千虑一得之奇想录


11.2.9.5探讨:如何面对未来冰河期气候变化的大趋势
目前,南北极冰川正在加速融化,说明我们正处在间冰期向冰川期转换的阶段。这距离冰川大部分都融化,海水涌入赤道地区,地球自转速度变缓,气温下降到最低点,还有很长一段时间。
据推测,2亿年后,一年仅仅只有300天左右,即每天29小时左右。这或许就是地球自转速度的最低点。那么,对应的温度
T=(273+20)*300/366*300/366=196.9K=-76摄氏度。并且达到最低温度前,海平面会大幅上升,很多的岛屿将被海水淹没。
从气温达到最低点,再到温度回到最高值,需要一段时间。总体来看,冰河期的2个极端气候,距我们还相当遥远,我们还有足够的时间来思考、来解决这些问题。
我们分析道,由于新疆塔克拉玛干沙漠地区的陨石撞击,地球的自转速度已经降低很多,冰川融化流回赤道区域而引起的地球自转速度下降幅度,也不太大。因此,我们对“2亿年后,一年仅仅只有300天左右,即每天29小时左右”这个论断表示质疑。我们不知道这条推断的依据是什么,但是,我们知道地球气温下降幅度是有限的,也不是呈直线单向下降。因为随着地球自转速度的下降,气温也随着下降。但是,当气温下降到一定的程度,南北极冰川形成的速度将加快。南北极冰川的增多,使得地球自转速度会逐步加快,从而带动气温上升。气温具体能降低到什么数值,取决于南北极冰川的形成速度。我们估计,在地球平均温度零下10度左右时,南极温度应该为零下55度,北极温度可达零下35度,此时,冰川形成速度就会极大增快,地球自转速度将逐步停止下降,反而扭头开始增加。所以,除非再有外来陨石撞击造成地球自转速度下降,否则的话,地球气温的下降幅度是有限的,可以暂不考虑的。
我们现在主要考虑地球温度的升高应该如何应付这个问题。。
当然,这个问题仅仅是一种推测,胆小者勿入。让胆大者来探讨探讨怎样面对未来严峻的冰河期的到来吧。或许,我们可以从下面几个方面进行探索:
方法之一:降低地球自转速度。首先,我们应该承认:地球冰川周期性的变化是不可避免的。新疆塔克拉玛干沙漠地区的撞击事件,把青藏高原撞成世界屋脊。这么大的撞击能量,也仅仅延长了地球冰川周期的0.8/2.3=35%。我们不可能具有如此大的能量来降低地球的自转速度。我们目前拥有、掌握的能量或许还远远不足以(长期)影响这种周期性的大趋势变化。
另外一个方法就是减少空气总量。现在大气层的成分主要有氮气,占78.1%;氧气占20.9%;氩气占0.93%;还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气。
如果要减少空气总量,不可能减少人人必须的氧气,只能减少氮气。这就需要天量的蓝藻来固化氮气,过多的蓝藻会严重影响人们的生活。或许,需要我们抓紧发现、培养一种生物,能够有较强的固氮作用。大量培育这种生物,减少空气中的氮气,争取能够把空气总量减少10%。但是,这种做法仅仅能够延缓冰川的融化,延缓冰河期的到来。而一旦进入冰河期,较少的空气总量意味着更低的气温,从而延长冰川融化的时间,地球处于冰河期的时间更长。这种方法似乎也不可取。
看来,改变地球冰川的周期,的确不是一件易事,需要全球更多人类的努力。如果我们能够掌握快速改变空气总量的方法,或许可以稍微改善一下局面。比如当需要减少空气总量降低温度时的时候,我们可以把大量空气冷冻储藏起来;如果需要增加空气总量提高温度时,我们可以把冷藏的空气重新释放回大气。这需要大量的设备、能量、人力、物力。非一人、一地所能够承担,需要更多的人来承担。但是,又面临着生物能否适应稀薄的大气层这样的环境,是否会有类似高原反应之类的问题发生呢?谁也无法保证!
面对人类共同的灾难,人类命运共同体,应该是我们的共识。否则,如果我们不能够改变冰川的周期。我们能够做的,或许是怎样面对2亿年后低温和高温呢?在高温时,或许只有南北极附近才可以忍受,但是,那里又能够容纳有限的几人呢?或许,在低温时,只有赤道附近的温度我们尚可忍受。其余的地区都不会有人类活动。如此分析,在第三次冰川后,能够形成智能生物的地区,应该就在赤道附近吧。人类最古老的祖先,当时也应该在全球的赤道地区活动吧。
或许,我们能够做到的就是将来钻入水下、地下。但是,转入地下后,人类的食物供给、能量供应又如何解决呢?这不是短短的几年,几十年,几百年的地下生活,而是数千年、数万年的地下生活。
如果地球存在着超人类文明,或许他们已经提前意识到这些问题,他们有可能采用这样的方法,在水下、地下悄然的进化着。由此推断,要寻找他们,应该朝着这些方向去寻找。不过,既然他们已经躲在水下、地下,说明他们对此也毫无良策,找到了他们又能如何呢?面对困境,还是依靠我们自己想办法吧。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-07 19:44:33 +0800 CST  

11.2.9.6探讨:建立全球性海水淡化网络工程,再次缩小地球气温波动幅度
前文我们分析了冰川形成与融化对地球气候造成的周期性影响。这其中最本质的原因就是海水从赤道地区被搬到南北极地区对地球造成的影响。在搬动海水的过程中,相当于地球赤道地区在“瘦身”、“增肥”。瘦身则自转变快,增肥则自转速度便慢。这个过程是大自然的杰作,不以人类的意志为转移的。当然,对人类的影响也是巨大的。
如果我们的分析和判断是正确的,我们也可以与大自然采用同样的方法,来影响和改变地球的气候。
当地球逐步“瘦身”到一定的程度,气温逐步升高,我们可以人为的对地球进行“增肥”,从而使得气温不再升高;当地球逐步“增肥”到一定的程度,气温逐步降低,我们可以人为的对地球进行“瘦身”,从而使得气温不再降低。这样的对冲行动,可以进一步缩少地球气温波动的幅度,使得气温在人类能够忍受的范围内小幅波动。
其方法大致有三种:
1)将海水搬到空中;
2)将海水搬到地里;
3)将海水搬到地表;
4)逐步拦截河水入海。
我们依次分析一下这三种方法。
方法一:将海水搬到空中。我们知道,水蒸气在空气中的溶解度是有限的,一般情况下,空气中水蒸气约占空气体积的0%--4%。水蒸气占比与气温有关,气温30℃时,每立方米的空气能够溶解30.38克水,0℃时,每立方米的空气能够溶解4.85克水,到了零下30℃时,每立方米的空气仅仅溶解0.34克水。
如果采用这个方法,由于大部分地区昼夜温差较大,即便我们在白天使用菲涅尔透镜把水气化,到了夜晚,空气中的水分也会自动凝结成水珠。这种方法的缺点:只能白天黑夜来来往往的重复,不能把更多的水气化而搬到空中。并且,当空气中的水蒸气含量较大时,易随时发生降雨、暴雪等不良天气,给我们的生活带来不便。
方法二,将海水搬到地里。由于过度开采,现在不少地区地下水位下降地利害,打井需要钻到数十米甚至上百米的地层才能出水。如果我们能够把海水淡化,让水重新渗透到地下,这也相当于给地球瘦身。但是,这个渗透过程需要很长很长的时间,并且需要一个较大的渗透区域。地球海洋面积约3.6亿平方公里,陆地面积1.5亿平方公里。假如我们能够把海水整体下降1米,则所有的陆地的地下水位就能够提高2.4米。假如我们能够提高地下水位100米,则海平面会下降约42米。这是一个很可观的效果,值得我们去探索。但是,需要长时间去做这件事。
方法三,将海水搬到地表。
长期有效的工程,可以在全球内建设大型淡水库。把水库当作渗透区域,长年向地下渗透。
临时短期工程,需要快速集中巨大的水量时,比如,当气温下降到一定的程度,需要堵住气温下降的势头时,可以在中高纬度地区,大量把海水抽到固定地点,快速集中到高纬度地区。利用低温,浇筑成一个个巨大的冰城,人为形成新的冰川、冰山。这相当于对地球进行瘦身,增大地球自转速度,从而提高气温。再比如,当气温升高到一定的程度,需要遏制气温上升的势头时,可以在低纬度地区,比如赤道地区附近,大量把海水抽到固定地点,快速集中到低度地区。这就需要有大量的大型水库来容纳这些海水(最好是淡化的海水,这就需要提前布局安排)。这相当于对地球进行增肥,降低地球自转速度,从而使气温下降。
可见,我们应该提前规划好高纬度地区的人造冰城的地点,以及赤道附近的大小水库的位置,以备将来所用。目前,正处于间冰期,冰川会继续融化,地球自转速度会继续下降,气温会继续下降。一旦气温达到人类不能忍受的地步,高纬度国家的人们必须向赤道地区靠拢。为防止这种情况的发生,我们应该优先考虑在高纬度地区合理布局浇筑冰城的地点,并进行预先试验,观察试验结果,并根据试验结果的正确与否采取应对措施。
方法四,逐步拦截河水入海。
或者,我们可以从现在开始,制定长期的计划,直接把全球范围内的河水逐步抽到岸上,顺渠道汇集到高纬度的水库中,最好形成冰山、冰川。不让这些水进入海洋,从而达到对地球进行瘦身的效果。
总体来看,这四种方法中,第三种和第四种方法可行性比较强。第三种和第四种方法也可以结合起来形成一种方法,即使用淡水,建立相互联通的全球性水利网络工程。
原理:把大量的海水从大海中抽出来,使用大量、巨大的菲涅尔透镜进行海水淡化,或者拦截河水得到大量河水,根据需求把水通过管道分散到全球不同的地区的巨大水库中。需要升温时,可把海水分散到南北极附近的水库中,相当于给地球瘦身;需要降温时,把海水分散到赤道附近的水库中,相当于给地球增肥。同时,利用这些水资源,大量种植高大的绿色植物,比如非洲猴面包树,一棵树高达数十米,可蓄水2吨左右。可以优先在沙漠地区先建立大量水库,可以用来更方便的治理沙漠。这些水库,可以用做中转水库,将来继续向内陆、内地输水。通过采取这样的方法和措施,影响和改变地球的自转速度,达到缩小地球气温波动的幅度。
建立全球性水利网络工程,不仅仅能够缩小地球气温波动幅度,还可以一举多得。比如,联通的网络渠道,可以随时调水。能够保证世界上每个地区都不再受到干旱的折磨;使用这些水资源,可以种植更多的农作物,极大的满足农产品的供给;更多的高大绿色植物,能够进行光合作用,利用绿色植物“捕捉”中微子的能力,减少空间中的中微子,可以提供更凉爽的空间环境,也能够更好地提高空气质量等等。
天上不会掉馅饼,天下也没有免费的午餐。你的幸福、平安、稳定的生活离不开别人的辛苦付出。当然,别人也在享受你的勤劳付出。为了我们子孙后代的幸福、平安,需要现在的我们额外付出更多的劳动,去改造地球,去改善生存环境,去彰显出我们的祖辈夸父敢追日的斗志。
让那些跪着苦苦哀求万能的神灵们把自己“脱离苦海,带到想象中的美好天堂”就满足了的人们继续跪着吧。科学已经发展到今天的程度,环顾太阳系四周,人们想要找到一个合格的栖息地,重新“启机”从头开始发展,都是一件不可能的事情,更何况在地球以外的地方能找到一个长年流着蜜和奶的地方?太阳系内没有这样的地方,或许数十亿光年外,有这样的一个地方。但是,这人们怎样才能平安到达那里?如果以超高速运行,人类的血肉之躯早就被撕裂成片片碎片;如果慢速运行,需要数十代、百代、万代的时间,人们才能到达那里。在这段时间里,这些人怎样生存?如果还是有人相信万能的神灵一眨眼就能够把那么多的人带到那里,那就继续跪着吧。只想着不劳而获的人,唤醒他们,也没有什么大的干劲和动力。
建立全球性水利网络工程,能够应对地球气候大变化。这个想象是美好的。要变成现实,工作量是巨大巨大的,这是一个全球性的工程。这就需要大量的人力、物力、财力,需要所有的国家携起手来,共同努力,更广泛地建立人类命运共同体的理念和共识,为子孙后代留下一个更美好的家园。
首先,要形成共识。通过多方验证、计算、讨论,确认周期性冰川期的存在以及它的形成原理;然后,探讨全球性水利网络工程的可行性以及评估它的实际效果,最后还要确定全球水库的具体的、均匀的分布位置;最后,还要探讨、预防随之而来的“副作用”等等。
或许,人类命运共同体的新时代已经来到,头脑清醒的人们不再拘泥、满足于眼下的蝇头小利,能够抬起头,仰望更遥远的前方,确定更明晰的人类努力前进的方向。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-08 19:52:31 +0800 CST  
11.2.10探讨:地球大气循环的形成原因

