨夹杂着圆片状冰雹接踵而至。冰雹落地时不断发出清脆的金属声。雹雨刚停，全村男女老少一窝蜂地从房子里跑出来，从地上捡起来一看，竟是16世纪俄国伊凡王朝的古银币。原来，沙皇时代的贵族们曾在米西里村附近的地下埋藏了许多银币。当暴风雨猛烈地冲刷大地时，覆盖在银币上的土层被冲刷掉了。接着巨大的“象鼻子”就把这些古钱币卷到天空。当上升气流减弱时，这些银币便纷纷落下来，成为一场举世罕见的“银币雨”。
1960年，法国还出现过“青蛙雨”。青蛙自天而降，有的被摔得头破血流，有的却安然无恙地在地上跳来跳去。惊人的场面令许多人感到不安，认为是不祥之兆。
其实，这些怪风怪雨都是由龙卷风制造的。
龙卷风是大气中最强烈的涡旋，呈漏斗状，它的直径在低层只有几米到1000米。龙卷风寿命很短，一般只有几分钟到几十分钟，超过1小时的极少；移动速度一般是15米／秒，最快可达70米／秒，常走直线；龙卷风风速可达100～200米／秒，破坏力极大，人类至今还不能对它进行有效的防御。
在我国，龙卷风是一种不多见的自然奇观。发现龙卷风以后，首先要判断龙卷风的移动方向。如果龙卷风是离自己向远方移去，可以利用这个机会好好观察一下它的变化过程，用录像机或照相机对龙卷风进行连续拍摄；要是有辆汽车，可以乘车进行追踪拍摄。最理想、最完整的观测资料应该包括：从龙卷风产生、发展到消亡的整个过程，以及地面受龙卷风影响而产生的灾情和各种奇异现象。如果确认龙卷风是朝自己这个方向移动过来时，要立即切断电源，妥善处理好火源，然后朝着与龙卷风来向呈90°的方向尽快逃离现场。如果已经无法逃离，要尽量远离建筑物、大树、电杆，趴在一个地势较低的地方，用棉被或衣物把自己的头和身体尽可能地包裹起来，避免被龙卷风卷走和受到伤害。
地球大气有多重
“托里拆利真空”和“马德堡半球试验”，使人们不再怀疑地球大气有重量。在此之后，有人又提出这样一个问题：包围在地球周围的大气究竟有多重？
地球的表面积为5．1亿千平方米，大气层的上界在3000千米左右。对于这个看不见、摸不着的宠然大物，怎样称它的质量呢？这真是个有趣的想象。面对这个难题使人们想起了三国时期“曹冲称象”的故事。
7岁的曹冲，让大象站在船上，看船身下降多少。然后，沿着水面在船舷上做一个记号，再把大象拉到岸上。接着往船上装石头，等船下沉到有记号的地方，再把石头一块块搬到岸上，称一下船上石头的质量，就知道大象有多重了。
美丽的地球
在当时没有能够称大象的秤的情况下，曹冲巧妙地通过分割求重，再求出总和的办法，对我们怎样求出地球大气层总质量很有启发。首先，假设大气是静止的，然后把大气分割成无数个垂直于地面的空气柱，每个空气柱的底面积为1平方厘米。这个空气柱是一条又细又长，从地面一直延伸至大气上界的立方体。在海拔高度为零米，也就是海平面高度上，安放一支水银气压表。这时，气压表中的水银柱高度为76厘米，这个水银柱质量就等于1平方厘米上所承受的大气柱的质量，叫做一个大气压，约为1．033千克／平方厘米。地球表面积为5．1亿平方千米，把它换算成平方厘米，再乘上1.033千克／平方厘米，得出大气层的总质量约为5300万亿吨，这就是整个大气层的总重量。无边无际、看不见、摸不着的大气层就被这样简便地算了出来。如果要用同样重量的铁来代替大气，那么，地球表面就要披上一层1.3米厚的铁铠甲了。谁能想到，无形无味、无色透明，近于虚无缥缈的大气，它的总重量竟大得如此惊人！
