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認(rèn)識(shí)“真空”(三)
標(biāo)簽: 氣壓差 溫度
2009-08-18  閱讀

來(lái)源:曹輝玲  作者:曹輝玲

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       認(rèn)識(shí)“真空”(三)-氣候的改變            曹輝玲  

       在現(xiàn)代宇宙學(xué)中,人們?cè)谔接懹钪姹q與真空相變。宇宙大爆炸與真空起伏。V≤∞空間的真空結(jié)構(gòu),以及真空疇壁等,不斷地豐富真空概念的內(nèi)涵,不斷揭示現(xiàn)代物理學(xué)真空的各種特性。
  
       “真空”與物質(zhì)是不可分離,空間(V≤∞)和時(shí)間是運(yùn)動(dòng)著物質(zhì)的存在形式,自然界不存在脫離物質(zhì)的空間,物質(zhì)不過(guò)是高度集中的能量。是能的濃縮體。自然界是物質(zhì)與能的組合。在自然界空氣的流動(dòng)—氣團(tuán)??赡M為一個(gè)(V≤∞)空間。真空獲得是利用機(jī)械物理和化學(xué)方法直接抽走特定空間的氣體。在一定空間范圍形成壓力差。來(lái)改變氣候。

       一、氣壓差  溫度、濕度和氣壓被稱為氣候三要素,大氣壓變化,尤其是氣壓降低哪怕是極其微弱的變化,會(huì)使人感到不適,煩悶?! 鈮菏谴髿鈮毫Φ暮?jiǎn)稱,在任何表面上,由于地球周圍大氣重量所產(chǎn)生的壓強(qiáng),它是每單位面積上的力,而且那個(gè)力是大氣的質(zhì)量,并且與行星的地心引力相關(guān)?! ≌婵斩扰c氣壓(壓強(qiáng))是相對(duì)的,真空度越高,壓強(qiáng)越低反之真空度越低,壓強(qiáng)越高。在“自然真空”中氣壓值是相對(duì)應(yīng)于低真空狀況。但是,在地球上還未曾聽(tīng)過(guò)有自然的“高真空”?! ≡谧匀唤鐨鈭F(tuán)的溫度和濕度不是一成不變的,它的變化可以在地球上小范圍內(nèi)引起風(fēng)和暴雨。2003年7月,一場(chǎng)突如其來(lái)暴雨,從西向東依次襲擊了北京,當(dāng)城東還是陽(yáng)光燦爛時(shí),城西已經(jīng)烏云翻卷,大雨傾盆,在四環(huán)路上,甚至出現(xiàn)了“十米不同天”的奇異景色,昌平晴朗無(wú)雨,北四環(huán)太陽(yáng)雨,西四環(huán)大暴雨。這是由于氣團(tuán)的改變,壓力差不同的自然間真空現(xiàn)象。大氣壓力變化,引起風(fēng)的形成。地球在自轉(zhuǎn),大氣氣團(tuán)也旋轉(zhuǎn),這種旋轉(zhuǎn)引起了不同尺度的環(huán)流。高壓氣團(tuán)順時(shí)針旋轉(zhuǎn),低壓氣團(tuán)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)??諝鈴母邏簹鈭F(tuán)向低壓氣團(tuán)自然流動(dòng),冷空氣密度大,容易下沉,暖空氣密度小,容易上升,氣旋和氣壓下降常常伴隨著風(fēng)暴和降水。大氣空間V≤∞是由一系列氣團(tuán)組成,氣團(tuán)根據(jù)溫度和濕度不同可分四種:熱帶海洋氣團(tuán),熱帶大陸氣團(tuán),極地海洋氣團(tuán)和極地大陸氣團(tuán)?! ∩仙臍鈭F(tuán)有一個(gè)遞減率→體積變化,分子間距變大?!∫淮蠖芽諝庥兄诛@著均勻性,可延伸幾千公里,人們把它們叫氣團(tuán)。氣團(tuán)的濕度和溫度不總不變的。但是變化是很小的。氣團(tuán)有暖的、冷的、干的和濕的。單個(gè)氣團(tuán)會(huì)形成它自己大氣氣團(tuán)是非常大的一堆空氣。它有獨(dú)特的濕度和濕度特性。一個(gè)氣團(tuán)的水平范圍??梢允菐讉€(gè)四川省大。在“工程真空”中對(duì)一個(gè)容器“▽”排氣而獲得壓強(qiáng)差,“自然真空”“▽=∞”又如何獲得壓強(qiáng)差?宇宙是由真空構(gòu)成,銀河系是一片真空,黑洞也呈真空狀態(tài),這和通常想象的工程真空具有完全相同的性質(zhì)。壓力差使一個(gè)恒星在飛進(jìn)黑洞時(shí),在黑洞巨大的引力作用下變形,被肢解和吞沒(méi)。