11.2.10.1理论上,地球自转能够形成地球大气循环的框架
我们在前文《9.8.2地球上声音的传播速度由地球的自转速度和半径来确定》分析道:……我们知道:地球上的大气压是由空气分子的运动速度决定的,而空气分子的运动速度与地球的自转分不开。我们以赤道附近的高山为例,假设地球上所有的空气分子一开始速度为0,那么,随着地球的自转,赤道上的高山(就像风扇的叶片一样)将与静止不动的空气分子发生激烈的碰撞,高山将狠狠的撞击所有敢挡路的空气分子,把他们以很高的速度远远的撞飞,甚至连运行速度慢的空气分子也会被追上,最后也一样被撞飞。
这也意味着:地表中,一旦有空气分子低于高山的运行速度,那么,会很快被撞击。结果就是,空气分子的运动速度度只能大于或者等于高山的运动速度即风扇叶片的旋转速度。长年累月的撞击、搅动,其造成的后果:
1)把地球赤道表面的空气分子搅拌成一个巨大的旋转气团。这个旋转气团的宏观整体的速度,就是地球上赤道的自转速度;
2)长期以来,赤道周围的空气分子以大于等于460米/秒的速度,沿地球赤道的切线方向向上运行。这相当于把赤道周围的空气分子不断抛向赤道上方,赤道周围空气分子将大大减少,赤道周围的空气将流向赤道地区。这样,赤道南北边的空气将流向赤道方向,同时,又被不断的向上抛去。赤道附近地区的空气分子,不会真正到达赤道线,它们在距离赤道线一定的位置,就会开始结束纯水平方向运动,转而以垂直方向运动为主水平方向为辅的斜向上运动。这样,赤道线则形成“真空地带”,造成了赤道地区水平方向的“无风”。
同时,这也是发生“厄尔尼诺”事件时,赤道地区多有大雨的原因。这是因为“厄尔尼诺”时期,南太平洋(大西洋)产生了更多的水蒸气,这些多出来的水蒸气流向赤道地区,被源源不断的向上抛去,使得赤道地区上空的水蒸气数量变得更多,水蒸气更容易凝聚成水滴,从而形成更多的大雨。因为地球日蒸发量基本固定,波动范围不大,当水蒸气在赤道凝结变成雨落下,别的地区必然少雨干旱,于是,地球上就出现了“厄尔尼诺”现象----局部地区异常干旱。
3)以一定的速度向上抛去的空气分子,这应该就是“对流层”的主要动力之一吧。然而,它的上升高度必定有限。地球上,赤道地区自转半径最大,因此赤道地区空气分子被撞击的速度就最大,其上升高度就最高。纬度越往北极(南极)方向靠近,其自转半径就越小,空气分子被撞击的速度就越低,被撞击后,其上升高度就越低。这就造成了赤道地区上空聚集了大量的空气分子,而越往北(南)的地区,其上空的空气数量越来越少。这样,赤道上空的空气在达到一定的高度后,会沿着水平方向向低纬度地区扩散,形成了“平流层”。
4)平流层的空气,从赤道出发,一直缓慢扩散流向南北极。在南北极附近,从四面八方源源不断扩散而来的空气,进行碰撞、聚集、散落,形成了南北极有“大风”从天而降的气候特点。同时,地球表面的空气也向赤道地区流动。这样,就形成一个完整的大气循环:平流层:空气从赤道流向南北极,地面:空气从南北极流向赤道。
通过分析,我们可以得出,在地球上,地球的半径大小以及地球的自转速度,决定了空气分子的运行速度,决定了地球的标准大气压强;同时,也决定了声音的传播速度。……

从理论上来看,地球大气层的空气分子在地表处,被地表撞击,抛向上方,形成对流层。其中,赤道地区的对流层厚度最高,大量的空气分子会从赤道上方的对流层,分别向南北极缓慢扩散,形成平流层。然后,从南北极落下,再沿地面流向赤道地区。这应该是地球大气循环的大框架。

但是,实际上,地球南北半球的大气循环各分3个不同的部分(如图),地球大气共存在6部分。什么因素造成了大气循环的现状呢?这其中的道理何在呢?
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-09 19:44:21 +0800 CST  


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-09 19:44:31 +0800 CST  

11.2.10.2猜测:地球不同纬度的自转速度差是形成信风带等气候的流动方向的决定动力

理论上,地球的自转,能形成比较稳定的大气循环。大气循环大体框架为:平流层的空气,从赤道的高空出发,一直缓慢扩散流向南北极。在南北极附近,从四面八方源源不断扩散而来的空气,进行碰撞、聚集、散落,形成了南北极有“大风”从天而降的气候特点。同时,地球表面的空气也向赤道地区流动。这样,就形成一个完整的大气循环:平流层:空气从赤道流向南北极,地面:空气从南北极流向赤道。经过这样的大气循环,使得地球上空气运行速度基本一致,地球上的空气压强也达到了均衡。……
在地球的大部分区域,没有长年不停的大风存在。这说明:1)大部分区域的空气与地面向东运行的速度(即自转速度)基本达到一致。因为如果不一致,会有速度差,空气速度慢则会相对于地表产生位移运动,即会产生风。2)整个地表大气压强基本相同。由于各个地区地表撞击产生的空气运行速度是不同的,赤道地区最高,南北极地区最低,所以,要保持地表各区域压强总体平衡,各地的空气密度应该不同。单位体积内,南北极地区空气的密度应该要高一些。具体数值有待于测量。说明一下,南北极空气运行速度不为0,因为从从赤道地区流向南北极的空气会从高空落下,形成南北极地面的高速大风。
当地球的某一部分存在风时,即空气存在流动情况。主要有两种情况:1)空气从低纬度地区流向高纬度地区;2)空气从高纬度地区流向低纬度地区。
由于不同区域地表的自转线速度不同,赤道地区最高,南北极地区最低。所以,由于地面撞击,赤道地区的空气向东运动的速度最大,南北极的空气向东运动的速度最低。在这种情况下,在北半球,空气在空气压差的作用下,向南流动流向赤道地区时,越往南,与当地的空气在向东流动的方向上,产生速度差就越大。从高纬度(北边)流过来的空气就会滞后当地的空气,即空气相对于地表(当地空气)向西运动,产生东风,再考虑空气流动具有的向南的速度,最终,空气从高纬度流向低纬度时,风向是从东北流向西南,产生的风为东北风;同理,在北半球,低纬度的空气流向高纬度时,产生的风为东南风。
或许,这个规律能够解释地表不同纬度地区的信风带、西风带、极地东风带流动方向的形成原因吧。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-09 19:45:00 +0800 CST  
11.2.10.3探讨:太阳的吹扫作用
11.2.10.3.1探讨:太阳具有吹扫作用
地球围绕太阳转动,太阳就像一个大烤炉,始终正冲着地球,相当于地球对面存在一个大的喷枪,它产生的具有振动能量的中微子来到地球,会把振动能量传递给空气分子,使得该区域空气分子的能量(包括动能和振动能量)增加,温度上升,压强增大,产生向外扩散的趋势。这就是太阳的直接吹扫作用。
另外,太阳较大,而地球直径为太阳直径的1%。这就意味着,有大量从太阳发出的中微子能够从地球旁边掠过。这些“太阳风”会吹走大气层上方的空气,在高空形成低压区,引发下方空气上升。
生活中,我们常见这样的现象。空气流快速流经阻碍物时,能够在阻碍物的顶部区域形成低压区,引发障碍物周边空气前来补充空缺,这样的实例应该不少。青岛崂山有个景点,叫做黑风口。其地形为两面为山,中间夹一条沟,沟的方向为南北走向。越往北,沟随山势越来越高,到了最北端,仅仅比两边的海拔1000多米的高山矮几十米。黑风口就位于沟的最北端,这里的风格外大,故称“黑风”。当呼啸的大风从从北边越过黑风口吹向半空时,黑风口的沟顶部能够形成低压区,南边沟内的空气会向北流动。特别是在有雾气的时候,能够清楚的看到一团团白雾翻滚着沿沟从海边爬向高处的黑风口。
再比如,喜马拉雅山南边的湿润的空气,也能够顺着山坡,翻越8000米的高度,冲上喜马拉雅山顶。因为地球自西向东自转,山顶的气流必然吹向西边,这时,山背后西南方向从印度洋来的湿润空气就会自动沿山坡上高山,大部分水蒸气在途中就变成雪粒,只有少部分水蒸气能够冲到山顶之上,幻化出美丽的白云图案,最终,在山的东边也变成冰雪落下。这是世界水塔—青藏高原水量的主要来源。其中,地球高速自转以及高高的山脉是水汽上升的主要动力来源。
太阳风流经地球时,地球就是一个庞大的障碍物。这时,地球的顶部区域就应该出现低压区。在浩瀚宽广的宇宙中,没有固定的方向,也就没有固定的前后左右上下的位置。我们以朝向太阳的位置为前,那么,地球就有了上、下、左、右四个顶部区域。其中,上下为很小的顶点区域;左(右)边区域几乎包括南北极之间的区域。这四个顶部区域都应该形成低压区,只不过由于南北极高纬度地区对流层较低,空气分子总量相对较少。因而受到太阳风的吹扫作用,产生的低压效果比较明显,引发下方空气上行的效果也比较明显。
太阳对地球每一处都能进行吹扫。但是,吹扫效果最明显的应该是5处:1)直射点以及周边区域;2)地球最上方;3)地球最下方;4)地球左边;5)地球右边。下面,我们就分析一下太阳吹扫这5处会带来什么样的效果。
1)直射点。太阳在地球上的直射点距离太阳最近。因此,在此处,太阳的的吹扫作用最强。这些能量与平流层反射回来的能量都作用在空气分子身上,甚至能够把分子击碎,形成原子、离子,并释放大量低速中微子。最终形成“原子裂变区”。
直射点区域形成的“原子裂变区”,处于大气层对流层顶端,能够推动平流层、对流层形成一个“压缩区”。即26-32千米的高空,空气“密度”为(99%-75%)/(32-26)=4%大气总量/千米。可见,在26-32千米的高空,空气“密度”竟然远远大于26千米以下的空气平均密度。在这个压缩区内,空气分子密度高,且运行速度高,温度也高,其形成的压强也高。仅仅密度1.38倍,就能产生1.38倍的压强。所以,这是一个“高压区”。之所以能够保持上下位置平衡,在于下方存在向上反射的平流层,上方存在向下作用的“原子裂变区”。一旦没有太阳的照射,“原子裂变区”消失,平流层的反射作用也随着消失,这些高密度的空气会在“重力”(以后再谈这个重力)的作用下,重新落回26千米以下。“原子裂变区”的跨度为70纬度。其边缘为南北纬度35度附近,因此,空气下落区域(在南北方向上)就在其边缘地区,即南北纬度30度左右。这就是大气循环低纬环流圈中,空气为何在南北纬度30度附近下落的原因之一。
“原子裂变区”产生的压强必然推动直射点区域的空气分别向上、下、左、右、前5个方向流动。向上则推动空气一直流向北极,向下则推动空气一直流向南极。这就是平流层能够流向南北极的动力来源。平流层流向南北极的速度取决于太阳在直射点产生的压强。向左即向西,与地球自转方向相反,对对流层的空气流动起到阻碍作用。向右即向东,与地球自转方向相同,对对流层的空气流动起到推动作用,加速了空气流动,即吹扫作用更明显。向前,即垂直吹向地表,形成猛烈的对流层。
总体来看,太阳在直射点区域的吹扫作用一方面能够推动对流层持续向南北极流动,另一方面能够沿“原子裂变区”的边缘(南北纬度30度左右)下落,是低纬环流的重要原因。另外,太阳在直射点的吹扫作用也是对流层空气分子向下运动的动力来源。
2)地球最上方。由于地球自转存在倾角,产生了太阳直射点在地球的南北回归线范围内活动的现象。同时,使得地球最上方的顶点不是北极点,而位于北纬66度左右的圆周上。太阳从地球上方水平扫过,必然会“带走”北纬66度上方大气层的空气,使得该区域大气层的对流层厚度进一步变薄,从而引发下方的空气上升,来填补空缺,吸引南北极的空气沿地面流向南北纬度66度的区域,形成了极地东风带。(物体从高纬度流向低纬度,必然向东偏转。)
3)地球最下方。同理,位于南纬66度左右的圆周上,太阳从地球下方水平扫过,使得该区域大气层的对流层厚度进一步变薄,从而引发南纬66度下方的空气上升,来填补空缺,最后高空形成大气循环的高纬环流,地面形成极地东风带。
4)地球左边。地球左边的位置范围很大,其变化范围为南北极之间,吹扫效果最好的位置应该是最左边的端点。因为地球左、右最外方的两个端点间的距离最长,这段距离内太阳吹扫的空气量最多。这些数量最多的空气顺着太阳的吹扫方向沿地表流向后方,最终分别从最左边或者最右边吹向地球后面的宇宙空间,对对最左边或者最右边的冲刷效果也最明显。
由于地球是倾斜的,因此,最左(右)边的端点也不是固定的,其在南北回归线之间移动。这也造成了太阳吹扫方向与地球最左边的自转方向不在同一条直线上。
太阳从地球左方扫过,必然推动该区域的空气分别向上、下、前三个方向流动。向上、下分别向南北极继续流动,而向前的气流,其变化比较复杂,我们简单分析一下。因为地球自转方向为逆时针方向,推动大气层的气体逆时针旋转。在地球左侧(从最左侧到直射点)形成的气流方向与太阳的吹扫方向总体上相反,其夹角为0到23.5度。冬至时节,地球自转形成的气流在上,太阳吹扫的气流在下,夹角为23.5度;春分、秋分时节,地球自转形成的气流与太阳吹扫的气流的方向相反,夹角为0度;夏至时节,地球自转形成的气流在下,太阳吹扫的气流在上,夹角为23.5度。
由于地球左侧两股空气流的方向大致相反,因此很容易形成空气的大量聚集,在高空形成类似逆时针气旋等高压气团。因此,地球左侧高空形成的高压气团,不利于其他地区的空气(比如南北极聚集的空气)流向左侧。
在夏至时节,地球的最左边即赤道上空于早晨产生的逆时针气旋缓慢且滞后会跟随地球的自转向东运行。中午时分,太阳照在北回归线,产生了半径跨度35-40纬度的“原子裂变”高温高压区,从北回归线一直到南纬12度左右,都笼罩在这个高压区内。而这些逆时针气旋由于跟随平流层向北移动的速度很慢,到中午时仍未远离赤道。在“原子裂变”高温高压的作用下,这些逆时针的气旋就会深入到大气层。或许,就是这些逆时针气旋促成了台风。如下图(后面再谈)



