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梅乐芝经理的科普文章 (四)(1/6)

初夏,微风拂面,清爽宜人。 [风满楼,这时候风就较大,可以感受到风的力量。在沙尘暴肆虐的季节,吐鲁番的风飞沙走石,对人的生命构成巨大威胁。这时候风已经成为一种主宰力量。

风是空气流动的效果,从宜人的微风到暴虐的狂风,差别仅仅是空气流动的快慢。衡量快慢,我们引入速度这个指标,速度指标适合任意非静止物体,目前我们是描述空气流动的情况。速度就是一定时间内空气流动的距离。一般设为1秒,也可为1小时。如何体会速度快慢呢?人正常情况下的行走速度大约是1小时5公里,也就是1秒1.5米,写作1.5///////s。

描述风速通常用蒲福风级(beaufotale),按强弱,将风力划为“0”至“12”,共13个等级。在20世纪50年代,风级扩展到17级,共18个等级。和我们日常熟悉的情况比较,可大致了解风级。5级风,风速大约是10m/s,和人极限快跑的速度差不多。10级风,速度大约是25m/s,和高速客车差不多。如果想要体验一下大风,高速公路上窗户开个小缝,用鼻子感受一下,就知道这个10级风的威力:人已经无法呼吸!早期的飞机没有密封舱,飞行员都是直接暴露在空气中,可以肯定,这种飞机的速度不如现代的高速客车。在陆地上很难感受到10级以上的大风。例外的情况是南极大陆,这里10级大风是很温和的情况。这里和其他地方不同,基本由冰覆盖,大陆中心地势高而冷,空气密度大,导致风是由中心向外吹,并且没有地形阻挠降低风速。极限情况超出了蒲福风级的最大值,有记录的最高风速是100m/s。

液体流动和气体流动有一定的相似性,地球上的液体主要是水(海水)。在海边可以观察海水的流动,平常速度很低,台风季节能看到海水的高速情况。但无法与空气的高速比较。但水的密度远远大于空气,因此破坏力也很大。一般主要考虑风的因素是因为风可以深入陆地,并且带来大雨,影响范围广。而海浪仅仅对海边有影响,除非出现大海啸,影响范围增加,破坏力巨大,也是必须提防的情况。一般天气预报对台风进行密切跟踪,预测破坏地区和力度,以做好防范准备。

在日常生活中,空气和水的流动效果表现为多种形式。观察小河,小河中的水看作水流,在河面宽广的区域,水流缓慢,在河面狭窄的地方,水流快速。这是什么原因呢?无论河面宽窄,河水不会消失,那么河水的出水量不会变化。比如说1秒出水1吨。那么宽河面处,水量大,只能流得慢些,不然河水供应不上。河面窄的地方,必须流的快些,不然水就溢出了。也就是说无论在河的那里,水的横截面*水的流速是固定不变的,这个就是河的出水量。实际生活中有大量类似情况。

思考:

使用管道煤气进行烹饪,在做饭高峰时期,比如晚饭,就发现煤气量很小,气量阀门即便开到最大,气量也小。比如半夜做个宵夜,打开煤气就发现气量很充足。将煤气使用情况和上述的河水流量对应起来。

夏天天热,空调使用很普遍。在最热的时期,会出现分片停电现象。在冬天需要供暖时期,也会出现。原因何在?

咸海,曾经是世界第四大湖泊。早在2000多年前,陈汤曾在附近斩杀匈奴郅支单于,并写下“宜悬头槁于蛮夷邸间,以示万里,明犯强汉者,虽远必诛”。咸海依赖阿姆河和锡尔河注入水,在两河改道灌溉农田后,开始萎缩。左右两图分别是1989年和2008年。与此类似的情况有,塔里木河及下游的罗布泊,黑河和下游的居延海,黄河及下游的海水倒灌。

杭州湾的钱塘江潮农历每月初一至初三、十五至十八出现,而农历八月十八因潮水最为壮观,观察地图,为什么在这里出现大潮。

现在城市的高楼大厦越来越多,经常可以见到街道两边高楼排成墙。整个城市平均风速比郊区小,但在这些墙之间经常有大风。

风经常会带起灰尘,当然在植被覆盖密集的地方没有这个问题。若风较大,小沙粒、石子都带得起来。同样水在流动时,也携带泥沙。这些携带了大量固态颗粒的流体,可极大地改变途径环境。

雅丹地貌,或称为风蚀脊(yadang)是典型的风蚀性地貌。“雅丹”在维吾尔语中的意思是“具有陡壁的小山包”。风带起的石粒,大粒的贴近地面,小粒的在空中,在石粒与山体碰撞中,山体下部往往遭受较强的剥蚀作用,并逐渐形成向里凹的形态。如果小山包上部的岩层比较松散,在重力作用下就容易垮塌形成陡壁,形成雅丹地貌,有些地貌外观如同古城堡,俗称魔鬼城。敦煌西北有雅丹国家地质公园,准噶尔盆地东部也有类似地貌。事实上,沙漠地区或多或少都存在雅丹地貌,只是特征明显与否。

水的密度比空气大得多,对周围环境的冲击更大,更易改变地貌。河道都是水自然冲击而成。水可以溶解气体,溶解某些气体后水具有一定的腐蚀能力,这也是改变地形地貌的巨大力量。

500万年以前,现在非洲和欧洲之间的地中海完全干涸,成为一片盐泽。而埃及的尼罗河依然奔腾,但曾经的海面消失了,河水流入一个巨大的盆地。河水切割曾经的海盆岩石,形成了1000多米深的河槽。当地中海又恢复与大西洋沟通时,这些河槽被泥沙填充。钻探石油发现了这个曾经

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