« Science trois minutes » concours compte à rebours cinq jours
l'expansion et la contraction thermique est non seulement un phénomène physique - la chaleur estivale de l'été, les gens aiment Voyage autour, tirant la vision de l'empreinte, lorsque les yeux de la conscience du cur dans toute la réalité se gonflent naturellement, l'hiver est l'air froid se produira, il pourrait aller voyage nez accrocher des jumeaux, donc nous préférons réduire le chauffage de la maison se chauffait. Cet été, le cur de la petite extension de la série aux États-Unis Ouest voyage sur la côte, le Pacifique peut attendre des feux d'artifice dans le confort d'une recrudescence de la flambée de confort.
Dans la première station sur la côte Ouest à San Francisco. Pas à cause de la latitude de San Francisco et Pékin, une petite série de shorts et sandales veste apparaîtront dans l'aéroport. Après avoir été poussé hors de la hauteur des âges terminaux et le poids, alors que le vent a soudainement frappé, petite flambée flambée moitié reculer brusquement, assis train conversion ouverte (Transition Train), le vent froid soufflant des changements mordre mon cerveau sont remplis à chaud chauffage manteau en peau de mouton kang.
Mais quand le soleil a émergé de derrière les nuages vraiment, tout est revenu à chaud, et pas totalement bouché les zones côtières domestiques. Il avait l'air de bons amis dans une plate-forme sociale pour tous les types d'été d'opposition vocale, coeur Xiao Bian ne pouvait pas aider mais en fait flashé un léger agréable, dans cette agréable brise marine et le soleil finit par conduire à la goutte d'eau, se transformer en plein jour sous air clair Dieu cool.
Le soleil est en train de couler, bien que toujours plus de cent millions de kilomètres de la Terre étoiles, mais dans la plage de la côte ouest des États-Unis sur le soleil semble toujours être vaut plus que partout ailleurs montrer. En plus de la lune plus ronde, ce qui plus brillante que le soleil, en fait, il y a une raison plus profonde - assis-climat et lieux nationaux près de San Francisco sont toutes différentes. Ce climat est appelé climat méditerranéen .
Descendons aux affaires -
Tout d'abord, quel est le climat méditerranéen?
Europe méditerranéenne entre terre et mer, bien sûr, parfois les gens vont la tête en une coiffure. Mais il est comment et sur la côte ouest de quelque chose aux États-Unis pour le faire? la géographie de l'école nous dit que l'impact du climat principalement température de l'air , précipitation et altitude Et ainsi de suite. climat méditerranéen (la capitale grecque - Athènes, par exemple) de quelque chose précipitations mensuelles et de la température comme ceci:
En un mot, qui est, étés secs et des hivers humides et doux températures année . Et toutes les régions du pays sont soit l'hiver de séchage d'été humide, et juste en face du climat méditerranéen, les précipitations tout au long de l'année ou sont relativement stables. Pour obéir à la loi de la température et des précipitations au-dessus des zones extraites, nous pouvons obtenir la distribution mondiale climat méditerranéen:
Les zones rouges sont le climat méditerranéen et des images de la littérature
Un lecteur attentif peut facilement voir, le climat méditerranéen de la répartition régionale pour répondre à deux caractéristiques distinctes - dont l'un est Dans l'océan de l'ouest (quel que soit le Pacifique, l'Atlantique ou la Méditerranée) dans les zones côtières Le second est Latitudes entre 30 et 45 degrés . On peut en déduire, Athènes et le climat de San Francisco est très similaire. Donc, si une vie résidant dans la Méditerranée vacances en Californie pour aller, alors il sera très adapter à ce climat.