       二、變化中大氣 大氣就象我們一樣通過(guò)地球引力控制著,但在高度海拔處的分子仍會(huì)設(shè)法逃脫。氣體中的分子不再捆在一起,相反它們將碰撞、顛簸,并易于飛走。它們必須裝起來(lái),否則會(huì)擴(kuò)散?! 〈髿庀到y(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和變化是復(fù)雜的,既有自然因素變化的影響;又有人為因素的影響;大氣運(yùn)動(dòng)既有變化規(guī)律性,又有隨機(jī)性。大氣環(huán)境的氣氛的變化同人類生產(chǎn)和生活休戚相關(guān)。我們生活在空氣海洋之中。大氣動(dòng)態(tài)狀態(tài)是我們舒適與否的一個(gè)重要因子?! 〈髿鈿鈮罕旧硎敲總€(gè)單位橫截面積上空氣柱的重量、它是每單位面積上的力,而且那個(gè)力是大氣質(zhì)量的作用,并且與恒星、地心、引力、相關(guān)。平均每個(gè)成人壓有10-20噸的大氣。但是我們身體以同樣壓力反作用于大氣。相等、相反壓力使我們保持舒適狀態(tài)。一點(diǎn)不平衡將會(huì)使人感到壓力的差異。這種情況下,從理論上講,身體將在特定環(huán)境下崩潰。
       總的來(lái)說(shuō),在地面高度,大氣壓力的波動(dòng)不多于幾個(gè)百分點(diǎn)—在774.7托(1032.8hPa)和749.3托(998.9hPa)間。因?yàn)樵谙掠陼r(shí)空氣上升、氣壓降低、z*深的風(fēng)暴也很少使氣壓低于736.6托(982hPa),盡管有些颶風(fēng)能使氣壓低于711.2托(948.2hPa)干燥地區(qū)z*強(qiáng)的高壓很少超過(guò)787.4托(1049.7hPa)。所以相對(duì)小的氣壓波動(dòng)會(huì)引起天氣類型很大的差異。氣壓是地球引力造成的。z*輕的大氣擾動(dòng)會(huì)使大氣形成氣旋,進(jìn)而產(chǎn)生狂烈風(fēng)暴。 大氣污染不再是新聞,自從發(fā)現(xiàn)了“火”,一些人們不想要的東西就飄進(jìn)了空中。大氣層如同一座化工廠,二氧化碳、二氧化硫、硫化氫、水、甲烷、氮、氨、二氧化氮、氫混在一起,新的分子形成了。這些新創(chuàng)造出來(lái)的分子與舊分子合并,更新的分子形成,自然界大氣發(fā)生了改變。隨著人類知識(shí)和技術(shù)不斷提高,對(duì)污染的原因及其過(guò)程的認(rèn)識(shí)在不斷深化和擴(kuò)展,污染以列為人類z*關(guān)心的五大世界性問(wèn)題之一,隨著認(rèn)識(shí)自然的提高,自然大氣的改變也將實(shí)現(xiàn)。