“头重脚轻”的赤道上空
包围地球的大气其厚度在3000千米以上，要了解未来天气、气候的变化，仅仅有地面观测资料是不够的，还必需有高空气象资料，才能对高层大气进行分析和研究。航空事业的发展更是迫切需要了解高空的气象状况，飞机的飞行高度至今还靠气压表来测量。
1749年，气象学家用风筝把温度表带上天空，最高能达到云层高度。这是最古老的、直接探测高空大气的尝试。1783年，法国人蒙哥菲尔兄弟发明了热空气球。载动物飞行试验成功后，气象学家杰佛里斯带着气压表、温度表、湿度表，乘坐热气球，第一次飞越英吉利海峡。这是人类第一次升空飞行，也是第一次对高空气象进行直接观测。1862～1866年间，英国气象学家格莱谢尔为获取高度更高的高空气象资料，不断提高热气球的飞行高度。当气球飞升到8839米的高度时，由于高空严重缺氧，他刚记下气压表上的读数就失去知觉。同气球的一位探险家也冻得四肢麻木，但他用牙齿拼命打开控制阀门，气球放气后开始缓缓下降，他们才得以生还。显然，这种靠冒生命危险来获取高空资料的做法是不可取的。随着电子技术的发展，人们在地面就能了解到高空气象状况的梦想终于实现。1927年，世界上第一部无线电探空仪飞向了天空。
如今在城市，每天早晨和傍晚，人们都能看到从气象台放出的乳白色氢气球。它随风飘向高空。气球下面挂着的那件东西，就是无线电探空仪。这个重量不到1千克的小巧玲珑的探空仪，能测量从地面到40千米高空的气象要素数值，同时把测得的结果用无线电讯号不断传递到地面接收站。
现在全球约有1000多个无线电探空站，形成一个高空观测网。这些观测站每天在统一的世界时间0时和12时定时观测两次；观测完毕后，立即把观测结果编成气象电码，发往气象中心。气象中心通过计算机把这些观测数据自动填写在高空天气图上并进行自动分析。气象工作者根据高空气象要素的变化，就可以对未来天气形势做出较为可靠的预报。科学研究、监测环境污染、飞机航线的安全保证和国防建设如导弹试验、炮兵射击等许多方面，都离不开高空气象资料。在国际上，各国之间还要及时地进行高空资料交换。
从无线电探空仪发射来的讯号证实：空气温度是随高度增加而降低的，平均每上升100米，气温下降0.6℃。苏东坡有词道：“我欲乘风归去，又恐琼楼玉宇，高处不胜寒。”说明我国古人已经知道温度是随高度的升高而降低的。然而，进一步探测表明，到某一高度后，温度不再随高度改变而改变。再往上，温度反而增高，这个高度被称为对流层顶。从地面到对流层顶称对流层。这一层大气占整个地球大气质量的80％，大气中的水汽几乎全部都集中在这一层。云、雨、雪等天气现象也都发生在这一层中，因此，它与人类的关系最为密切。
为什么对流层内温度随高度增加而降低？这是因为对流层中的空气热量主要来自地面。太阳辐射的能量大部分被地面吸收，地面变成热源，并向大气辐射热量，使上空的空气变热。越靠近地面，空气越热；越远离地面，空气受热越少，因此对流层顶温度最低。对流层顶在低纬度热带地区高度为17～18千米，在中纬度地区高度为10～12千米，在寒冷的高纬度地区只有8～9千米。由于对流层顶的高度愈高，温度愈低，因而世界上最冷的空气反而出现在全球地面温度最高的地方——赤道上空。