5)地球右边。同理,地球右边的位置范围很大,其变化范围为南北极之间,吹扫效果最好的位置应该是最右边的端点。最右边的端点也不是固定的,其在南北回归线之间移动。
太阳从地球右方扫过,必然推动该区域的空气分别向上、下、前三个方向流动。向上、下分别向南北极流动。太阳向前吹扫的方向与地球右边大气层向东运行的方向大致相同(具体参照太阳从地球左侧扫过),所以,太阳对地球右侧的吹扫作用效果比左侧吹扫的效果明显,很容易形成高空的低压区,引发下发空气的上升,从而在地面形成低压区。这个低压区,有利于其它地区的空气流向该处,特别是高纬度地区,比如南北极聚集的空气,很容易流向右侧。
通过分析,可以看出,太阳的吹扫最大的作用是形成了高纬度66度以上区域的高空形成低压区,引发了地面空气的上升,在地面形成低压区,引发地面两侧的空气(包括南北极汇集的空气和纬度30度-66度之间的地面空气),流向该地区,最终形成极地东风带和西风带。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-10 19:49:56 +0800 CST  
11.2.10.3.2探讨:太阳的吹扫作用效果与地球本身自转的效果的比较
在前文,我们分析到:理论上,地球的自转的拍打作用,能形成比较稳定的大气循环。在赤道地区,能够造成空气的上升。而太阳的吹扫作用形成的低压区,也会造成地球南北纬度66.74度附近的空气上升。那么,它们对下方空气的吸力作用效果那一个更大呢?也就是,谁对空气上升起到主要的作用呢?
从作用力的大小方面。我们没有这方面的数据。感觉是总体应该相差不大。
从地球大气层中的大气环流形成的最终结果来看,这两个效果略有差异。
我们分析道,在太阳的吹扫作用下,地球上、下、右端有三个地区的地面形成上升的气流,分别是:赤道、南纬66度,北纬66度左右。
以北半球为例,纬度0-66度的地面空气受到南北两个方向两个力的作用,这两个力都是由于压差形成的吸力。其一,受到流向南方赤道地区的吸力;其二,受到流向北方66度地区的吸力。如果这两个吸力大小相同的话,那么,它们能够形成势均力敌的相同势力范围,应该以33度为界,33度以南地区的地面空气流向赤道地区,33度以北地区流向北纬66度地区。由于33度的地面空气被快速吸走,该地区形成低压区,上方对流层、平流层的空气会下降,进行补缺。这就在北纬33度地区,形成了地球大气环流的第一个向地面流动的气流。
事实上,的确存在这样的一个大气环流,不过,它存在北纬30度地区。这或许说明,北纬66度地区形成的低压区要更低一些,产生的吸力要更大一些,所以它能够把更多的地面空气(包括从高空落向地面的空气)吸往自己所在的北方地区。
那么,从吹扫效果(包括地球自转产生的向上升力)来看,为何地球上端(南北纬度66度)的吹扫效果要比赤道地区的效果要好呢?
我们认为,其主要原因在于地球高纬度地区的对流层厚度薄,空气很容易被吹走,形成局部的低压区,与周边的起亚产生压差。赤道地区对流层较厚,空气不易被吹走,不易形成低压区,所以,吹扫效果要远远低于高纬度地区。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-11 19:46:17 +0800 CST  
11.2.10.3.3探讨:低纬度地区的信风带的形成的原因
我们在前文中分析道:假设地球没有倾斜的角度,也没有太阳的吹扫作用,赤道地区能够以最高的速度撞击空气分子,使空气上升,形成最厚实的对流层。同时,地面的赤道地区形成局部低压区,北纬5°—80°(假设80度)的地面空气便快速流向南边的赤道地区。高纬度的空气流向低纬度,如上面的分析,必然产生向西南的运动速度,这就是低纬度地区的地面、海面出现的东北信风。并且这个信风带位置固定,就是南(北)纬度5°—80°(假设值)之间。
当地球有了倾斜的角度,且又有了太阳的吹扫作用,情况就发生了变化。以北半球为例,最大的变化就是新出现了另一个气流上升区域(北纬66度),形成两雄争霸,各自划分势力范围,以北纬度30度为界。北纬30度以南,空气从高纬度流向赤道地区的低纬度,形成东北信风带。北纬30度以北,空气从低纬度流向高纬度北纬66度,形成西风带。

11.2.10.3.4探讨:中高纬度地区的西风带以及极地东风带的形成
以北半球为例。
在太阳的吹扫作用下,北纬66度左右的空气形成了上升气流,则地面会形成低压区,四周地面空气会流向该区域进行补充。
从南边,即低纬度(大约北纬35度左右)的空气流向该地区,属于从低纬度流向高纬度,则形成西南风,这就是中高纬度的西风带。
从北边,即高纬度,即北极点的空气流向该地区,属于从高纬度流向低纬度,则形成东北风,这就是极地东风带。

11.2.10.3.5探讨:地球大气层循环的形成
我们在前文中分析道:假设地球没有倾斜的角度,也没有太阳的吹扫作用,赤道地区能够以最高的速度撞击空气分子,使空气上升,形成最厚实的对流层。
从赤道到北极(南极)对流层的高度逐渐降低,赤道的空气就会向南北极扩散,最终从南北极下沉。这时,北半球地球大气层的环流只有1个,即气流从赤道上升,从北极点下降。
当地球有了倾斜的角度,且又有了太阳的吹扫作用,情况就发生了变化。最大的变化就是在北(南)纬66.74度出现了另一个气流上升区域,与赤道地区的上升气流形成两雄争霸,各自划分势力范围,以南北纬度30度为界。北纬30度以南,地面空气从高纬度流向赤道地区的低纬度,形成东北信风带;北纬30度以北,地面空气从低纬度流向高纬度,形成猛烈的西风带。
在高空,赤道地区上升的空气沿平流层流到北纬30度,大部分空气下沉,还有小部分继续流向北极,形成低纬度环流;从北纬66.74度上升的空气,在南边存在高高的对流层的情况下,不能向南逆行,或许一小部分向南边的低纬度地区流动,形成中纬度环流;大部分空气只能向对流层比较低矮的北边流动,即流向北极点,从北极点附近落回地面,形成高纬度环流。
这是或许就是大气层环流现状的主要原因吧。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-11 19:46:39 +0800 CST  
11.2.10.3.6猜测:太阳的吹扫作用会造成地球大气总量的减少
我们仔细分析太阳的吹扫作用,就会发现,太阳对地球的吹扫作用能够造成大气层的流失。流失的地点就在南极。
南极的空气受到从磁北极定向流出的中微子的撞击,增加了其动能、势能。这些来到高空的空气,还受到太阳的水平吹扫作用,这使得部分空气向右运行远离了地球。
这些远离地球的空气分子,受到宇宙中相对向下运行的中微子的撞击,从而向地球后方离去,彻底地离开了地球。
我们假设每千万年大气流失1%,那么,从上一次较大规模陨石撞击地球到现在,已经过去了6500万年。也就是说,现在的大气总量已经减少了6.5%。气温也应该比从前下降6.5%,即下降了(273+25)*6.5%=19.4度。如下图。
原来,我们的地球平均温度在一直缓慢的减少!!!



从计算结果来看,现在的地球平均温度应该比6500万年前降低20度左右。也就是说,6500万年以前,在较大规模陨石撞击地球之前,地球的平均温度很高,恐龙是生活在一个高温的环境中。大规模陨石撞击造成了地球自转速度降低,平均温度下降,利于冰川的形成,不利于冰川的融化。
或许,撞击后,地球的冰川就不再彻底融化,地球气温也不再巨幅变化。我们生活在一个温度变化幅度较小的舒适的时期。
如果地球大气果真持续流失,随着时间的推移,地球温度将逐步变低。或许,我们将面对一个冰封地球吧。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-11 19:47:18 +0800 CST  


11.2.10.4探讨:太阳吹扫作用的证据:南北极的大风和低温
11.2.10.4.1百度资料
百度资料:……南极内陆地面辐射冷却产生的近表层冷空气,沿高原斜坡向下流动而形成下降风,其分布形态决定了南极大陆近表层风场的主要特征。我国南极中山站全年均受下降风的强烈影响。夏季晴天时,中山站的下降风一般在傍晚开始出现,风速在午夜达到极值,在次日中午之前逐渐减弱,风速有显著的日循环特征。
本文选取南极中山站2010年1月的夏季下降风个例,使用常规地面气象观测资料和Polar WRF极地大气数值模式进行了分析研究。结果表明:中山站夏季夜间晴天出现偏东向的下降风时,近地面风速变化趋势与地面气温呈负相关,相关系数为-0.91。数值模拟发现,中山站下降风在距地面高度约100~150m之间时风速最大,约为15~21m/s。在下降风发生时,近地层大气存在逆温现象。下降风较强时,近地层逆温也较强,逆温层厚度约为200~300m,逆温强度约为4~6℃。在地面摩擦的作用下,中山站近地面下降风风向为东南,随着高度的增加,风向逆时针偏转,最终趋于与地形等高线平行。没有太阳直接辐射时,南极大陆地区存在持续的逆温层,逆温层的出现加强了下降风气流,随着逆温的增强,大风区逐渐西移,且面积不断增加。在夏季太阳辐射造成的逆温消失的短暂时间内,逆温时产生的下降风尚不能完全消失,由此形成了较稳定的风向空间分布特征。……

……南极洲的气候特点是酷寒、烈风和干燥。全洲年平均气温为-25℃,内陆高原平均气温为-56℃左右,极端最低气温曾达-89.8℃,为世界最冷的陆地。冬季极端气温很少低于-40℃,世界上最低的气温记录是-88.3℃,它便是1960年8月24日由前苏联的东方站测定的。
南极洲的风也是独具个性的。冷空气从大陆高原上沿着大陆冰盖的斜坡急剧下滑,形成近地表的高速风。风向不变的下降风将冰面吹蚀成波状起伏的沟槽, 全洲平均风速17.8米/秒,沿岸地面风速常达45米/秒,最大风速可达75米/秒以上,是世界上风力最强和最多风的地区。绝大部分地区降水量不足250毫米,仅大陆边缘地区可达500毫米左右。全洲年平均降水量为55毫米,大陆内部年降水量仅30毫米左右,极点附近几乎无降水,空气非常干燥,有“白色荒漠”之称。
南极洲的风力,因地而异。一般而言,海岸附近的风势最强,平均风速为17~18米/秒。东南极洲的 恩德比地沿海到阿黛利地沿岸一带的风力最强,风速可达40~50米/秒。据澳大利亚莫森站20年的统计资料,每年八级以上大风日就有300天,1972年,莫森站观测到的最大风速为82米/秒。法国的迪维尔站曾观测到风速达100米/秒的飓风,其风力相当于12级台风的3倍,这是迄今为止世界上记录到的最大风速。
南极洲还是地球上最干燥的大陆,几乎所有降水都是雪和冰雹。极地气旋从大陆以北顺时针旋转,以长弧形进入大陆,除西南极的低海拔地区以外,这些气流很难进入大陆内部。但是,在气旋经过的南极半岛末端(包括乔治王岛),年降水则特别丰富,可达900毫米。……

……南极洲奇观:“乳白天空”是极地的一种天气现象,也是南极洲的自然奇观之一。它是由极地的低温与冷空气相互作用而形成的。当阳光射到镜面似的冰层上时,会立即反射到低空的云层,而低空云层中无数细小的雪粒又像千万个小镜子将光线散射开来,再反射到地面的冰层上。如此来回反射的结果,便产生一种令人眼花缭乱的乳白色光线,形成白蒙蒙雾漫漫的乳白天空。这时,天地之间浑然一片,人和车辆、飞机仿佛融入浓稠的乳白色牛奶里,一切景物都看不见,方向难以判别。人的视线会产生错觉,分不清近景和远景,也分不清景物的大小。严重时还能使人头昏目眩,甚至失去知觉而丧命。
乳白色天空是极地探险家、科学家和极地飞行器的一个大敌。若遇到它,那是很危险的,正在滑雪的滑雪者会突然摔倒,正在行驶的车辆会突然翻车肇祸,正在飞行的飞机会失去控制而坠机殒命。这样的惨痛事件,在南极探险史和考察史上是屡见不鲜的。1958年,在埃尔斯沃恩基地,一名直升飞机驾驶员就因遇到这种可怕的坏天气,顿时失去控制而坠机身亡。1971年,一名驾驶LC---130大力神飞机的美国人,在距离特雷阿德利埃200公里的地方,遇到了乳白天空,突然失去联系,一直下落不明。 乳白天空虽然对人类在南极的活动构成危险,但只要事先进行有针对性的训练,有安全防范措施,也是可以避免的。一旦遇到它随即绕道躲开;正在野外活动的人和车辆则应呆在原地不动,注意保暖,耐心等待乳白天空的消失,或救援人员前来营救。……
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-12 19:54:26 +0800 CST  
11.2.10.4.2探讨:太阳吹扫作用的影响因素之一:距离
在前文,我们分析了太阳的吹扫作用。那么,影响太阳吹扫作用的因素有哪些呢?对地球的影响又体现在哪里呢?
我们认为,太阳发出的大量中微子是吹扫作用的执行者。这些中微子具有光速,因此,大量的中微子就会具有大量的动能。与其他物体,比如空气分子或者其它中微子、尘埃、杂质相撞,能够改变这些物体的运动速度(包括方向与大小),这就是我们所说的吹扫作用。如此看来,影响太阳吹扫作用的决定因素就是中微子传递过来的动能。
我们在前文分析了中微子的动能传递方式:弹性碰撞。因此从太阳发出的中微子的动能,能够按照原来的方向,一直传播到底的。
假设中微子在空间各向同性均匀分布,那么,任意瞬间,得到同一批从太阳中心发出的动能、速度(包括大小和方向)的中微子,能够形成一个同心圆。圆心为太阳。这就意味着太阳向外发射能量时,能量是以球型向外扩散。那么,在距离太阳为r的地方,其获得的能量E=E总/S球。
把球的表面积=4πr*r( r为球半径),代入上式,得到:
距离太阳为r 的地方,得到太阳的能量为E=E总/(4πr*r)
可见,距离太阳越远,得到的太阳能量就越小,其吹扫作用力就越小。
我们知道,地球的公转轨道不是圆形,大致是椭圆形。
百度:近日点、远日点
……地球绕太阳公转的轨道是一个椭圆,它的长直径和短直径相差不大,可近似为正圆。太阳就在这个椭圆的一个焦点上,而焦点是不在椭圆中心的,因此地球离太阳的距离,就有时会近一点,有时会远一点。1月初,地球离太阳距离最近,为1.471亿千米,这一点叫做近日点。
7月初地球离太阳最远,为1.52亿千米,这一点叫做远日点。事实上,当地球在近日点的时候,北半球为冬季,南半球为夏季,在远日点的时候,北半球为夏季,南半球为冬季。在近日点地球公转速度较快,在远日点较慢。对于农历而言,近日点附近是最难出现闰月的位置。
在近日点时,地球接受到的太阳辐射更强(距离近),地球整层大气平均温度在1月达到全年最高;但最低的温度并不是在远日点,而是在10月(偶尔也会在9月)。……
从百度资料来看,近日点、远日点的差距还是比较大的,也就是说,地球处于近日点时,得到的中微子能量要比远日点得到的中微子能量要大,因此,吹扫地球上或者下端时,在近日点的时候,太阳的吹扫作用效果要好一些。
通过分析,可以看出,影响太阳吹扫作用的因素之一就是地球距离太阳的远近。
百度资料,近日点,地球距太阳1.47亿千米。远日点地球距太阳1.52亿千米。即近日点为远日点的1.47/1.52=0.967倍。
那么近日点得到的能量就是远日点得到的能量的(1.52/1.47)*(1.52/1.47)=1.07倍。
根据压强公式P=E/V,即压强为单位体积内的能量。这里主要指中微子传递过来的的动能。这说明,在近日点时,太阳吹扫时形成的压强为远日点的1.07倍。高压强意味着较高的推力,那个把更多的空气分子吹走,形成更低的低压区。空气在压差的作用下进行定向流动,形成大风。
由此,我们进行推断,地球在近日点时(每年的1月份),受到太阳的吹扫作用力更大一些。
那么,吹扫作用力大,形成的风就大吗?
我们认为,不一定。
因为影响极地东风带风力的大小还有其它因素,我们下面再谈。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-12 19:54:41 +0800 CST  
11.2.10.4.3探讨:太阳吹扫作用的直接证据:南北极的大风
我们在前文分析了极地东风带的形成和特点:。
1)极地东风的动力来自于高空的高密度空气团具有的“势能”以及其具有的高压与地面低压区之间的压差。
高度越高,势能越大,下降后转换成的动能越大,风力越大。另外,高空空气团的压强越高,地面上由于太阳吹扫形成的低压越低,其压差越大,空气从高压流向低压的速度就越快,风力就越大。