“自然真空”和“自然穩(wěn)定真空” “自然真空”可從氣象記錄中可知:1968年12月31日西伯利亞的阿加塔的z*高氣壓是765.2托(102hPa)即比大氣壓高5.2托。當(dāng)時(shí)的溫度低至零下50度(-50℃),濃密的冷空氣造成了那個(gè)非常高的氣壓。1979年10月12日菲律賓以東1000英里左右臺(tái)風(fēng)是749.9托(999.2hPa)即比大氣壓低10.1托。在美國(guó)z*低氣壓為750.9托(100.1hPa)即比大氣壓低9.06托,當(dāng)時(shí)颶風(fēng)穿過(guò)弗羅里達(dá)要隘。絕對(duì)z*低氣壓也被測(cè)到是出現(xiàn)在一次龍卷風(fēng)內(nèi)。低壓總會(huì)與暴風(fēng)雨相伴,高壓與陽(yáng)光明媚的天氣相伴。地球大氣有著由一組完整的因子組合一起形成的氣體的特殊組合。大氣壓力的變化引起風(fēng)的形成。在自然界大氣壓在一個(gè)小的卻是明顯范圍內(nèi)波動(dòng)?!?地球上的“真空”,在動(dòng)物生命的某些功能中天生就會(huì)使用。人在呼吸中通過(guò)吸氣可使胸腔壓強(qiáng)達(dá)到約740托,而通過(guò)呼氣使胸腔壓強(qiáng)可降低至300托。章魚(yú)體內(nèi)能達(dá)到的壓強(qiáng)約為100托。但是在地球上還未曾聽(tīng)說(shuō)過(guò)有自然的高真空。  
       地球在自轉(zhuǎn)、大氣也旋轉(zhuǎn),這種旋轉(zhuǎn)引起不同尺度的環(huán)流,環(huán)流只是在大氣運(yùn)動(dòng)的一種密閉的路線。氣體對(duì)流而形成“風(fēng)”,風(fēng)帶來(lái)的壓力隨著一定面積上的風(fēng)速而增強(qiáng)。風(fēng)速增強(qiáng)1倍壓力增強(qiáng)4倍,100英里/小時(shí)的風(fēng)是50英里/小時(shí)破壞力的4倍,75英里/小時(shí)的風(fēng)50英里/小時(shí)的風(fēng)強(qiáng)大2倍。  在自然界“穩(wěn)定真空”是不存在的,只有相對(duì)真空、持續(xù)高氣壓“氣團(tuán)”,地面即會(huì)發(fā)展成大面積的干旱。低氣壓“氣團(tuán)”產(chǎn)生,預(yù)示地面風(fēng)雨的降臨,近幾十年的天氣出現(xiàn)明顯的極端現(xiàn)象,即是“自然真空”明顯改變的結(jié)果。