对流层下面热，上面冷，“头重脚轻”，空气很不稳定，容易上下翻动，造成空气对流。对流的结果，使上、下层空气均匀混合，热量、水汽和尘埃微粒等得以往上输送，从而引起各种天气现象。
对流层以上是平流层。平流层的底部存在一个约有几千米厚、温度大致相同的区域。到20千米以上，温度随高度增加而升高；到50千米左右，气温上升至0℃，这里就是平流层顶。平流层的中、下部是臭氧层。臭氧能吸收太阳紫外线，使气温增高。所以平流层不像对流层，而是温度随高度增加而上升。这一层由于很少出现上升或下沉气流，水汽含量极少，不会出现云雨现象，所以总是晴空万里，很适合喷气式飞机飞行。
整个大气层按温度结构来划分，可分为5层：对流层、平流层、中间层、热层和外逸层。
黄土沉积形成黄土高原
我国北方闻名于世的黄土高原，面积巨大（约60万平方公里）、地形崎岖、黄土深厚。它究竟是怎样形成的呢？
100多年来，许多科学家致力于这一问题的研究，提出了几十种假说：有的认为是风力把其他地方的黄土搬运到黄土高原上的，此即为黄土风成学说；有的认为是流水把黄土搬运到黄土高原的，此即为黄土水成学说；有的认为是风化作用将当地原来的岩石、砂砾“粉碎”之后，残留原地演化成黄土的，此即为风化残积学说，等等。
近几十年来，更多的科学家赞同黄土风成学说，依据为黄土无选择地覆盖在黄土高原的山岭上，且厚度也由西北向东南逐渐变薄等等自然地理现象。
黄土高原
按照黄土风成学说的解释，黄土高原是这样形成的：在蒙古、中亚和我国西北一带的荒漠地区，气候干燥，温差很大，由于热胀冷缩的作用，使岩石、砂砾等被“加工粉碎”成细小的砂子和粉尘。强劲的西北风将以百万吨计的细砂和粉尘旋入天空，随风南下。于是粗粒的先沉降下来聚成沙漠，细粒的则被飘移至秦岭北麓。经过二三百万年的搬运堆积，终于形成了黄土高原。
但近年来，科学家发现许多现象是黄土风成学说无法解释的。譬如，黄土中粗粉砂含量由西北向东南递减，粘土的含量却从西北向东南递增，这种自西北向东南的有规律的排列呈叠瓦阶梯状的分布过渡，而不是平面模糊过渡。这种叠瓦阶梯状的分布过渡更像是洪水的杰作等等。
对此，我国科学家李明光提出新的理论——黄土高原灾变水成学说。他用大量证据证实：黄土高原是喜马拉雅运动带来洪水泛滥，黄土沉积和新构造运动抬升形成的。他的观点引起了科学界的关注。
冬暖夏凉的“怪地”
我国辽宁东部山区，地温反常，夏天冒冷气，冬天冒热气。冬天，在这地段，有的山岗上，绿草茵茵，花果葱葱，仿佛春天般的景象，而山岗的四周，草木枯萎，冰封雪裹，一派冬季萧条的景象。夏季，这些地方好像安装了空调器似的，把寒气吹到地上。
据当地人说，解放前的某个夏天，一位国民党军官把一匹战马拴在一个山洞前的树桩上，第二天，这位军官惊奇地发现战马几乎被冻死了。
这块“宝地”为当地农民带来了许多好处。且不说为冬季农业生产提供了良好的小气候，就日常生活而言，也提供了许多便利。村民只要垒个山洞或石头坑，就是一个“纯天然冰箱”。酷暑时节，将鸡鸭鱼肉放到“冰箱”里，就不会坏。
据辽宁省地质部门初步考察，该地的一个长约200米、宽约80米的地方，冬季气温为-30℃时，在地上挖1米深的坑，坑内温度达17℃；夏季气温为30℃时，地下1米深处的温度约为-12℃。
