许小峰
出海要问风浪事 精选
2021-7-26 17:57
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毛树智.jpg

2021522日,甘肃省白银市景泰县举办了山地马拉松百公里越野赛,过程中遭遇严重影响赛事的恶劣天气,发生体育赛事史上罕见的人员伤亡事件。此事已过去月余,其中的原委和责任也有了官方结论,不再赘述,但对其中的一些细节,还可从不同角度予以关注和思考。

 

如一位女赛手毛树智的经历就是一个很值得提及的科普案例,她在赛事中的经历和顺利返还与多年积累的基本常识密切相关。据她记述,过了CP2(第二个打卡点)就是一段非常陡的上山路段,大概有8公里,而且需要爬升900米。根据她的经验,爬升将近1000米,温度就会降低6℃。她当时已经很冷了,肯定无法完成比赛,所以选择了退赛。但是她注意到前面的人都上去了。

 

从毛树智的简短记述中可以获得如下一些信息:一是“她已感觉很冷了”,这大致反映了当时所有参赛选手的基本环境条件;二是过了CP2后的路会很艰难,为高度差达900米的陡峭山路,稍有跑步常识的人都知道山路与平路差异很大,在山路跑步会消耗更多体能;三是气温由于海拔升高还会继续下降,将近1000米的高程会降低约6℃,这一涉及大气温度垂直递减率的科普常识在此时很关键,成为毛树智最终选择退赛的理性依据。

 

毛树智排除各种复杂干扰后最终做出明智选择,既体现了她多年积累的参赛经验,也反映了经验背后符合常理的科学规律。这一果断抉择使她从最初的有些懊悔到最终的庆幸,一天的赛事仿佛经历了一个世纪。人们在汲取各种教训的同时,显然也应从这一案例中总结背后的内在因素。

 

出海要问风浪事。与大自然打交道,无论是参加体育赛事、休闲旅游,或是以各种方式在野外活动,增加科学常识显然都是必要的。除有助于提升对大自然变化规律的认识外,关键时刻则可以避免伤亡损失。

 

2004年印度洋发生大海啸时,一位叫蒂莉的英国小女孩,当时年仅10岁,正和家人一起在泰国普吉岛的麦克奥沙滩上度假。蒂莉突然发现海面上海浪急速后撤,与在地理课上学到的海啸来临前的迹象非常吻合,她立刻告诉了妈妈,并向在场100多名游客发出警告信息。游客们撤离后几分钟,海啸汹涌来袭,但麦克奥海滩没有人员伤亡。蒂莉因此赢得“沙滩天使”的称号,2005年还得到了英国海事协会颁发的奖状。

 蒂莉 .jpg

大自然的变化常会超越人们的认识预期,许多科学知识也蕴含于这些千变万化之中。有人喜欢到大沙漠中去旅游,但如果在夏日里选择去北非的撒哈拉沙漠,是该注意防暑还是防寒呢?美国航空航天局(NASA)曾发布一个报告称,撒哈拉沙漠夏天的气温可以从白天的38℃下降到夜间的-4℃。若旅游者有在沙漠中过夜的计划,则既要做好白天防热、防晒的准备,也要为夜间降温时准备好防寒的睡袋。

 

沙漠中的气温为什么会产生如此剧烈的日变化呢?其归因主要为两个要素的结合,沙子和湿度(空气中的水汽含量)。

 

沙粒缺乏良好的保温能力。当阳光照射到沙漠时,顶层的沙粒会很快将吸收的热量反射到大气中,使气温快速飙升。当夜幕降临时,由于不再有阳光提供热量,而沙漠存储的热量不足,气温则迅速下降,从而使沙漠环境变得比周围更冷。这是沙漠夜间降温的一个原因。但这样的解释尚不足以说明问题的全部,疑问在于类似的降温并没有发生在海边的沙滩上,没有人到海边度夏时会考虑准备冬装。

 


这就要考虑另一个影响因素——湿度。与沙子的特性相反,空气中的水汽是重要的温室气体,具有强大的储热能力,像一块厚厚的透明毯子盖在地球表面,阻止热量快速向外散发。但“毯子”在各地的薄厚不均,保温效应差异很大。海边沙滩与大沙漠的空气正是由于水汽含量存在差异,白天升温和夜晚降温效应不同。一般情况下,海边大气的湿度较高,具有较好的保温效果,而沙漠上的空气则非常干燥,在撒哈拉这样的大沙漠中,湿度通常几乎为零,就好似本可以保暖的毯子出现了破漏之处,热量会从这里乘机“逃逸”。从另一个角度解释,湿度大的空气加热时需要更多的能量,降温时也需要更长时间,反之亦然,干燥的空气升温和降温都会更快,这与沙漠中日夜温差大的现象也是吻合的。

 

探索大自然的奥秘与规律、普及科学知识,既是科学家的任务,也应是广大民众提高自身科学素养的自觉追求。从具体的案例和现象入手,追问、解答其中的为什么,有助于使防灾减灾、趋利避害、生态文明、与大自然和谐共生这些宏大、抽象的概念,变得具体清晰、了然可见、触手可及。


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