En second lieu, la circulation de surface de la mer
Nous savons que la latitude de température est un facteur déterminant, ce n'est pas difficile de comprendre pourquoi le climat méditerranéen toujours se situe entre les latitudes 30-45 degrés dehors. Mais pourquoi il apparaît toujours dans l'océan de l'ouest il? Il est évident que cela et surface de la mer actuelle océan Liés à la distribution.
la distribution des courants de surface de la mer est la suivante:
Image de Wikipedia
La flèche rouge ci-dessus chiffre représente le chaud, les flèches bleues représentent froid. Grâce à l'observation que nous pouvons trouver une règle - à proximité de 30 degrés de latitude (latitude latitude nord ou sud), forme un courant fermé cellule de circulation (gyres océaniques, mais était dans le sens horaire dans l'hémisphère nord, l'hémisphère sud dans un sens anti-horaire), et Dans le formage à froid le long de la côte ouest continentale , La côte est du continent à la forme chaude . Le climat méditerranéen est tout simplement tous situés sur la côte ouest du continent! Il ne ressemble pas à une coïncidence, si l'on devine: Peut-être le froid et le climat méditerranéen sont étroitement liés.
Froid est comment est-il? En fait, très simple, côté haute température de l'eau circule d'un côté pour former un froid à basse température. Comme on peut le voir d'après le tableau ci-dessus, le flux de régions à faible latitude sont froids des latitudes élevées, en raison des hautes latitudes moins de rayonnement solaire, la température est plus faible par nature. De plus, ce tableau ci-dessous pour nous dire pourquoi le froid provoque le séchage:
Depuis l'été brise de mer froide effet de refroidissement est plus important que l'hiver, et contribuent à réduire la côte d'humidité de l'air. Ceci est une cause majeure de l'été sec climat méditerranéen.
De plus, la formation du temps froid beaucoup plus frais en été, peut être décrit comme un climatiseur naturel. Lorsque les régions du pays rouge, orange, jaune vert bleu violet couleur avertissement de température élevée, les nouvelles, les gens positifs sur dorant plage de Californie au soleil en appréciant les couleurs rouge, orange, bikini violet bleu vert jaune encore.
Trois, pas seulement froid - pourquoi la préoccupation du réchauffement climatique?
Bien que détermine en grande partie la formation du froid climat méditerranéen, mais surtout en raison de l'eau de mer froide en raison des différences de température et par le vent généré. En fait, laisser l'eau de les principaux facteurs sont les suivants:
forces de marée. D'autres planètes (principalement la lune) à la gravitation différente l'eau de mer à différentes profondeurs de la Terre, causée par la différence de gravité, ce qui est la cause des marées hautes et basses.
Vent. La « tempête » du mot, peut-être parce que l'amour du vent généré des vagues.
différence de température d'eau de mer. Les températures de la mer peuvent affecter la densité de l'eau de mer. Non seulement l'eau peut-fil de l'eau, il peut aussi aller faible densité de campagnes locales (pénétration).
différence de salinité. La salinité peut affecter la densité de l'eau de mer.
la rotation de la Terre. Du fait des différentes latitudes des distances différentes de l'axe de rotation de la Terre, la vitesse de rotation est différente, celle-ci créant ainsi une force de déviation horizontale d'est en ouest, qui est aussi appelé la force de déviation force de Coriolis (Force de Coriolis). la force de Coriolis est la circulation de l'hémisphère Nord était droite, à gauche dans l'hémisphère sud était la raison, parce que plus la latitude, la vitesse relative du niveau d'eau plus rapide.
Même il comprend d'autres facteurs, tels que la biosphère marine et des tremblements de terre sous-marins, mais le principal facteur est le sont au-dessus de cinq. Mais cinq facteurs a été très compliqué, et nous devons réfléchir aux moyens de « coins coupés. » Si la considération primordiale énergie éolienne , la différence de température d'eau de mer et force de Coriolis , Il a donné lieu au diagramme de circulation de surface de la mer dans la section précédente mentionné, un autre mouvement très important appelé la communauté scientifique marine circulation thermique (Circulation thermohaline), comme son nom l'indique, il est principalement considéré la différence de température d'eau de mer , différence Salinity et force de Coriolis Rôle. Il est à noter que, en raison des profondeurs différentes de la différence de concentration d'eau existe également, en fait, le modèle de circulation de fluide de sel est à trois dimensions, et qui, dans un des courants de surface supérieure est très différente.