此外，还有些地方也有类似的现象。譬如，在河南省林县石板岩乡西北部太行山半山腰处，有一个叫“冰冰背”的地方，每年阳春三月，太行山百花盛开时，“冰冰背”开始结冰，直至八月，寒气逼人；冬季，四周结冰，惟独“冰冰背”没有结冰，且热气如蒸，花草茂盛。
为什么会出现这种反常的现象呢？目前，科学家还没有进行很深入的考察研究，因此也还没有一个确切的答案。
一些科学家也做了些推测：有的认为地下有储气构造和特殊的保温层；有的认为地下重叠着寒、热储气带，终年释放气流，遇冷则热气显，遇热则寒气显；有的认为是一种特殊环境下的小气候……究竟是什么原因所致，目前还无法解释。
神农架的自然景观
位于湖北省西部的神农架，是一处保存完好的原始森林。它的原始生态令它充满了传奇色彩。这里的处处风景都是奇观，处处奇观都是难以解释的谜。
“冷暖洞”
神农架里有一个洞，洞内十分宽阔，能容纳上千人。洞口有一条明显的分界线。分界线的两边正好一干一湿，干的这边热气腾腾；湿的那边却是冷气飕飕。测量发现，仅仅一线之隔，温度却相差十几度，究竟是什么原因呢？至今仍众说纷纭，尚无定论。
“潮汐河”
在神农架里一个叫“小当阳”的地方，有一条著名的“潮汐河”，它一天三次潮起潮落，并由此得名。为什么会发生这种情形呢？不得而知。
神农架美丽风光
“鬼市”
很多人在神农架里都见识过“鬼市”。“鬼市”又叫“山市”，就好像是把发生在沙漠里的海市蜃楼挪移到了山中。古代人都传说是蛟龙、大蛤蜊之类的怪物喷云吐雾形成了“鬼市蜃景”，可现代科学相信这是一种光学原理，是光线在不同空气层发生折射，投射到了空中或地面的景物里。但很多人都在山里听见了“鬼市”里人声鼎沸、车马喧嚣。这种有声的蜃景又怎么解释呢？
“神石”
在神农架林区，有一根被当地人誉为“神石”的石柱，每年年初到7月份这段时间，石柱的石缝里常常会不甘寂寞地响起音乐，有锣声、鼓声、唢呐声，就像是民族乐器的交响乐，神奇极了。但到了下半年，它就变得寂静而毫无声息，非常有规律。“神石”为何如此，也是未解之谜。
石头屋
在神农架的石头屋地区，有一种硕大的鸡，体重4？～6？公斤。这种鸡不仅下的蛋大，而且特别擅长下双黄蛋。更奇特的是，这是一种格外恋家的鸡，只要离开石头屋地区，它们就会死去。这也颇令人不解。
神奇的白溢古寨
被列为“中国名胜”和“神州九奇”的白溢古寨景区，位于湖北省五峰土家族自治县城北。此神秘而古老的山寨，蕴藏着无数的自然奇观，特别是以其世间罕见的“六大不解之谜”闻名遐迩，成为我国境内独有的神奇景观。
盛夏结冰，寒冬暖巢
白溢古寨寨西绝壁之下的山腰名为“夹湾”，是方圆50平方米的一片怪石鳞屿之地，干不见水，但每年立夏前后天气转热时，慢慢结冰，立秋后随天气转冷而消融。伏天天气最热，此处却冰冻三尺，呈现出石上鲜花绿叶，石下冰凉三尺的罕见自然奇观，曾有企业悬赏10万揭谜，国际洞穴专家实地考察后也未解其因。
“地动石”
寨上湖坪有一巨石，人立其上用力踏地，只见地动山摇，15米外立足者，感觉犹如地震。
“冷水谷”
湖坪稻田之米，奇香可口，蒸熟后粒粒竖起，细长如杆，古为上贡皇帝专用，米为何熟后自立？无从道清，成为华夏一绝。
白溢古寨景区
“藏金洞”
绝壁上有一土司（土皇帝）藏宝的“藏金洞”，传说土司请石匠凿岩逐级而登，将金银财宝藏于悬崖上一隐秘洞中，又令石匠毁去台阶，掩盖痕迹。土司后用刀杀害石匠，顺手将刀插于壁下石缝中移尸，而后却不能拔出屠刀，至今仍能见到石缝中的刀尖。