2)极地东风带的风向偏东的原因是:南北极的高密度的空气团顺高纬度向低纬度流动时,由于地表各纬度的自转线速度不同,低纬度的地表向东自转线速度高,本地的空气向东运行的速度就高,所以,高纬度的空气流到低纬度时,其本身具备的向东的速度就要低于当地空气向东的流速。当地空气与地表向东自转的速度相同(因为当地空气向东的流速是地表拍打的结果,当空气向东的速度逐步变慢时,只要低于地表向东自转的速度,地表就会把空气拍打到前方,使其具有相同或者更高的向东的速度。长期的拍打、碰撞,使得空气与当地地表向东的速度相同),因而表现出相对静止的状态。外来的空气向东的速度慢,与地面不能保持同步向东运行,结果必然滞后,表现结果就是外来空气夹携着部分与之碰撞的当地空气相对地表向西运行,我们就看到了东风。
3)太阳吹扫作用对极地东风带影响极大。
首先,地面的低压区是太阳对高纬度较薄的大气层吹扫形成的。形成地面低压区后,才能与周边其他区域形成压差,才能形成定向流动的风;
其次,正面吹扫,会在高空(50千米)以直射点为圆心,半径35-40纬度,形成一个圆形区域,这就是前文提到的“原子裂变区”。“原子裂变区”造成了地球热带、温带、寒带三大气候带。
除了直射点照射区域,对于其他太阳可以照射到的大气层区域,太阳带来的中微子的动能也会造成不同程度的进行“压缩”。其结果就是该区域大气层下降,其具有的势能降低。当这些空气团从高空下落势能转换成动能时,转换形成的动能也就较低。
比如夏至时节,太阳一直照射到北极上空,将北极聚集的高密度空气往下压缩。这使得空气团具有的势能大大降低。太阳照射到北极的空气,虽然能够把部分动能传递给空气,但是,这部分空气大都会撞向地面,从而造成动能的损失。因而,北极上空的空气实际得到额外的能量很小(包括势能与动能),北极上空高密度大气团下降形成的极地东风的风力就要明显弱一些。“北极的风速一般不超过10米/秒,最高不超过15米/秒”。
再比如冬至时节,太阳一直照射到南极上空,所以,南极的12月左右,风力一般也不大。其主要原因是太阳的照射并没有使空气团得到有效的动能,反而降低了空气团的势能。
反而是晚上,没有太阳的照射,空气团的势能较高,因而形成的风较大。或许,这就是“夏季晴天时,中山站的下降风一般在傍晚开始出现,风速在午夜达到极值,在次日中午之前逐渐减弱”的原因。
第三,太阳的吹扫作用,能够给南极点带来源源不断的空气,使得极地东风能够持续下去。
比如,每年北半球的夏至时节,南半球就是冬季。此时,南极点周边形成极夜,处于长期的黑暗状态。此时,太阳在地球前方,地球最下方的位置是南纬66度左右,南极隐藏在其后。一方面,太阳不能直射到南极区,这使得南极上空汇集的高密度空气团的悬空高度很高,具有较大的动能;另一方面,太阳从地球最下方吹扫起来的空气,会落向隐藏在后面的南极点。由于时时刻刻都存在源源不断的空气落向南极点,所以,南极点上空能够汇集更多的空气,形成压强更高的高密度空气团。
4)地球磁场的作用造成了南北极风力相差巨大的结果
据资料:……就整体而言,北极地区的平均风速远不及南极,即使在冬季,北冰洋沿岸的平均风速也仅达到10米/秒。即使在冬季,15米/秒以上的疾风也比较少见。
我们通常所说的12级台风,风速达到32.6米/秒,可南极的狂风常常超过12级台风。杀伤力是12级台风的3倍。在南极半岛、罗斯岛和南极大陆内部,风速常常达到55.6米/秒以上,有时甚至达到83.3米/秒! 被人们称为"风库"。“法国的迪维尔站曾观测到风速达100米/秒的飓风”。
可见,相对于南极,北极的风速还是偏低不少。那么,地理位置几乎对称的南北极,为何空气流动的速度相差如此之多呢?
我们认为,这个现象正是地球磁场的作用结果。
我们在前文中分析到:地球磁场是中微子在地球中定向流动形成的。流动的方向:从地球的磁南极(地理位置的北极附近,北纬66度左右)流向地球的磁北极。
地球跟随太阳在宇宙中穿行。宇宙中的中微子从地球的前面穿过,从后面流出,这是一个很正常的结果。这就造成了中微子在地球中定向流动的结果,即我们认为的磁场。地球的磁南极位置不是固定的(以后再谈这个问题),总是处于地球的最上方,因此,其位置一直位于北纬66度(左右)的圆周上。磁南极不是一个点,应该是一个小半径的区域(或许,是一个半径数十,甚至上百公里的圆吧)。
中微子迎头撞向地球的前部-北极地区,同时,也对地球大气层中的空气分子起到拦截作用。这会把空气分子撞向地表,使得空气分子很难在高空大量聚集从而形成高压区。这就是北极地区风力弱小的原因。而在地球南极地区,中微子从地表窜出,流向地球前进的后方。这会把磁极附近区域的空气分子撞向高空,抬高了空气分子的高度,使其具有更大的动能。最后,当这些空气重新在南极地区汇集时,其具有的势能就会很高,从高空下降时,形成的风力就大。这也是南极会出现下降风的原因。
可见,一年之中,当太阳、磁北极、南极点依次三点一线时,太阳才能把更多的高空空气顺向推送到南极点上空,南极地区形成的风才最大。这个节气一年中只有一个,那就是夏至。其他时间段,太阳、磁北极、南极点三点不在一线(冬至除外),但是只要南极点处于磁北极的偏后方位置,还是有部分空气能够汇聚到南极点上空的。表现出的现象就是,南极地区的大风,大都在晚上其风力较大。
通过分析我们发现,由于中微子在南北极对空气的撞击作用方向不同,所以南北极产生的结果也截然不同。北极地区空气的势能降低,南极地区的势能增加,造成了南北极上方的空气具有的“势能”不同,因而势能转换成的动能也会不同 ,最终形成南北极极地东风的风力相差很大。
如下图。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-13 19:42:21 +0800 CST  
11.2.10.4.4探讨:南北极大风的周期性
地球每年绕着太阳周转一次。这样,太阳对地球不同地区的吹扫,也是每年一次。由吹扫作用形成的极地东风气候,也应该每年一循环,即南北极气候(包括大风、低温等)具有周期性,其周期为1年。那么, 各个地区在这一年中,什么时候受到的吹扫作用最强呢?什么时候最弱呢?
或许,低纬度地区,受到厚厚的对流层的阻拦,太阳的吹扫作用效果变化不太明显。高纬度地区,特别是南北极地区,太阳的吹扫作用,可以以极地东风的风力大小表现出来,能让我们清楚的看到太阳吹扫左右作用的效果。(北极地区的风力变化范围太小,我们还是观察风力变化较大的南极地区吧。)
那么,一年中,南极何时风力最大?何时风力最小呢?
从上文分析中,我们分析了极地东风风力大小的影响因素:
1)高压空气团的高度;
2)高压空气团的压力;
3)地面低压区的低压数值,即高低压之间的压差;
可见,要形成大风,主要考虑以下因素:
1)磁北极点的中微子的撞击力。在一年中地球磁场基本稳定,因而中微子的撞击力基本不变。即地球磁场影响在一年中基本没有变化;
当太阳爆发猛烈的太阳风时,宇宙间中微子数量以及动能会增加,流入地球的中微子的动能也会增加,中微子的撞击力增加,南极高压气团位置提高,极地东风风力变大。太阳风猛烈时,极地东风的风力会变大。这个推论,或许可以在南极地区进行实地验证;
2)太阳是否能够把磁北极中微子撞击产生的高势能空气吹扫到南极上空。这取决于太阳、磁北极点、南极点三者的位置关系。当三点一线,且南极点处于磁北极点后面时(比如6-22的夏至时节前后),太阳吹扫起来的高势能的空气才能够更多的汇集到南极上空,南极地区就出现较大的风力。当南极点处于磁北极点前面时(比如12-22的冬至时节前后),磁北极撞击到高空的高势能空气会被太阳吹向外太空,此时,就没有更多的高势能空气汇聚到南极上空,南极地区就不会出现较大的风力。
3)南极上空高压空气团的高度还取决于太阳的照射方向与南极点的垂直向上方向之间形成的夹角。太阳照射方向与南极点的垂直方向的能够相交的夹角,处于23.5-90度之间。如果呈23。5度,即12-22日的冬至时节,那么,空气团的高度就会最低。这时,形成的极地东风的风力就应该最小。如果呈90度,即2-22日的春分时节或者9-22日的秋分时节,那么,空气团的高度就不会降低。如果不能相交,即6-22日的夏至时节,南极上空的空气团的高度最高,形成的极地东风的风力就应该最大。
4)地面低压区的低压数值。地球是一个球体,地球站立在空间之中,直面从太阳发出的呼啸而来的中微子,其接触面是一个圆周。在这个圆周线中,上、下、左、右四个顶点处以及高纬度的圆周线上,太阳吹扫的作用效果最大,能够形成地面的低压区。南极汇集的高压空气就会流向右、下、左边这些低压区,形成南极极地东风。
地面低压区的位置,也决定了极地东风的形成和持续的时间。
比如在12月到1月期间,由于地球的自转,地球最右边的地表拍打空气的方向与太阳照射地球的方向基本相同,因此,地面低压区一般在地球的最右边出现。地球的最右边,就是傍晚日落时分,也就是说,高纬度地区每天的大风,基本上从日落时分开始形成。在夜间,地球继续自转,会从最右边逐步向最下方移动,此时,在该地区的地面继续形成低压区,南极上空的高压空气团会继续流向该地区,该地区的极地东风会一直持续。一直到该地球自转到地球的最左侧(即天亮后),该区域已不再处于最下方的边缘部分,脱离了太阳的吹扫控制,不再形成地面的低压区,南极的高压空气团就不再流向该地区,该地区白天的风力就逐步变小、变弱。
再比如,3-22日或者9-22日左右,地球的最下方是一条包含南极点的经线线段。只有最左边或者最右边时,才能形成地面的低压区,即只有在傍晚或者清晨时分,才会形成极地东风。由于高压空气团集中流向某一区域,有可能形成该区域局部的大风。
其它时间,该区域不处于地球边缘部分,不能形成地面的低压区,不能形成较大的极地东风。或许,只有风力较小的东风。
再比如,6-22日左右,地球的最下方的一段圆周都能够形成地面的低压区。因此,从最右边一直到转到最右边,即从傍晚到凌晨,都能形成极地东风。由于太阳吹扫起来的空气还能够落回南极,因此,这段时间内形成的风力较大。风大,意味着温度更低,或许,这可以用来解释“南极洲是地球上最冷的陆地。1960年8月,科学家在东方站曾测得-88.3℃的极端最低气温。”这个事实。

了解了极地东风的影响因素以及本身的特点,我们再来详细地分析一年中,理论上,南极风力大小的周期变化。
12月22日---3月22日,(北半球)冬至到春分时节。太阳照射方向与南极点的垂直向上方向之间形成的夹角,从23.5度到90度。说明,太阳压缩南极上空空气的力度逐步降低,即南极上空汇聚的高压空气团的高度逐步升高,恢复正常。因此,形成的风力应该逐步变大。
磁北极从处于南极点之后逐步变成与南极点同处于一条水平线,地球磁场对极地东风基本没有影响;
地球磁场吹到上空的空气也不利于汇集到南极点上空,也没有连续的空气流入南极上空,因此,南极上空的气压不会很高,其下降形成的风力不大;
总体来看,南极风力应该从最小值逐步变大。

3月22日---6月22日,(北半球)春分到夏至时节。太阳照射方向与南极点的垂直向上方向之间形成的夹角,从90度到不相交。南极高空的空气团高度从正常值继续慢慢升至最高,形成的风风力变大;
磁北极与南极点从同处于一条水平线慢慢变成3点一线,且南极处于磁北极之后。磁北极撞击形成的高势能空气能够逐步从右侧靠近、落向南极上空。
总体上,南极风力应该继续逐步变大,一直到最大。