Une autre différence est que les courants de surface, la circulation du sel thermique est globale, et son cycle est long, peut atteindre 1000. la circulation thermohaline est comme une très belle image d'un ruban, comme indiqué ci-dessous:
Wen (chaud) ont Yan (sel), la création d'un transport maritime mondial
En plus de la valeur élevée du yen, comme la circulation thermohaline a conduit à l'échange entre les eaux du monde aux nutriments océaniques profonds apportés à l'eau peu profonde, en maintenant il a joué un rôle crucial dans l'équilibre écologique de la terre. Les modèles mathématiques pour la circulation de la chaleur est très riche en sel, par exemple , et VI. En particulier, la littérature Chapitre VI ou Le sixième chapitre, l'auteur a établi une circulation thermohaline profonde du modèle de dynamique des fluides a été très excitant conclusion. Le modèle est le suivant:
Voir équations de bonbons pour les yeux, les mathématiciens ont ressenti les trois boissons. Mais en fait, il est l'équation la lumière ne suffit pas, parce qu'il ya cinq variables inconnues, l'équation, mais seulement quatre, donc nous devons & # 120588; (densité de l'eau de mer, la pression p est une fonction connue) faire des hypothèses raisonnables (hypothèse linéaire, aussi connu comme hypothèse de Boussinesq):
Pour obtenir des conclusions significatives, nous devons paramètre Valeur et Conditions aux limites . Après avoir ajouté ces conditions, la littérature auteur le professeur Muller du modèle lorsque l'analyse mathématique a révélé que ASi différence de concentration en sel de la mer (la différence entre la concentration des fonds marins et le sel de mer) détermine les changements macroscopiques des caractéristiques de circulation de sel de mer! Plus précisément, quand un grand ASi, le sel de mer peut être voie de circulation de variation périodique (Document théorème 6.33) a eu lieu, tandis que les petites ASi, voie de circulation de sel peut des changements permanents (se produisent document théorème 6,31 et 6,32).
Cette conclusion que ce soit en mathématiques ou en sciences de la mer sont très bien, alors il est de savoir comment l'obtenir? Dans l'analyse fait du professeur Muller est essentiellement théorie bifurcation (Bifurcation Theory), qui est la valeur de la matrice de fonction ou un opérateur différentiel de valeurs positives et négatives va changer avec le changement de paramètres, affectant ainsi des solutions de performance macro-économiques des équations. voici Tableau Désaccord (Bifurcation diagramme, à savoir la stabilité des solutions des équations) graphique d'un exemple:
A propos de la théorie de la bifurcation, accélère considérablement la « théorie du chaos à la fin ce qui est - de l'effet papillon » a plus en profondeur l'introduction, la théorie « » est l'application des différences de biologie cellulaire. Si le tableau de désaccord lui-même variera en fonction des paramètres correspondant à la branche des mathématiques appelée théorie de la bifurcation dynamique (Dynamic théorie des bifurcations), c'est une discipline très jeune, il y a beaucoup de valeur d'émission de nouvelles et intéressantes à étudier. Les conclusions ci-dessus sur la circulation thermohaline, est une importante théorie de la bifurcation des applications dynamiques.
Le réchauffement climatique La raison d'inquiétude, une raison importante est parce qu'il accélère la vitesse de fusion de la glace près de l'océan Arctique. Comme un Arctic salinité réduit, de sorte que AS devient plus petit, de sorte que le traitement thermique initial est ralentie Circulation, 2004 observé expérimentalement par exemple, la chaleur est ralentie Circulation . Bien qu'il ait été du sol (l'Administration nationale aéronautique et de l'espace) de la NASA semble que cette conclusion est encore controversée, c'est un problème connu de préoccupation pour les scientifiques. Document et conclusions peuvent être différentes formes de la circulation thermohaline peut faire des conseils sur les mathématiques, qui jouent pour aider à prévoir les changements climatiques de la Terre.