       三、氣候變化  為什么人類應(yīng)該關(guān)注氣候變化?因?yàn)樗挠绊憣?duì)人類社會(huì)帶來(lái)了前所未有的挑戰(zhàn)?! 夂蜃兓幕驹蚴谴髿庵袦厥覛怏w濃度的增加。其中尤以二氧化碳為甚。在工業(yè)革命之前,大氣中二氧化碳的濃度大約為280m,到2000年,它的濃度是368m。新千年頭幾年的數(shù)據(jù)顯示,二氧化碳濃度仍在持續(xù)增加,預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末其濃度將達(dá)到540m—970m。  大氣中二氧化碳濃度越高,地球溫度就越高。到本世紀(jì)末地球溫度預(yù)計(jì)將在1990年的基礎(chǔ)上升高1.4到5.8攝氏度,而在整個(gè)20世紀(jì),地球溫度估計(jì)上升了0.6攝氏度。  地球的溫暖化將對(duì)氣候造成多種影響。例如:q*年平均降雨量預(yù)計(jì)將發(fā)生變化,許多地區(qū)洪澇和干旱的頻率將增加,與此同時(shí)水資源短缺將更為嚴(yán)重。在21世紀(jì),冰川將繼續(xù)大范圍地后退。  氣候變化所導(dǎo)致的z*嚴(yán)重和z*具威脅性的影響是q*平均海平面的上升,這主要是海洋的熱膨脹以及冰川和冰帽的融化造成的。預(yù)計(jì)到本世紀(jì)末,q*平均海平面將上升0.09到0.88米,實(shí)際的海平面上升量則取決于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的變化。但即便海平面只上升到這一范圍的中間值,也可以想象得到它會(huì)帶來(lái)“卡特里娜”颶風(fēng)那樣的破壞程度?! *變暖和氣候變化還可能導(dǎo)致許多其它的后果。蚊子和水生病原體等帶菌者的變化以及水質(zhì)和空氣質(zhì)量的下降將影響到人們的健康。這類影響將更多地發(fā)生在發(fā)展中國(guó)家及窮人身上。而且,火災(zāi)、干旱、害蟲(chóng)群襲、物種入侵、暴風(fēng)雨以及珊瑚白化將給生態(tài)系統(tǒng)造成嚴(yán)重破壞。氣候變化還將對(duì)世界許多地區(qū)的生物多樣性構(gòu)成嚴(yán)重威脅?! ∫苍Sq*變暖z*深遠(yuǎn)以及z*急迫的影響在于它對(duì)q*糧食保障構(gòu)成的威脅。谷類作物模型顯示,一些氣候溫和的地區(qū),溫度的小幅上升也許會(huì)增加糧食產(chǎn)量,而溫度的大幅上升總是導(dǎo)致減產(chǎn)。在大部分熱帶和亞熱帶地區(qū),大多數(shù)預(yù)計(jì)的溫度上升值都將導(dǎo)致糧食減產(chǎn)。由于q*人口z*密集的地區(qū)位于亞熱帶和熱帶,氣候變化看來(lái)一定會(huì)損害相當(dāng)多人口的生計(jì)。由于這些地區(qū)的農(nóng)業(yè)產(chǎn)量下降的可能性非常大,q*糧食總產(chǎn)量也會(huì)隨之下降。結(jié)果會(huì)出現(xiàn)糧食價(jià)格上升。  對(duì)未來(lái)的這些預(yù)測(cè)凸顯出采取行動(dòng)的重要性。當(dāng)你認(rèn)識(shí)到即便溫室氣體的排放很快穩(wěn)定下來(lái)、它對(duì)氣候變化的影響仍將持續(xù)幾個(gè)世紀(jì)時(shí),這些行動(dòng)的緊迫性也就十分清楚了。對(duì)人類來(lái)說(shuō),適應(yīng)氣候變化看來(lái)是不可避免的了,我們是現(xiàn)在采取主動(dòng)呢還是等到以后被迫采取行動(dòng)?  我國(guó)疆域遼闊地跨寒、溫、熱三帶。地形復(fù)雜氣候多樣,由于q*氣候變暖,導(dǎo)致極端天氣氣候事件引發(fā)的氣象災(zāi)害頻發(fā),主要是四個(gè)字“旱”、“澇”、“風(fēng)”、“凍”?! ∮捎谙募撅L(fēng)雨帶在大路上進(jìn)退移動(dòng)不正常,所造成“旱”、“澇”。  風(fēng)災(zāi)主要是與冬季風(fēng)有關(guān),氣旋大風(fēng),寒潮大風(fēng),夏季的臺(tái)風(fēng),龍卷風(fēng),雷,雨大風(fēng)等。  自然災(zāi)害的破壞作用,不僅在于直接造成人員傷亡財(cái)產(chǎn)損失和對(duì)環(huán)境的嚴(yán)重破壞,而且可能導(dǎo)致整個(gè)經(jīng)濟(jì)功能的衰退,社會(huì)結(jié)構(gòu)的破壞,甚至社會(huì)動(dòng)蕩。

