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这些“冷门”冷知识,比冬天还冷

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论坛元老

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发表于 5 天前 | 显示全部楼层 |阅读模式

说到与天气相关的知识,无外乎大气、温度、阴晴雨雪等现象,但其实这里面有许多地理冷知识,鲜有人注意。

      大气中的氧气

最初并不是来自森林、树木

当今地球的大气圈和海洋表层充溢着氧气,滋润着地表绝大多数的生物生长。但是直到上世纪六十年代,科学家才发现地球上的氧气并非与生俱来,而是姗姗来迟,在地球经历了漫长的23亿年后才出现。

在这些氧气中,有约70%的氧气来源于海洋中的藻类,只有30%来自于陆地植物。而这30%当中,来自于森林光合作用的比例只占到约6成左右。也就是说大气当中的氧气,大约只有18%是来自于森林光合作用,比例还不到1/5。


距今6--5.2亿年前

地球上形成第二次大氧化事件

其主要原因是大规模造山运动

将大量蒸发岩矿物风化剥蚀输入海洋

使得大气和海洋中的氧气快速增加

图自:南京古生物研究所网站

自然界很难直接产生氧气,有了生物才有了大量的氧。从大海中取一滴海水,肉眼看来澄清透明,如果在显微镜下放大百倍,却是另一个生机勃勃的世界:有胖大的裸腹蚤,动作迅速到人眼都难以捕捉;有灵巧的纤毛虫,不断变幻着躯体形状游走采食。

而这其中还有一类生物,它们数量众多,体型微小却结构精妙,常令观者惊叹不已,它就是硅藻。硅藻属于原生生物界,是海洋中最常见的浮游生物,一般小的仅有几微米,大的也不超过1—2毫米。硅藻可以进行光合作用释放氧气,据调查估计全球一半左右的氧气都是这种小生命生产出来的。


显微镜下北大西洋中的藻类

除此以外还有一种小生命体同样是生产氧气的佼佼者——蓝藻,它是一种非常原始的生命类型,没有细胞核,但它的体内却有着可以进行光合作用的色素,能够进行光合作用进而产生氧气。

值得注意的是,从地球整个生态系统角度来看,植物每年的净产氧量大概是800多亿吨左右,足以供应地球上所有微生物和人类化石燃料消耗的氧气,其实这个贡献并不小。如果从40多亿年前、也就是整个地球历史来看,植物产生的氧气贡献确实不算大,只能说植物的出现,将地球的大气环境带到了一个相对“富氧”时期。


陆地含氧量相对较多的雨林区

一朵云重几百吨

中国自古以来就有看云识天气的能力,民间也总是口口相传一些和云有关的谚语。比如“天上钩钩云,地上雨淋淋”“鱼鳞天,不雨也风颠”......这些通俗易懂的谚语,只用寥寥几个字就将云代表的天气变化概括了出来。其实看似“轻飘飘”的云彩,重量却能达到几百吨。

通常情况下

夏天的积雨云往往是所有云彩里最重的

根据数据测算,平常漂浮在天空的云朵,平均密度约为每立方米0.5克,一朵中型大小的云,体积通常为1立方千米左右,经计算得出,这样的云,重量大概为500吨。


重量如此重的云为什么不会掉落,雨却会降落?这是因为组成云中的小水滴是浮在空中,而组成雨中的小水滴可以降落到地面,根本原因是水滴的大小极其悬殊,也就是水滴半径的数量级不同,造成水滴在空气中受到的阻力不同,构成云朵的小水滴下落极为缓慢,以至于这样缓慢的运动会被气体的流动所完全掩盖,所以它们能够悬浮在空中。


它们都会乖乖呆在天上

图自《中国国家地理》2012年09月

气温 ≠ 体感温度

每年夏天,都会有不少人疑惑为什么我感受到的温度有时比气象台预报的温度要高呢?这一问题在南方尤其突出。

首先你需要知道,体感温度与天气预报的气温是不同的概念。按照世界气象组织规定:气象部门发布的温度是百叶箱中温度计所测量的温度。该温度计是位于相对通风的环境下,距地面有1.5米的箱体内。并且百叶箱须设在草坪上,周围较开阔,无高大建筑树木等阻挡风或遮挡阳光的地方,这里面所记录到温度才是实际的温度。


百叶箱

而公众的体感温度则会受到空气相对湿度、风速、外部环境等多方面的影响,和实际环境的温度存在一些出入。比如空气湿度大,即使气温没那么高,人们都会感觉很闷热;再比如胖瘦不一的人在相同的温度下感受到的温度也是不一样的。

其次一定的风速会使人的体感温度降低,身体散发出的热量都被吹离体表。如果温度虽然比较高,则感到干爽;如果是风速较慢或者无风天气相同温度下人们的体感温度会更高。

另一个影响体感温度的因素是城市环境,根据多年气象数据,城区温度明显高于郊区,城市高速发展、人口极度密集使得城市热岛效应突出。这种热岛效应为城市温度和人体感温度贡献了不少“能量”。


热岛效应示意

温度值大小为什么要用摄氏度?

前文说了测温度用百叶箱,测出的结果则用摄氏度记录。其实不止是我国,世界上绝大部分国家都在用统一单位的摄氏度来进行温度测量。

18世纪瑞典天文学家安德斯·摄尔修斯在创立温标时,为了避免测量低温时出现负值,规定在1标准大气压下,沸水记为100度,把冰水记为0度。后来为了纪念和表彰它的贡献,1954年的第十届国际度量衡大会特别将此温标命名为“摄氏温标”,用他的姓氏的第一个字母"C"来表示,这便是摄氏度的由来。


两温度计左侧为摄氏度,右侧为华氏度

摄氏度的由来知晓了后,还要再说一下它的“兄弟”——华氏度。华氏度是德国科学家创造,1724年他发现液体金属水银比酒精更适宜制造温度计,于是便以水银为测温介质,发明了玻璃水银温度计,选取氯化铵和冰水的混合物冰点温度为温度计的零度,人体温度为温度计的100度。很明显,华氏度很不直观,但在当时这样的测法还是很有效,直到后来人们发明了更有效直观的摄氏温标。

天气变化影响人们情绪

人是大自然长期孕育的产物,人类生活在大自然中,人的活动无时无刻不在受着自然界的影响。而气候要素通常包括温度、湿度、气压、风速及日照等。每一个要素都会对我们的情绪产生影响。

温度方面有关研究发现,当气温在 11 ℃-- 25 ℃时 , 最易使人们保持心情舒畅。超过34℃时,人们容易感到心情烦躁不安,也易产生过激行为。与此同时当温度低于4℃时,人们的思维效率受到严重影响,工作质量下降,易出差错。(或许因此现阶段,打工人可能不是不想好好工作,只是因为冬天快来了。)


湿度方面有关研究显示,良好的情绪状态对湿度也有要求,而对湿度的要求,又因季节变化而有所不同。一般干燥少雨的冬季需要高湿度来培养良好情绪,闷热的夏天则需要降低湿度。

此外,还有研究发现在夏日雷雨前,人们会异常活跃和兴奋,这是因为暴雨、雷电可以增加大气中的负离子,这种负离子会使人感到欢快。

说了这么多,或许只有仲春和秋季的温湿度、天气搭配才会“天然”地让人们身心舒畅吧。


这样的天气怎能不让人神清气爽

天气现象变化万千,“冷门”知识也比比皆是,今天给大家介绍的只是冰山一角,感兴趣的朋友们可以继续留言补充。


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