En quatrième lieu, la circulation et El Nino
Après tout, le réchauffement climatique est un événement mondial, un peu éloigné de nous. Nous allons revenir et continuer à profiter du climat unique en Californie.
Depuis le sec l'été, un sol pauvre, la végétation peut sentir les régions nord-ouest du pays
Redwood Sher grand parc. En raison de l'été sec, les feux de forêt se produisent souvent, de sorte que les plantes en Californie ont une forte sécheresse et résistance au feu, pas trop de feuilles.
Nous savons déjà que l'été en Californie et en hiver sec et humide, et déjà expliqué les raisons du « sec d'été », alors pourquoi « l'hiver humide » moyenne? Cela ne peut pas seulement être expliqué par la théorie des courants océaniques. en fait Débit d'air L'impact sur le climat est essentiel, non seulement parce qu'elle peut affecter le mouvement de la mer, mais aussi (comme les cyclones et anticyclones) déterminer le type de climat local par le niveau de pression d'air.
Région méditerranéenne Débit d'air climat de ce qui est-il? Nous savons de haute géographie de l'école, la Terre est Équatoriale zone basse pression , ceinture subtropicale (Environ 30 degrés de latitude), ceinture basse pression Subpolar (Environ 60 degrés de latitude) et bande polaire haute Diviser en trois régions. Ces trois régions sous les effets de la pression avec quatre et force de Coriolis générées, le débit d'air régulier:
Bien sûr, le débit d'air est pas si simple. Lorsque les mêmes hauts et bas des lignes de tension de la mauvaise répartition de latitude peuvent se produire, de sorte que la circulation se produit perpendiculairement à une bague de longitude. Lorsque le plus célèbre lorsque le nombre de l'équateur circulation Walker (Circulation Walker).
Sous l'influence combinée des vents d'ouest et des saisons latitudes moyennes, la circulation atmosphérique au cours des présents de la côte de Californie de changements complexes. expérience d'hiver en alternance, le sens de circulation de la direction latitude est modifiée à partir du graphique, nous pouvons en déduire que les précipitations sur l'océan à terre à ce moment également changer, Une raison importante est le climat méditerranéen hiver humide que dans l'été . Mais maintenant, ce n'est pas un modèle mathématique complet pour décrire la zone des changements de la circulation atmosphérique dans le processus spécifique.
circulation Walker des hémisphères nord et sud flux d'air affecte la façon - de produire des systèmes à haute pression (anticyclones) sur la côte ouest des Amériques, ce qui réduit les précipitations
À propos des cercles de sens de circulation atmosphérique latitude, la circulation Walker est toujours source de préoccupation pour les scientifiques, la raison principale est que, El Nino (ENSO, aussi connu comme El Niño Southern Oscillation) sont étroitement liés. La distribution de la circulation Walker à l'équateur est la suivante:
El Niño (El Niño, garçon milieu espagnol) fait référence aux eaux du Pacifique Est quelques années (2--7 ans) sera élévation anormale de température, il y a un autre phénomène inverse El Niño anormal appelé La Nina (La Niña, Espagne langue fille doigt du milieu) phénomène. Ces deux phénomènes affectent largement le climat mondial, y compris la côte de Californie, les précipitations et la température (bien que le climat est relativement stable, mais il peut également se produire en raison de certains changements dans les facteurs externes), et même conduire à des anomalies environnementales mondiales (principalement est causée par la sécheresse et les inondations). En Climatologie, les gens utilisent généralement Nord / Southern Oscillation Index (Oscillation Nord / Sud Index) est déterminé à l'état de la terre El Nino, La Nina état ou état normal .
Dans le domaine des sciences de la terre, en particulier le mécanisme du phénomène El Niño est tellement mystère non résolu, et donc l'absence de contre-mesures efficaces. Mais aux yeux des mathématiciens ou des paramètres différents, différentes manifestations d'équations différentielles sur les phénomènes El Nino et La Nina dans la nature. Circulation thermohaline océanique est similaire à celui du professeur Muller de la théorie de bifurcation dynamique, mis en place un modèle mathématique complet du phénomène El Nino et ont un phénomène El Nino et La Nina a fait une analyse qualitative détaillée. Espace limité, cela ne va, le modèle de référence spécifique et l'analyse peuvent être et Document .