6月22日---9月22日,(北半球)夏至到秋分时节。太阳照射方向与南极点的垂直向上方向之间形成的夹角,从不相交到90度。南极高空的空气团高度从最高逐步降至正常高度,风力变小;
磁北极与南极点从3点一线变成磁北极与南极点同处于一条水平线。磁北极撞击形成的高势能空气从全部落向南极上空,到逐渐从左侧偏离南极上空。总体上,南极风力应该由最大,逐步变小。

9月22日---12月22日,(北半球)秋分到冬至时节。太阳照射方向与南极点的垂直向上方向之间形成的夹角,从90度到23.5度。南极高空的空气团高度从正常高度降至最低,风力变小;
磁北极与南极点从磁北极与南极点同处于一条水平线变成3点一线,且磁北极处于南极点之后。磁北极撞击形成的高势能空气依然不能落向南极上空。
总体来看,南极东风的风力,夏至最大,冬至最小,春分与秋分季节居中。由于地球的倾斜,春分季节时太阳对地球的吹扫作用方向有利于低纬度的空气流向南极。因此,南极汇聚的空气团压力稍高,形成的东风风力比秋分的东风风力稍大。如下图。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-14 19:42:34 +0800 CST  

11.2.10.4.4探讨:南北极气候特点的解释
1、南北极的的大风
通过上文的分析,可以看出,南北极大风的形成原因:高纬度地区薄薄的大气层在太阳的吹扫作用下,形成高空低压区,引发地面空气的上升,随之形成地面的低压区。南北极汇集的高密度高压空气团就会流向地面的低压区,形成了极地东风。极地东风从南北极点掠过,形成南北极地区的大风。
2、南极比北极的风力大
南极风大的原因在于从磁北极定向流出的中微子向外的撞击,抬高了南极上空的空气,增加了这些空气的势能。当这些空气下降形成风时,转换成的动能就大,风力就强。
3、南北极的低温
当空气以高速定向流动时,对侧向的动能减少。其对应的压强低、温度也低。我们在侧向测量到的只是空气流周边的空气分子具备的较低动能,甚至,我们在高速气流当中,也不能测得高温。因为测量仪本质上还是处于一个个空气分子的旁边,我们还是测不到大部分空气分子向前的动能。
4、南极的“乳白天空”
“乳白天空”是极地的一种天气现象,也是南极洲的自然奇观之一。它是由极地的低温与冷空气相互作用而形成的。当阳光射到镜面似的冰层上时,会立即反射到低空的云层,而低空云层中无数细小的雪粒又像千万个小镜子将光线散射开来,再反射到地面的冰层上。如此来回反射的结果,便产生一种令人眼花缭乱的乳白色光线,形成白蒙蒙雾漫漫的乳白天空。
可见,“乳白天空”的现象是因为低空云层中存在着的无数细小的雪粒。之所以这些小雪粒悬空做布朗运动,就在于南极的磁场。中微子从南极穿出,撞向外太空,给了这些小雪粒一个向上的作用力,使它们能够长期处于里的平衡状态而悬浮在空中。造成了“乳白天空”的现象。北极地区空气(包括小的雪粒)在“重力”吸引的作用下迅速撞向地面,不会长时间停留在空中,因而不会发生“乳白天空”的现象。。
5、我国南极中山站观测的“风速有显著的日循环特征”
百度资料:我国南极中山站全年均受下降风的强烈影响。夏季晴天时,中山站的下降风一般在傍晚开始出现,风速在午夜达到极值,在次日中午之前逐渐减弱,风速有显著的日循环特征。
从上文分析可以看出,南极东风就是太阳每天的吹扫作用的结果。所以,每天,本地的风速随太阳的吹扫地球的地点、方向(角度)不同而变化。
午夜时,太阳、地面低压处、南极点依次基本处于3点一线,有利于空气在太阳的吹扫作用下汇聚到南极,也有利于南极高压空气团流向低压区,所以,午夜时形成的东风风力就大。
6、中纬度西风带上空多气旋的原因
南半球的西风带也被称为西风暴。该地区长年西风呼啸,海面上空气旋一个接着一个,连续不断。那么,这些气旋怎样形成的呢?
我们认为,这与南极的极地东风有关。
极地东风从南极高空的高压空气团下降,沿地面流向低压区。这些远超12级台风的超强大风流到低压区后,继续前进,进入低于66度的中纬度地区。从30度-66度是强大的西风作用区,空气沿海面上流向高纬度66度地区。由于地球向东自转,低纬度的空气具有更高的向东的速度,因此,这些空气越向高纬度运行,与高纬度空气在向东方向的速度上差值越大,这些空气就会以超过当地空气很高的速度向东运行,我们就看到了西风。
同理,从南极吹向低纬度的极地东风,会不断的滞后当地的空气向东运行的速度,我们就看到了东风。
或许,在55度(估计值)-66度这个区域,上方有极地东风向西南运行,海面上有西风向东北运行。这两股强大的气流在西风带的上空交汇,互相碰撞、纠缠,形成一个接一个的气旋。极地东风、西风不停止,气旋就一直存在。



11.2.10.6猜测:太阳吹扫作用与台风存在关联关系
通过分析,我们可以看出,太阳的吹扫作用主要有3个作用:
1)直射点区域在平流层的反射左右的共同作用下,形成半径跨度70-80纬度的“原子裂变区”,引发闪电和极光,并进一步推动平流层分别流向南北极;
2)作用于地球最边缘高纬度地区,比如南北纬度66度附近,以及南北回归线之间,能够形成大气层上方的低压区,造成地面气流的上升;
3)作用于地球最边缘低纬度地区,比如南北回归线之间,能够在地球左侧的赤道上空形成逆时针气旋。
我们来看看台风,台风是一个气旋,是一个具有很大向上升力的气旋。这与太阳吹扫作用形成的地面空气上升的结果基本相同。那么,它们之间有关系吗?
从资料来看,“台风大多数发生在南、北纬度的5°~20°,尤其是在10°~20°占到了总数的65%”。这个地区范围与太阳在地球侧面的吹扫效果较大的范围-南北回归线之间几乎相同。
上文我们分析了:6-22日的夏至,南极形成的东风风力最大。风速常常达到55.6米/秒以上,有时甚至达到83.3米/秒!那么,这股远超台风(12级强台风,风速可达到32.6米/秒)的强风从高纬度地区刮起来,有何后果呢?
我们认为,这股比台风还强的风不会很快静悄悄地消失,除了造成西风暴外,一定会产生较大的后果。那么,在6月份,地球上有何剧烈的天气变化呢?每年6月份,北半球就会产生台风,那么,这些台风与极地强大的东风有关联吗?台风与太阳的吹扫作用,在性质、时间、地点上存在高度重叠的。那么,台风与太阳的吹扫有关系吗?台风是由于太阳的吹扫作用而引发的吗?

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-15 19:44:47 +0800 CST  

11.2.11台风
11.2.11.1百度:台风
台风是赤道以北,日界线以西,亚洲太平洋国家或地区对热带气旋的一个分级。在气象学上,按世界气象组织定义,热带气旋中心持续风速达到12级(即64节或以上、每秒32.7米或以上,又或者每小时118公里或以上)称为飓风。世界气象组织及日本气象厅均以此为热带气旋的最高级别,但部分气象部门会按需要而设立更高级别,如中国中央气象台及香港天文台之强台风、超强台风,以及美国联合台风警报中心的超级台风。
广义上而言,“台风”这个词并非一种热带气旋强度。日本等将中心持续风速每秒17.2米或以上的热带气旋(包括世界气象组织定义中的热带风暴、强热带风暴和台风)均称台风。在非正式场合,“台风”甚至直接泛指热带气旋本身。当西北太平洋的热带气旋达到热带风暴的强度,区域专责气象中心(RSMC)日本气象厅会对其编号及命名,名称由世界气象组织台风委员会的14个国家和地区提供。
据美国海军的联合台风警报中心统计,1959年至2004年间西北太平洋及南海海域的台风发生的个数与月份,平均每年有26.5个台风生成,出现最多台风的月份是8月,其次是7月和9月。科学家曾估算,一个中等强度的台风所释放的能量相当于上百个氢弹、或10亿吨黄色炸药所释放能量的总和。
11.2.11.1.1分类
过去我国习惯称形成于26℃以上热带洋面上的热带气旋为台风,按照其强度,分为六个等级:热带低压、热带风暴、强热带风暴、台风、强台风和超强台风。自1989年起,我国采用国际热带气旋名称和等级划分标准。
国际惯例依据其中心附近最大风力分为:
热带低压,最大风速6~7 级,(10.8~17.1 m/s);
热带风暴,最大风速8~9 级,(17.2~24.4m/s);
强热带风暴,最大风速10~11 级,(24.5~32.6m/s);
台风,最大风速12~13级,(32.7~41.4m/s);
强台风,最大风速14~15级(41.5~50.9m/s);
超强台风,最大风速≥16级(≥51.0m/s)。
11.2.11.1.2名字由来
《科技术语研究》2006年第8卷第2期刊登了王存忠《台风名词探源及其命名原则》一文,文中论及“台风一词的历史沿革”。作者认为:在古代,人们把台风叫飓风,到了明末清初才开始使用“台风”这一名称,作为寒潮大风或非台风性大风的统称。
关于“台风”的来历,有两类说法。第一类是“转音说”,包括三种:一是由广东话“大风”演变而来;二是由闽南话“风台”演变而来;三是荷兰人占领台湾期间根据希腊史诗《神权史》中的人物泰丰Typhoon命名。第二类是“源地说”,由于台湾位于太平洋和南海大部分台风北上的路径要冲,很多台风都是穿过台湾海峡进入大陆的,所以称为台风。“台风”是音译词,英文中typhoon是根据中文粤语发音toi fong音译至英文,再进入普通话词汇中的。
typhoon在美语中指发生在西太平洋或印度洋的热带暴风。若追溯其语源,也许很少有单词能像typhoon 一样表明汉语、阿拉伯语、东印度语和希腊语的多国语言背景。希腊单词typhon 既是风神的姓名又是意为“旋风,台风”的普通名词,被借入到阿拉伯语(就象在中世纪时许多希腊语单词进入阿拉伯语一样,那时,阿拉伯人的学问保存了古典的风格,同时在把它传向欧洲时又有所扩充)。Tufan,希腊语的阿拉伯语形式,传入到了印度人使用的语言,11世纪时讲阿拉伯语的穆斯林入侵者在印度定居下来。这样,阿拉伯语单词的衍生,从印度语言进入英语(最早记载于1588年),并以如touffon和 tufan的形式出现于英语中,最先特指印度的猛烈风暴。在中国,给了热带风暴的另一个单词-台风。汉语单词的广东语形式toi fung同我们的阿拉伯语借用词相近,最早以tuffoon 的形式于1699年载入英语,各种形式合并在一起最后变成了typhoon。
台风和飓风都是一种热带气旋,只是发生地点不同,叫法不同,在北太平洋西部、国际日期变更线以西,包括南中国海和东中国海称作台风;而在大西洋或北太平洋东部的热带气旋则称飓风,也就是说在美国一带称飓风,在菲律宾、中国、日本一带叫台风;如果在南半球,就叫作旋风。
(1)指亚洲太平洋及南中国海海域的热带气旋。
(2)台风是产生于热带洋面上的一种强烈热带气旋。
(3)随着发生地点、时间和叫法不同
①在西北太平洋(日界线以西)包括南中国海范围内发生的热带气旋称为“台风”;比如在东亚、东南亚一带就称为“台风”。
②而在大西洋或北太平洋中部和东部的热带气旋则称“飓风”。也就是说,台风在欧洲、北美一带称“飓风”。
③在菲律宾被称作“碧瑶风”。
④在孟加拉湾地区被称作“气旋性风暴”。
⑤在印度半岛被称作“热带气旋”。
⑥在澳洲被称作“畏来风”。
⑦在墨西哥人则称之为“鞭打”。
⑧在南半球则称“旋风”。
(4)台风过境常伴随着大风和暴雨或特大暴雨等强对流天气。风向在北半球地区呈逆时针方向旋转(在南半球则为顺时针方向)。在天气图上,台风的等压线和等温线近似为一组同心圆。台风中心为低压中心,以气流的垂直运动为主,风平浪静,天气晴朗;台风眼附近为漩涡风雨区,风大雨大。
有史以来强度最高、中心附近气压值最低的台风,是超强台风泰培,日本1979年的大范围洪灾就是由这个台风造成的。
台风的成因是地面温度高,气流上升,海面风和水蒸气由于比重大,沿地面补充地面空气,海面温度低吸收地面上升的空气、水蒸气补充空间,由于海面大,温差小,海面上空聚集水蒸气多,降雨范围广,水蒸气结水时体积缩小,周围水蒸气补充便形成大风。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-16 19:48:47 +0800 CST  
11.2.11.1.3形成原因
台风发源于热带海面,那里温度高,大量的海水被蒸发到了空中,形成一个低气压中心。随着气压的变化和地球自身的运动,流入的空气也旋转起来,形成一个逆时针旋转的空气漩涡,这就是热带气旋。只要气温不下降,这个热带气旋就会越来越强大,最后形成了台风。
11.2.11.1.4特点
台风源地,指经常发生台风的海区,全球台风主要发生于8个海区。其中北半球有北太平洋西部和东部、北大西洋西部、孟加拉湾和阿拉伯海5个海区,而南半球有南太平洋西部、南印度洋西部和东部3个海区。从每年台风发生数及其占全球台风总数的百分率的区域分布图中可以看到,全球每年平均可发生62个台风,大洋西部发生的台风比大洋东部发生的台风多得多。其中以西北太平洋海区为最多(占36%以上),而南大西洋和东南太平洋至今尚未发现有台风生成。西北太平洋台风的源地又分三个相对集中区:菲律宾以东的洋面、关岛附近洋面和南海中部。在南海形成的台风,对我国华南一带影响重大。
台风大多数发生在南、北纬度的5°~20°,尤其是在10°~20°占到了总数的65%。而在20°以外的较高纬度发生的台风只占13%,发生在5°以内赤道附近的台风极少,但偶尔还是有的,如福建省气象台就发现1970~1971这两年中,西北太平洋共有3个台风发生在5°N以南区域。据近十多年来卫星资料的分析,发展成台风的扰动云团,在几天前即可发现,所以实际上扰动的初始位置比以前发现的位置偏东。如北大西洋上,以前认为发展成台风的初始扰动大多数产生在大洋的中部,而有人根据云图分析,认为每年有三分之二台风的扰动起源于非洲大陆。这些扰动一般表现为倒V形或旋涡状云型,它们沿东风气流向西移动,到达北大西洋中部和加勒比海时,便发展成台风。北太平洋西部和南海台风的初始扰动位置,也要比以前发现的位置偏东。
台风根据近几年来台风发生的有关资料表明,台风发生的规律及其特点主要有以下几点:一是有季节性。台风(包括热带风暴)一般发生在夏秋之间,最早发生在五月初,最迟发生在十一月。二是台风中心登陆地点难准确预报。台风的风向时有变化,常出人预料,台风中心登陆地点往往与预报相左。三是台风具有旋转性。其登陆时的风向一般先北后南。四是损毁性严重。对不坚固的建筑物、架空的各种线路、树木、海上船只,海上网箱养鱼、海边农作物等破坏性很大。五是强台风发生常伴有大暴雨、大海潮、大海啸。六是强台风发生时,人力不可抗拒,易造成人员伤亡。
中国把进入东经150度以西、北纬10度以北、近中心最大风力大于8级的热带低压、按每年出现的先后顺序编号,这就是我们从广播、电视里听到或看到的“今年第×号台风(热带风暴、强热带风暴)”。
夏季是台风的高发季节。台风过后,会平静一段时间,但不久台风将会反方向再度横扫。台风登陆的定义,是“台风中心整体移动到陆地上”。也就是说,台风中心在什么地点登陆,就称“台风在某地登陆”。因为台风不一定有台风眼,所以说台风眼到达陆地的说法是不准确的。
11.2.11.1.5台风结构
台风是一个强大而具破坏力的气旋性漩涡,发展成熟的台风,其底层按辐合气流速度大小分为三个区域:①外圈,又称为大风区。自台风边缘到涡旋区外缘,半径约200~300km,其主要特点是风速向中心急增,风力可达6级以上;②中圈,又称涡旋区。从大风区边缘到台风眼壁,半径约在100km,是台风中对流和风、雨最强烈区域,破坏力最大;③内圈,又称台风眼区。半径约5~30km。多呈圆形,风速迅速减小或静风。
台风内各种气象要素和天气现象的水平分布可以分为外层区(包括外云带和内云带)、云墙区和台风眼区三个区域;铅直方向可以分为低空流入层(大约在1公里以下)、高空流出层(大致在10公里以上)和中间上升气流层(1公里到10公里附近)三个层次(图1台风结构示意图)。在台风外围的低层,有数支同台风区等压线的螺旋状气流卷入台风区,辐合上升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带和内云带;相应云系有数条螺旋状雨带。卷入气流越向台风内部旋进,切向风速也越来越大,在离台风中心的一定距离处,气流不再旋进,于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心的高耸云墙,组成云墙的积雨云顶可高达19公里,这就是云墙区。
台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴雨发生在云墙区,所以云墙区是最容易形成灾害的狂风暴雨区。当云墙区的上升气流到达高空后,由于气压梯度的减弱,大量空气被迫外抛,形成流出层,而小部分空气向内流入台风中心并下沉,造成晴朗的台风中心,即台风眼区。台风眼半径约在10~70公里之间,平均约25公里。云墙区的潜热释放增温和台风眼区的下沉增温,使台风成为一个暖心的低压系统。
台风在低层主要是流向低压的流入气流。由于角动量平衡,在内区可产生很强的风速,在高层是反气旋的流出气流。上下层环流之间通过强上升运动联系起来,这是台风环流的主要特征。台风中最暖的温度是由下沉运动造成的,它出现在眼壁内边缘以内,这里有最强的下沉运动。在台风低层最大风速半径处,辐合最强,最大风速值半径的大小随高度变化甚小,并处于眼壁之中。
11.2.11.1.6台风能量
台风结构的不对称性也是人们注意的特点。分析表明,无论是在台风内区和外区都有明显的不对称性,这种不对称性对于台风发展和动量及动能的输送等有重要的作用。天气尺度的台风是大气中很强的动能源,因而对大气环流的变化和维持应有重要的影响,这个问题已经引起了人们的注意。在能量问题上还有人指出,角动量的水平涡旋输送在台风外区很重要;另外,在外区动量的产生和输送也很重要,它们在台风能量收支中不应加以忽略,这些都与台风的不对称性有关。
台风眼