       四、“自然真空”的現(xiàn)象改變  在自然界空氣的流動(dòng)—氣團(tuán)??赡M為一個(gè)(▽≤∞)空間氣團(tuán)的溫度和濕度不總不變化,變化是很小的,但氣團(tuán)的變化可在地球上,小范圍內(nèi)引起風(fēng)和暴雨。  大氣壓力變化,引起風(fēng)的形成,大氣壓在一個(gè)小的卻是明顯范圍變化,地球在自傳,大氣氣團(tuán)也旋轉(zhuǎn),這種旋轉(zhuǎn)引起不同尺度的環(huán)流,高壓區(qū)周圍的空氣是順時(shí)針旋轉(zhuǎn),低壓區(qū)周圍的空氣是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),空氣從高壓氣團(tuán)向低壓氣團(tuán)自然流動(dòng)。冷空氣密度大容易下沉,暖空氣密度小容易上升,氣旋和氣壓下降常伴隨著風(fēng)暴和降水。氣團(tuán)根據(jù)溫度和濕度不同,可分主要四種:熱帶海洋氣團(tuán)、熱帶大陸氣團(tuán)、極地海洋氣團(tuán)和極地大陸氣團(tuán)。

       五、(V≤∞)自然真空的探索 在我們地球上,“人造真空”是通過(guò)對(duì)以容器進(jìn)行排氣而獲得的“真空”。而地球是“自然真空”的制造廠。每天制造新的真空技術(shù),此狀況是動(dòng)態(tài)的,永遠(yuǎn)更新的,破壞性的,也是令人興奮的,有時(shí)是美麗的。我們周圍的所有大氣都受地球引力吸引,大氣還可以被壓縮,即處于上層大氣會(huì)壓縮下層的大氣,下層大氣就會(huì)更密,處于地球表面上的這層大氣受到壓縮力z*大且z*密。相反離開(kāi)地球表面越高大氣的密度就越小。高度(km) 壓力 密度 1.0 674.1(torr) 1.11× kg/ m3 89857.6(pa) 2.0 596.3(torr) 1.01× kg/ m3 79486.8(pa) 6.2 354.2(torr) 1.11× kg/ m3 47214.8(pa)相對(duì)小氣壓波動(dòng)會(huì)引起大氣類型很大差異,氣壓瞬間變化使空氣急速運(yùn)動(dòng)。風(fēng)暴氣壓736.6(torr)98188.8(pa),干燥地區(qū)787.4(torr)104960.4(pa),在人造真空中特定“空間”兩種氣體相互擴(kuò)散,相互遷移,甚至容器“空間”各處相對(duì)濃度都相同,其擴(kuò)散方向是由高壓端向低壓端方向流動(dòng)。自然界喜馬拉雅山橫空出世,截?cái)嘤《妊蟮呐鳎斐杀眮喌貐^(qū)的干旱和南亞地區(qū)水患,僅中國(guó)就有300多萬(wàn)萬(wàn)平方公里干旱地區(qū),而南亞水患頻繁,喜馬拉雅高原為低壓而戈壁沙漠為強(qiáng)高壓。由于地球引力吸引地球地形和大氣層V≤∞太復(fù)雜,氣體不能形成氣流流動(dòng)。自然將繼續(xù)驚動(dòng)世界,因?yàn)樽匀坏男袨槌3J遣豢深A(yù)料的。但在這些場(chǎng)景之后,他基本上是中立的,即不好也不壞,即不破壞性,也不是建設(shè)性的,自然并不安排災(zāi)難,他只遵從他自己的規(guī)律。問(wèn)題在于自然有時(shí)過(guò)于強(qiáng)大,大氣由一堆氣體組成“V≤∞”有一定重量,這就是自己的規(guī)律“自然真空”也遵從他自己的規(guī)律。任何一門(mén)科學(xué),z*終的目標(biāo)是預(yù)測(cè)。讓我們共同努力來(lái)“探索真空”狀態(tài)“空間”從無(wú)窮小到無(wú)窮大。掌握“真空”內(nèi)涵的演變。改變未來(lái)氣候變化“認(rèn)識(shí)真空”。 

       參考文獻(xiàn):

       (1)民間治病絕招大全,建中著,北京科學(xué)技術(shù)出版社 1993年

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       (3)“跨世紀(jì)科技難題”斷想 鄭積源 新世紀(jì)展望21世紀(jì) 33

       (4)真空技術(shù)手冊(cè) 孟昭智編著 1985年
       
       (5)愛(ài)因斯坦的圣經(jīng) (美)薩繆爾著 海南出版社 2000年

       (6)天氣 (美)梅爾著 遼寧教育出版社 2000年

       (7)塑造世界的九大科學(xué)思想 (八、氣候變化) 帕喬里

       (8)21世紀(jì)真實(shí)科學(xué)技術(shù)的展望 林主稅“真空科學(xué)與技術(shù)” 

       2003年3-4月 “如果一只鴨在北京咳一聲,那么在遠(yuǎn)隔千里的地方天氣就會(huì)變” 認(rèn)識(shí)“真空”(一) 認(rèn)識(shí)“真空”(二)