台风中心叫台风眼,以其为同心圆由内向外分别是旋涡风雨区和外围大风区。台风眼的形成, 系由于台风内的风是反时针方向吹动,使中心空气发生旋转,而旋转时所造成之离心力,与向中心旋转吹入之风力互相平衡抵消,而使强风不能再向中心聚合, 因此形成台风中心数十公里范围内的无风现象,而且因为有空气下沉增温现象, 导致云消雨散而成为台风眼。
11.2.11.1.7生命周期
孕育阶段:经过太阳一天的照射,海面上形成了强盛的积雨云,这些积雨云里的热空气上升,周围较冷空气源源不绝的补充进来,再次遇热上升,如此循环,使得上方的空气热,下方空气冷,上方的热空气里的水汽蒸发扩大了云带范围,云带的扩大使得这种运动更加剧烈。经过不断扩大的云团受到地转偏向力影响,逆时针旋转起来(在南半球是顺时针),形成热带气旋,热带气旋里旋转的空气产生的离心力把空气都往外甩,中心的空气越来越稀薄,空气压力不断变小,形成了热带低压—台风初始阶段。
发展(增强)阶段:因为热带低压中心气压比外界低,所以周围空气涌向热带低压,遇热上升,供给了热带低压较多的能量,超过输出能量,此时,热带低压里空气旋转更厉害,中心最大风力升高,中心气压进一步降低。等到中心附近最大风力达到一定标准时,就会提升到更高的一个级别,热带低压提升到热带风暴,再提升到强热带风暴、台风,有时能提升到强台风甚至超强台风,这要看能量输入与输出比决定,输入能量大于输出能量,台风就会增强,反之就会减弱。
成熟阶段:台风经过漫长的发展之路,变得强大,具有了造成灾害的能力,如果这时登陆,就会造成重大损失。
消亡阶段:台风消亡路径有两个,第一个是:台风登陆陆地后,受到地面摩擦和能量供应不足的共同影响,台风会迅速减弱消亡,消亡之后的残留云系可以给某地带来长时间强降雨。第二个是:台风在东海北部转向,登陆韩国或穿过朝鲜海峡之后,在日本海变性为温带气旋,变性为温带气旋后,消亡较慢。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-16 19:49:46 +0800 CST  
11.2.11.1.8相关编号命名
人们对台风的命名始于20世纪初,据说,首次给台风命名的是20世纪早期的一个澳大利亚预报员,他把热带气旋取名为他不喜欢的政治人物,借此,气象员就可以公开地戏称它。
在西北太平洋,正式以人名为台风命名始于1945年,开始时只用女人名,以后据说因受到女权主义者的反对,从1979年开始,用一个男人名和一个女人名交替使用。直到1997年11月25日至12月1日,在香港举行的世界气象组织(简称WMO)台风委员会第30次会议决定,西北太平洋和南海的热带气旋采用具有亚洲风格的名字命名,并决定从2000年1月1日起开始使用新的命名方法。
新的命名方法是事先制定的一个命名表,然后按顺序年复一年地环循重复使用。命名表共有140个名字,分别由WMO所属的亚太地区的柬埔寨、中国、朝鲜、香港、日本、老挝、澳门、马来西亚、密克罗尼西亚、菲律宾、韩国、泰国、美国以及越南等14个成员国和地区提供,每个国家或地区提供10个名字。这140个名字分成10组,每组的14个名字.按每个成员国英文名称的字母顺序依次排列,按顺序循环使用,即西北太平洋和南海热带气旋命名表,同时,保留原有热带气旋的编号。特点是:每个名字不超过9个字母;容易发音;在各成员语言中没有不好的意义;不会给各成员带来任何困难;不是商业机构的名字;选取的名字应得到全体成员的认可,如有任何一成员反对,这个名称就不能用作台风命名。
台风在危害人类的同时,也在保护人类。台风给人类送来了淡水资源,大大缓解了全球水荒。一次直径不算太大的台风,登陆时可带来30亿吨降水。另外,台风还使世界各地冷热保持相对均衡。赤道地区气候炎热,若不是台风驱散这些热量,热带会更热,寒带会更冷,温带也会从地球上消失。一句话,台风太大太多不行,没有也不行。
浏览台风命名表,已很少用人名,大多使用了动物、植物、食品等的名字,还有一些名字是某些形容词或美丽的传说,如玉兔、悟空等。“杜鹃”这个名字是中国提供的。就是我们熟悉的杜鹃花;“科罗旺”是柬埔寨提供的,是一种树的名字:“莫拉克”是泰国提供的,意为绿宝石:“伊布都”是菲律宾提供的名字,意为烟囱或将雨水从屋顶排至水沟的水管。
台风的实际命名使用工作由日本气象厅东京区域专业气象中心负责,当日本气象厅将西北太平洋或南海上的热带气旋确定为热带风暴强度时,即根据列表给予名称,并同时给予一个四位数字的编号。编号中前两位为年份,后两位为热带风暴在该年生成的顺序,例如,0704即2007年第4号热带风暴。
根据规定,一个热带气旋在其整个生命过程中无论加强或减弱,始终保持名字不变。如0704号热带风暴、强热带风暴和台风,其英文名均为“Man-Yi”,中文名为“万宜”。为避免一名多译造成的不必要的混乱,中国中央气象台和香港天文台、中国澳门地球物理暨气象台经过协商,已确定了一套统一的中文译名。这些名字大都出自提供国和地区家喻户晓的传奇故事等。中国提供的名字是:“龙王”、“玉兔”、“风神”、“杜鹃”、“海马”、“悟空”、“海燕”、“海神”、“电母”和“海棠”。
一般情况下,事先制定的命名表按顺序年复一年地循环重复使用,但遇到特殊情况,命名表也会做一些调整,如当某个台风造成了特别重大的灾害或人员伤亡而声名狼藉,成为公众知名的台风后.为了防止它与其它的台风同名,台风委员会成员可申请将其使用的名称从命名表中删去,也就是将这个名称永远命名给这次热带气旋,其他热带气旋不再使用这一名称,比如说“海燕 ”。当某个台风的名称被从命名表中删除后,台风委员会将根据相关成员的提议,对热带气旋名称进行增补。
从2000年1月1日起,中国中央气象台发布热带气旋警报时,除使用热带气旋编号外,还使用热带气旋名字。此前,我国一直采用热带气旋编号办法。
台风委员会第47届年度会议公布于上届会议上除名的Rammasun(中文译名:威马逊),替代名称为Bualoi(中文译名:博罗依)。此次会议将“Soudelor”“Mujigae”“Koppu”“Melor”(中文译名分别为:“苏迪罗”、“彩虹”、“巨爵”、“茉莉”)永久除名,替代名称将于2017年的第49届会议上公布。
11.2.11.1.9利弊
台风好处:
在我国沿海地区,几乎每年夏秋两季都会或多或少地遭受台风的侵袭,因此而遭受的生命财产损失也不小。作为一种灾害性天气,可以说,提起台风,没有人会对它表示好感。然而,凡事都有两重性,台风是给人类带来了灾害,但假如没有台风,人类将更加遭殃。科学研究发现,台风对人类起码有如下几大好处:
其一,台风为人们带来了丰沛的淡水。台风给中国沿海、日本海沿岸、印度、东南亚和美国东南部带来大量的雨水。
其二,靠近赤道的热带、亚热带地区受日照时间最长,干热难忍,如果没有台风来驱散这些地区的热量,那里将会更热,地表沙荒将更加严重。同时寒带将会更冷,温带将会消失。我国将没有昆明这样的春城,也没有四季长青的广州,“北大仓”、内蒙古草原亦将不复存在。
其三,台风最高时速可达200公里以上,所到之处,摧枯拉朽。这巨大的能量可以直接给人类造成灾难,但也全凭着这巨大的能量流动使地球保持着热平衡,使人类安居乐业,生生不息。
其四,台风还能增加捕鱼产量。每当台风吹袭时翻江倒海,将江海底部的营养物质卷上来,鱼饵增多,吸引鱼群在水面附近聚集,渔获量自然提高。
台风除了给登陆地区带来暴风雨等严重灾害外,也有一定的好处。
据统计,包括我国在内的东南亚各国和美国,台风降雨量约占这些地区总降雨量的1/4以上,因此如果没有台风这些国家的农业困境不堪想象;此外台风对于调剂地球热量、维持热平衡更是功不可没,众所周知热带地区由于接收的太阳辐射热量最多,因此气候也最为炎热,而寒带地区正好相反。由于台风的活动,热带地区的热量被驱散到高纬度地区,从而使寒带地区的热量得到补偿,如果没有台风就会造成热带地区气候越来越炎热,而寒带地区越来越寒冷,自然地球上温带也就不复存在了,众多的植物和动物也会因难以适应而将出现灭绝,那将是一种非常可怕的情景。
台风灾害:
台风是一种破坏力很强的灾害性天气系统,但有时也能起到消除干旱的有益作用。其危害性主要有三个方面:
①大风。热带气旋达台风级别的中心附近最大风力为12级以上。
②暴雨。台风是带来暴雨的天气系统之一,在台风经过的地区,可能产生150~300mm降雨,少数台风能直接或间接产生1000mm以上的特大暴雨,如(间接)1975年第3号热带气旋登陆后倒槽在河南南部产生的特大暴雨,打破了部分地区的降雨记录(河南75.8事件)。
③风暴潮。一般台风能使沿岸海水产生增水,江苏省沿海最大增水可达3m。“9608”和“9711”号台风增水,使江苏省沿江沿海出现超历史的高潮位。
台风过境时常常带来狂风暴雨天气,引起海面巨浪,严重威胁航海安全。台风登陆后带来的风暴增水可能摧毁庄稼、各种建筑设施等,造成人民生命、财产的巨大损失。
11.2.11.1.10防台
居民及时收听、收看或上网查阅台风预警信息,了解政府的防台行动对策。关紧门窗,紧固易被风吹动的搭建物。从危旧房屋中转移至安全处。处于可能受淹的低洼地区的人要及时转移。检查电路、炉火、煤气等设施是否安全。幼儿园、小中学校应采取暂避措施,必要时停课。露天集体活动或室内大型集会应及时取消,并做好人员疏散工作。
海上
台风来临前,船舶应听从指挥,立即到避风场所避风。万一躲避不及或遇上台风时,应及时与岸上有关部门联系,争取救援。等待救援时,应主动采取应急措施,迅速果断地采取离开台风的措施,如停(滞航)、绕(绕航)、穿(迅速穿过)。强台风过后不久的风浪平静,可能是台风眼经过时的平静,此时泊港船主千万不能为了保护自己的财产,回去加固船只。有条件时在船舶上配备信标机、无线电通讯机、卫星电话等现代设备。在没有无线电通讯设备的时候,当发现过往船舶或飞机,或与陆地较近时,可以利用物件及时发出易被察觉的求救信号,如堆“SOS”字样,放烟火,发出光信号、声信号,摇动色彩鲜艳的物品等。
防抗
加强台风的监测和预报,是减轻台风灾害的重要的措施。对台风的探测主要是利用气象卫星。在卫星云图上,能清晰地看见台风的存在和大小。利用气象卫星资料,可以确定台风中心的位置,估计台风强度,监测台风移动方向和速度,以及狂风暴雨出现的地区等,对防止和减轻台风灾害起着关键作用。当台风到达近海时,还可用雷达监测台风动向。建立城市的预警系统,提高应急能力,建立应急响应机制。还有气象台的预报员,根据所得到的各种资料,分析台风的动向,登陆的地点和时间,及时发布台风预报,台风紧报或紧急警报,通过电视,广播等媒介为公众服务,让沿海渔船及时避风回港,同时为各级政府提供决策依据,发布台风预报或警报是减轻台风灾害的重要措施。
台风的防范方法有:1.关紧窗户。2.把晾在外面的东西收进来。3.如果你在外面,找高大的建筑物躲避,以免被强大的台风吹走。4.不要站在危险的地方,如:较细的物体。
安全事项
尽量不要出门,并且保持镇静,一定要出行建议乘坐火车。在航空、铁路、公路三种交通方式中,公路交通一般受台风影响最大。如果一定要出行,建议不要自己开车,可以选择坐火车。
请尽可能远离建筑工地
居民经过建筑工地时最好稍微保持点距离,因为有的工地围墙经过雨水渗透,可能会松动;还有一些围栏,也可能倒塌;一些散落在高楼上没有及时收集的材料,譬如钢管、榔头等,说不定会被风吹下;而有塔吊的地方,更要注意安全,因为如果风大,塔吊臂有可能会折断。还有些地方正在进行建筑立面整治,人们在经过脚手架时,最好绕行,不要往下面走。
保持消息畅通。注意广播或电视里的天气情况播报。准备一个可以用电池的收音机(还有备用电池)以防断电。
准备蜡烛和手电筒。储备食物,饮用水,电池和急救用品。
固定或收回屋外、阳台上的一切可移动物品,包括玩具、自行车、家具、植物等等。将盆栽或其他重物搬离窗户。
台风来临前应将阳台、窗外的花盆等物品移入室内,切勿随意外出,家长关照自己孩子,居民用户应把门窗捆紧栓牢,特别应对铝合金门窗采取防护,确保安全。市民出行时请注意远离迎风门窗,不要在大树下躲雨或停留。
检查门窗是否密封。如果风力过强,即便关了窗户雨水仍有可能进入屋内,因此需要准备毛巾和墩布。
如果风力过强,请远离窗户等可能碎裂的物品。
如遇洪水,关闭家中一切电源、水源、煤气。
台风过去后,仍要注意破碎的玻璃、倾倒的树或断落的电线等可能造成危险的状况。
提示: 受伤后不要盲目自救请拨打120
台风中外伤、骨折、触电等急救事故最多。外伤主要是头部外伤,被刮倒的树木、电线杆或高空坠落物如花盆、瓦片等击伤。电击伤主要是被刮倒的电线击中,或踩到掩在树木下的电线。不要打赤脚,穿雨靴最好,防雨同时起到绝缘作用,预防触电。走路时观察仔细再走,以免踩到电线。通过小巷时,也要留心,因为围墙、电线杆倒塌的事故很容易发生。高大建筑物下注意躲避高空坠物。发生急救事故,先打120,不要擅自搬动伤员或自己找车急救。搬动不当,对骨折患者会造成神经损伤,严重时会发生瘫痪。
11.2.11.1.11预警标准
新版台风预警
分别以蓝色、黄色、橙色、红色表示。
台风蓝色预警信号表示 24 小时内可能或者已经受热带气旋影响, 沿海或者陆地平均风力达 6 级以上,或者阵风 8 级以上并可能持续。
台风黄色预警信号表示 24 小时内可能或者已经受热带气旋影响, 沿海或者陆地平均风力达 8 级以上,或者阵风 10 级以上并可能持续。
台风橙色预警信号表示 12 小时内可能或者已经受热带气旋影响, 沿海或者陆地平均风力达 10 级以上,或者阵风 12 级以上并可能持续。
台风红色预警信号表示 6 小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达 12 级以上,或者阵风达 14 级以上并可能持续。

蓝色预警信号
标准:24 小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达 6 级以上,或者阵风 8 级以上并可能持续增强。
防御指南:
政府及相关部门按照职责做好防台风准备工作;停止露天集体活动和高空等户外危险作业;相关水域水上作业和过往船舶采取积极的应对措施,如回港避风或者绕道航行等;加固门窗、围板、棚架、广告牌等易被风吹动的搭建物,切断危险的室外电源。

黄色预警信号
标准:24 小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达8 级以上,或者阵风10 级以上并可能持续增强。
防御指南:
政府及相关部门按照职责做好防台风应急准备工作;停止室内外大型集会和高空等户外危险作业,中小学生及幼儿园托儿所停课;相关水域水上作业和过往船舶采取积极的应对措施,加固港口设施,防止船舶走锚、搁浅和碰撞;加固或者拆除易被风吹动的搭建物, 人员切勿随意外出,确保老人小孩留在家中最安全的地方,危房人员及时转移。

橙色预警信号
标准:12 小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达10 级以上,或者阵风12 级以上并可能持续增强。
防御指南:
政府及相关部门按照职责做好防台风抢险应急工作;停止室内外大型集会、停课、停业(除特殊行业外);相关水域水上作业和过往船舶应当回港避风,加固港口设施,防止船舶走锚、搁浅和碰撞;加固或者拆除易被风吹动的搭建物, 人员应当尽可能待在防风安全的地方;相关地区应当注意防范强降水可能引发的山洪、地质灾害。

红色预警信号
标准:6 小时内可能或者已经受热带气旋影响,沿海或者陆地平均风力达 12级以上,或者阵风14 级以上并可能持续增强。
防御指南:
政府及相关部门按照职责做好防台风应急和抢险工作;停止集会、停课、停业(除特殊行业外);回港避风的船舶要视情况采取积极措施,妥善安排人员留守或者转移到安全地带;加固或者拆除易被风吹动的搭建物, 人员应当待在防风安全的地方,当台风中心经过时风力会减小或者静止一段时间,切记强风将会突然吹袭,应当继续留在安全处避风,危房人员及时转移。


楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-16 19:50:24 +0800 CST  
11.2.11.2猜测:台风是逐步增高的烟囱

11.2.11.2.1猜测:台风的成因与烟囱排烟的道理相同
据百度资料:……台风的成因是地面温度高,气流上升,海面风和水蒸气由于比重大,沿地面补充地面空气,海面温度低吸收地面上升的空气、水蒸气补充空间,由于海面大,温差小,海面上空聚集水蒸气多,降雨范围广,水蒸气结水时体积缩小,周围水蒸气补充便形成大风。
……台风发源于热带海面,那里温度高,大量的海水被蒸发到了空中,形成一个低气压中心。随着气压的变化和地球自身的运动,流入的空气也旋转起来,形成一个逆时针旋转的空气漩涡,这就是热带气旋。只要气温不下降,这个热带气旋就会越来越强大,最后形成了台风。……
我们知道,烟囱能够把烟气畅通的排放到高空。其道理在于,由于大气压随高度的变化而变化,高空的大气压要低于地面的大气压。烟囱高度越高,出口处与底部的压差越大。正常情况下,在烟囱内部,烟囱底部的空气有向高处的烟囱口移动的趋势。特别是底部存在较高温度的烟气时,随着温度的升高,底部区域烟气的压强随着升高,底部与出口处的压差进一步增大,烟气更容易向出口处排放。在现实中,我们也能看到许多工厂的烟囱都很高,可达上百米高,其道理就是如此。当高高的烟囱通畅的向高空排放烟气时,我们会看到烟囱能够产生较大的吸力,底部的火苗被拉升的很长,火舌指向垂直方向的上方。
或许,台风的形成也同样道理。


11.2.11.2.2猜测:台风云墙区中心的台风眼起到了烟囱的作用
据百度资料:……台风内各种气象要素和天气现象的水平分布可以分为外层区(包括外云带和内云带)、云墙区和台风眼区三个区域。在台风外围的低层,有数支同台风区等压线的螺旋状气流卷入台风区,辐合上升,促使对流云系发展,形成台风外层区的外云带和内云带;相应云系有数条螺旋状雨带。卷入气流越向台风内部旋进,切向风速也越来越大,在离台风中心的一定距离处,气流不再旋进,于是大量的潮湿空气被迫强烈上升,形成环绕中心的高耸云墙,组成云墙的积雨云顶可高达19公里,这就是云墙区。台风中最大风速发生在云墙的内侧,最大暴雨发生在云墙区,所以云墙区是最容易形成灾害的狂风暴雨区。
我们常常看到天上飘着洁白的白云,还有黑压压的乌云。乌云与白云的区别就在于光不能穿透乌云,所以,云彩看起来发黑。因为乌云中存在着许多微小的颗粒物,比如小冰晶等,这些物体与带有振动能量的中微子(即光)碰撞,能够把中微子的振动能量吸收掉。大量的光失去了振动能量,就变成普通的无振动能量的中微子,光就消失了,白云就变成了乌云。
台风的云墙区包含大量的水蒸气,这些水蒸气上升到一定的高度,随着气温剧降,会迅速形成大量的小冰晶。大量的小冰晶在低温情况下,形成并不密实的但总体具有一定形状的巨型不规则的“圆筒”,这就是台风的烟囱。如图,台风眼就是高耸入云的烟囱。





11.2.11.2.3猜测:台风的烟囱不断增高造成了台风的成长
我们知道,烟囱越高,烟囱上行方的压差越大,对底部气体的吸力、抽力越大。台风形成的云墙可高达19公里,其上方空气压力几乎为0。这样,上下方的压差为1个标准大气压。在这个压强的作用下,地面的空气被大量的吸走,从烟囱中央排往上方的空间。地面远处的空气也逐步沿水平方向流向台风眼,在靠近台风眼的地方,空气的运行方向从水平转向垂直方向。
国际惯例依据其中心附近最大风力分为:
热带低压,最大风速6~7 级,(10.8~17.1 m/s);
热带风暴,最大风速8~9 级,(17.2~24.4m/s);
强热带风暴,最大风速10 ~11 级,(24.5~32.6m/s);
台风,最大风速12~13级,(32.7~41.4m/s);
强台风,最大风速14~15级(41.5~50.9m/s);
超强台风,最大风速≥16级(≥51.0m/s)。
当台风的烟囱高度达到19公里时,台风眼的风力或许可达51m/s以上,这就是超强台风。
台风刚形成时,其台风等级一般不大,只是一个热带气旋。随着台风的移动,台风等级开始增大,最终能够形成地面风力可达51m/s以上的超强台风。那么,台风是如何会变大呢?
我们认为,台风能够变大主要因为台风的烟囱能够主动的增高。
台风形成后,海面的水蒸气在巨大的吸力下,被抛向上方。由于气温随海拔高度的升高而降低,大约每升高100米下降0.6度。随着气温的下降,越来越多的水蒸气迅速凝聚成小水滴。因为液态水变成水蒸气其体积要扩大1600倍,所以,水蒸气凝聚成小水滴时,体积会缩小成一千六百分之一。这样,在气旋上方局部区域因为突然减少一部分水蒸气,气压降低。降低的幅度取决于水蒸气的含量。正常情况下,在气温20度的空气,饱和水分含量17.30克/立方米,饱和蒸汽压为2336.33帕,占标准大气压的23.4%。也就是说,此时,空气中最多能够有23.4%的水蒸气变成体积接近为0的小水滴,空气体积减少23.4%,压强也减少23.4%,与地面的大气压的压差为0.234个标准大气压。这样,气旋的上下方始终能够形成0.234个标准大气压的压差。在这个压差的作用下,地面的水蒸气被源源不断地吸往气旋上方。
因为海拔每升高100米气温下降0.6度,所以,距离海拔3.3公里处,气温为0,大量的小水滴开始变为小冰晶。随着小冰晶大量的积聚、旋转,逐渐形成一个中心为模模糊糊的圆筒状的云墙。小冰晶越聚越多,这个中心为圆筒状的云墙就越“实质化”,云墙越“实质化”,台风眼就越发像空心的烟囱,且产生的吸力就越大,周围空气向台风眼水平移动的速度就越快,台风的等级就越高。
这是一个正向的反馈机制。一旦形成较大的气旋,随着时间的推移,就会不断的有水蒸气来到高空,形成更高的烟囱,造成更大的台风等级。这就是台风形成后,其等级还能够不断的、自动的生长的原因。
这个烟囱的最高极限,取决于大气压差以及周边环境。压差越大,水蒸气的上升高度越高,烟囱的高度就可以越高。但是,当高空气流呈定向流动时,烟囱生长的速度不及空气的定向流走的速度,烟囱就不能再继续生成了。所以,烟囱的高度以平流层的高度为限,一般不会超过20千米。
百度资料“……平流层与位于其下贴近地表的对流层刚好相反,对流层是上冷下热的。在中纬度地区,平流层位于离地表10~50公里的高度,而在极地,此层则始于离地表8公里左右。对流层上面,直到高于海平面50公里这一层,气流主要表现为水平方向运动,对流现象减弱,这一大气层叫做“平流层”,又称“同温层”。这里基本上没有水汽,晴朗无云,很少发生天气变化,适于飞机航行。在20~30公里高处,氧分子在紫外线作用下,形成臭氧层,像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳紫外线及高能粒子的袭击。……”
可见,平流层,也叫同温层,基本上没有水汽,空气定向流走,这些情况都不利于烟囱继续生长。另外,20~30公里高处的臭氧层,具有极强的氧化作用,易与空气分子进行化合反应,释放大量中微子,形成高压区,对下方的空气具有压抑的作用。这也遏制了烟囱的向上发展空间。

11.2.11.2.4猜测:台风的烟囱是一个具有过滤功能的“水”烟囱
从前文分析可以看出,台风能够长大最主要的原因是由于“烟囱”的存在并不断长大,从而形成更大的空气压差,形成更大的吸力,把个别更多的水蒸气送往更高的高空。大量的水蒸气形成小冰晶后,能够迅速吸附、冻结在一起,形成中心为模模糊糊的圆筒状的云墙,这些云墙对过往的水蒸气、小冰晶具有很强的吸附力、冻结力,能够把大部分水蒸气连同一部分杂质小颗粒冻结。所以,它自身具有不断成长壮大的能力。
如此分析,整个云墙就是一个巨大的冰墙,只不过不是密实的纯冰墙,而是一个架构松散的絮状、丝状类冰体。这个类冰体主要成分就是水,另外还包含一些杂质颗粒。云墙上下存在着巨大的压差,另外还有大量向上流动的空气产生巨大的推举力,托起这个庞然大物。
从另外一个角度来看,大量的地下空气流经冰墙时,大部分水蒸气和杂质颗粒等被过滤掉,剩下的只是纯空气了,相当于地面空气经过过滤后再次返回大气。
当这个庞然大物来到陆地,相当于带来了一个巨大的大冰块,能够带来大量的雨水。


11.2.11.2.5猜测:台风随烟囱的变短而消失

在前文,我们分析了台风能够自主的长大的原因:因为云墙中的烟囱能够不断的增高。那么,这个烟囱的高度最高能够达到多少呢?
烟囱的高度取决于水蒸气能够上升的高度。只要水蒸气能到达哪里,哪里就会形成烟囱。水蒸气的上升动力来自烟囱上下的压差,这个压差的最大值就是地面的压强(1个标准大气压),这时,烟囱上方的压强接近0。可见,水蒸气的上升高度一定,则烟囱的高度一定,则台风的最大吸力一定。那么,台风的等级应该存在一个上限。
我们常常看到,再大的台风,一旦登陆,会很快消失。其中的原因就在于:
1)陆地产生的水蒸气量少,不足以支持烟囱的成长壮大,登陆后的台风只剩下逐步消亡这一条路了;
2)陆地地面的温度高,流经地面空气的温度也高。当这些相对高温的空气顺烟囱向上升时,会逐步融化烟囱的底部,融化的冰晶形成降雨,上方的烟囱在没有支撑的作用下,会一点点的下落。在后续的地面热空气的融化作用下,烟囱的高度会逐步变短。
3)烟囱变短,其上下方的压差减少,吸力减少,就不能把更多地面的空气吸往高空,地面的大风就逐步减弱。
4)当烟囱短到一定的程度,吸力不足,台风与地面失去联系,变成了天空中翻滚的一团乌云了,台风就消失了。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-17 19:42:03 +0800 CST  

11.2.11.3猜测:台风的移动方向与西风带的关系

台风形成后,能够自助长大,形成更高的烟囱,产生更大的地面吸力,其规模会越变越大。
台风的云墙上下存在着巨大的压差,另外还有大量向上流动的空气产生巨大的推举力,托起台风体这个庞然大物。
台风体在空中悬浮、漂移,就像水中的浮萍。水能够产生足够的浮力浮起浮萍,浮萍的四处飘荡由水流的流向决定的。台风体的移动方向也是由气流的方向决定的。
我们知道,随着海拔高度的升高,大气层跟随地球自转的速度越来越慢,直到在大气层的某一高度,空气不再跟随地球自转,即空气不再定向向东流动。当台风形成后,脱离了地表,升到空中,也就失去了地表再次撞击空气从而推动空气向东流动的机会,台风与地表在向东流动的速度方面就存在越来越大的差距,台风相当于地表一定是向西移动。另外,在平流层(北半球),空气总体向北流向北极点。可以看出,在正常情况下,这两个速度合成后,(北半球)台风总是从海面向西北方向移动。
我们经常看到,飘向大陆的台风有时候在东海海面突然转向,从西北方向转向东北方向,台风转头向日本群岛方向飘去。这其中有何原因呢?
我们认为,这主要是受西风带的影响。
据百度资料:西风带的范围是从中纬度35—65度。在这个纬度范围内,西风呼啸。而北纬30-35度,则是信风带的影响区。我们前文分析了,“……或许,此时(6月份)在北纬25-30度左右的区域,空气不再呈现规则的流向,其流向具有不确定性。既不是流向南方的东北信风,也不是流向北方的西南风。有时候,大量热空气聚集在该区域不流动,最终形成不透风蒸笼般的桑拿天气。当更多空气聚集到一起,就会形成高压区,流向周边随机出现的低压区,这就是六月天是孩子脸,所变就变,且存在极度闷热气候的原因吧。
……”
当台风的登陆点的纬度超过北纬30度时,台风就进入了一个风向不确定区域。当该区域的风受西风带的影响,也跟随向东北方向流动,这时,进入的台风就像水中的浮萍也顺水飘向东北方,我们就看到了台风转换了前进的方向;当该区域的风没有固定流向,处于各向同性时,台风则保持原来的方向在继续登录。那么,该区域的风根据季节变化而发生改变的具体详细过程,则需要我们进行长期的细致的观察才能掌握其中的规律。
楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-18 19:38:38 +0800 CST  

11.2.11.4猜测:台风过后,地球迎来处暑节气的原因
根据资料:……最多台风的月份是8月,其次是7月和9月……。
我们来看看节气,2018-08-07立秋,2018-08-23处暑。处暑即为出暑,是炎热离开的意思。但是,处暑节气,单单用气温走低来描述是不够的,往往在处暑尾声,人们能够再次感受到高温天气,这就是名副其实的“秋老虎”。
从理论上将,6月22日,太阳开始来到北回归线,北方地区迎来高温天气,这是可以理解的。从6月23日开始,太阳逐步向南移动,到了08-23,太阳已经快回到赤道附近了,天气应该逐渐变凉,而部分大部分地区,却突然来了秋老虎,酷热难耐,热浪扑面,阳光烤人,这似乎说不通。那么,这个秋老虎是怎么回事呢?
在这段时间,天气没有太多的变化,唯有7、8月份台风如约而至。那么,秋老虎与台风有关吗?
仔细分析一下,我们发现:秋老虎、处暑节气都是台风过后造成的结果。
百度:大气组成
……(一)干洁空气
大气中除固体杂质和水汽之外的全部混合气体,称为干洁空气。氮和氧容积占99.04%,加上氩,三者合占 99.97%,其他气体仅占0.03%。干洁空气中大多数气体的临界温度低于自然情况下大气中可能出现的最低温度,CO2的临界温度虽然较高,但它所对应的压力却大大超过其实际分压力。因此,干洁空气中的所有成分都呈气体状态。
干洁空气中的CO2和O3含量极少,变化较大,但它们对地表自然界和大气温度却有重要的影响。
1.二氧化碳 离地表20km以下,CO2平均含量约为0.03%,向高空显著减少。CO2主要来自火山喷发、动植物的呼吸以及有机物的燃烧、腐败等。在人口稠密的工业区,其含量明显增高,可占空气体积的0.05—0.07%;在海洋上和人口稀少地区,含量大为减少。CO2能强烈吸收和放射长波辐射,对大气和地表温度有明显的影响,起着“温室”作用。
2.臭氧 低层大气中的O3主要来源于闪电。闪电不经常发生,所以低层O3含量极少,而且不稳定。高空的O3是由太阳紫外线作用形成的,所以含量比低层大气多,并在20—25km的高空达到极大值。O3能强烈地吸收太阳紫外线,对大气有增温作用,并在高空形成一个暖区。大量紫外线在高空被吸收,使地面上的生物免受危害。穿透大气层到达地表的少量紫外线,对人类和大部分生物则是有益的。
(二)水汽
水汽主要来源于海洋、江河湖沼和土壤,以及潮湿物体表面的蒸发和植物的蒸腾。大气中的水汽含量极不固定,随时间、地点、条件而不同。其所占容积变化范围为0—4%。观测结果表明,在1.5—2km高度,水汽含量只及地面的1/2;在5km高度,只相当于地面的1/10,再往上更少。水汽含量虽然不多,但它在大气温度变化范围内可以发生汽态、液态和固态三相转化,人们常见的云、雾、雨、雪等天气现象,都是水汽相变的表现。此外,水汽还善于吸收和放射长波辐射,显著影响大气和地表的温度。
(三)固体杂质
悬浮在大气中的固体杂质主要有烟粒、尘埃、盐粒等,它们的半径一般为10-2—10-8cm,多集中于低层大气中。烟粒主要来源于生产、生活方面的燃烧;尘埃主要来自经风的吹扬进入大气的地表松散微粒,以及火山爆发后产生的火山灰、流星燃烧的灰烬;盐粒则主要是由海洋波浪飞溅进入大气的水滴被蒸发后形成的,固体杂质的含量陆地上空多于海洋上空,城市多于乡村,冬季多于夏季,白天多于夜晚,愈近地面愈多。固体杂质是大气中水汽凝结的必要条件;能吸收部分太阳辐射,又可阻挡地面长波辐射,对大气和地表温度有一定影响;其含量多少,还直接影响到大气能见度的好坏。
(四)大气污染
由于自然或人为的原因,导致空气中有害物质的浓度超过一定限度,维持一定的时间,直接或间接地对人类正常生活、动植物正常生长,以及对气候和各类物品、材料造成危害的现象,称为大气污染。除火山爆发、森林火灾、海水蒸发、植物花粉传播等自然原因外,人类活动如工业生产、生活燃烧、各种交通工具排放的烟、粉尘、废气等,还有现代化战争。都引起大气污染。常见的有害气体有二氧化硫、一氧化碳、氟化氢、氮氧化物、氯化氢等。此外,还有各种烟和粉尘以及光化学烟雾等。据统计,全世界每年排放的有害气体总量高达6×108多吨。
在大气污染物中,以粉尘烟雾对人体健康危害最大。直径为0.5—5 微米的粉尘烟雾可直接进入肺组织内部,通过血液传播全身。据分析,有的煤粉尘微粒表面存在致癌性的芳香族化合物。
大气污染程度不仅与废气排放量有关,而且与气象状况有关。如 1952年伦敦发生的大气严重污染事件就是由于受反气旋控制,上空气温逆增、大气层结稳定,阻碍污染物扩散,有毒气体浓度加大,烟雾笼罩达四天之久,导致数千人死亡。
环境污染问题已引起世界各国的重视,相继采取措施加以防治,如对污染源进行监测,改革生产工艺过程,增设除尘和回收设备,调整有污染的工厂布局,控制污染物的排放量等。对新建的城市、工业区、厂房、烟囱等,在规划设计中必须考虑气象条件,利用大气扩散的自行净化能力,以及进行合理的绿化布局,将大气污染的危害减少到最低限度。……

上文我们分析了,在台风形成的过程中,不仅不断的积聚小冰晶(水汽),而且还把许多空气中的杂质颗粒等(包括固体杂质、大气污染物)冻结在云墙上。空气流过台风的云墙,相当于经过一次过滤,把杂质过滤掉,只剩下干洁空气了。干洁空气可以看成类似弹性小球,在传递中微子的振动能量过程中,能量损失会降低到最小。
……台风是一个强大而具破坏力的气旋性漩涡,发展成熟的台风,自台风边缘到涡旋区外缘,半径约200~300km,台风眼半径约在10~70公里之间,平均约25公里。……。一个成熟的台风,以超过50米/秒的速度把地面的空气吸往半径25公里的台风眼,相当于每秒对3.2*10(10次方)立方米的空气进行过滤。而台风的平均寿命一般为3-8天,我们按照5天计算,一个台风可能对1.4*10(16次方)的空气进行过滤。
当整个天空中大部分空气中能够吸收能量的各类杂质都被过滤掉后,又会发生什么情况呢?
我们在《11.2.3.10猜测:地球处暑节气的高温证明了中微子振动能量的传播特性—能量可叠加性》中分析道,中微子从太阳传递到地球平流层,由于不间断的传递、叠加,其振动能量应该很高,即其对应的温度也很高。
一般情况下,当振动中微子即光穿过平流层、对流层来到地表空间时,由于受到空中各种杂质颗粒、小冰晶等等的拦截碰撞,由于这些碰撞都是非弹性碰撞,会造成动能以及振动能量的大幅损失,我们感觉不到光的炙热。
台风把空气整个过滤一遍后,空气中能够拦截中微子振动能量的物质大部分都不存在了。这时,中微子携带着很高的振动能量撞击到我们的身体,使我们感到了撞击的滋味-火热的感觉。这就是处暑节气,即便我们不再活动,却依然感到酷热难耐的原因。这是因为我们的身体正在遭受高能振动能量的骚扰。另外,空气分子也能够得到一部分振动能量,其代表的温度上升,也是我们感到热的原因。

楼主 半卷素书看天下  发布于 2019-03-18 19:38:59 +0800 CST  

楼主:半卷素书看天下

字数:1038503

发表时间:2013-11-01 04:19:00 +0800 CST

更新时间:2019-06-09 14:33:12 +0800 CST

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