V. Conclusion
Grâce au développement de la science et de la technologie, les gens sont de plus en plus conscients de l'environnement et les questions climatiques, l'environnement et diverses conférence sur le climat mondial est devenu un point remarquable. Mais chaque fois que la conférence sur le climat est accompagné par beaucoup de controverse - « Il y a peu au réchauffement climatique et les activités humaines? » En fin de compte ou besoin de contrôler strictement les émissions de gaz à effet de serre "Il y a beaucoup de questions, mais n'ont pas une réponse parfaite? .
Pour revenir à la discussion du climat méditerranéen. Malgré l'hiver généralement sec et l'été humide et pour répondre aux caractéristiques de la norme de la division climat méditerranéen n'est pas absolue, car les changements globaux peuvent avoir un impact fondamental sur le climat local. Par exemple, nous savons qu'il ya eu de nombreuses fois à l'âge de glace de l'histoire de la Terre, période d'environ cent mille ans. Par exemple, dès que les méthodes existantes de classification climatique (comme populaire nationale Mlle Chow classement ), au quatrième trimestre période glaciaire, à travers le monde, il est « le climat de la glace polaire. » Ainsi donc les études climatiques n'imaginaient pas aussi simple que cela, mais il faut aussi tenir compte des tendances mondiales.
Dans deux différents groupes d'âge de la glace, la Terre était complètement recouvert de neige et de glace, qui est la fameuse théorie de la « Terre boule de neige » (boule de neige)
Comme il a été souligné dans les petites séries, et maintenant le lien entre la classification de sujet de plus près. Les mathématiques et la physique peuvent être utilisés pour expliquer la quasi-totalité des phénomènes naturels autour de nous, et la théorie mathématique du développement des enseignants Muller est un outil large et efficace, je crois que l'avenir sera plus les scientifiques concernés. En fait, une théorie interdisciplinaire similaire, il y a beaucoup, mais parce que des idées novatrices pour briser la routine, ou trop large à travers le champ, leur valeur va prendre du temps lentement validation.
Enfin, un mot pour résumer l'ensemble du document pour améliorer l'impression du lecteur:
Spring Patio (sujet Les lecteurs sont invités à l'auto)
jour de chien Juillet chaleur coeur Coup de soleil, la pluie serviette hantou.
Avec des vols vers l'Ouest, des milliers de miles Xia auréole.
chaud soleil caresse mon visage, petits nuages vagues, l'impact Sequoia élevé, Wal-Lin Ye Zhen, herbe portes Jin Huanggui.
Conduire la brise de la mer, est Wun Sha jouer vagues, avec les montagnes à l'ouest.
Avec l'air froid, il vieillit, arylsulfonique étrange Films Banque.
Bien que jour donné climatique, difficile d'aller un esprit: obtenir le réchauffement climatique, les courants océaniques avance;
El Nino, souffle le chaud et le froid, persistante turbulence donnée encore savoir.
jour Imprévisible, asseyez-vous sur les différences, dragon Gun.
références
https://sites.google.com/site/climatetypes/mediterranean.
https://en.wikipedia.org/wiki/Ocean_current.
Fowler, Andrew, mathématique géosciences, Springer 2011.
Muller, "équations aux dérivées partielles", Science Press, 2011.
Tian Ma et Wang Shouhong, la dynamique de la phase de transition, Springer 2014.
affaiblissement record satellites de l'Atlantique Nord actuelle. La NASA, le 15 Avril 2004.
https://www.nasa.gov/topics/earth/features/atlantic20100325.html.
Horton DE et al., Contribution des changements dans la circulation atmosphérique à l'évolution des températures extrêmes, "Nature" 2015.
https://www.ncdc.noaa.gov/teleconnections/enso/indicators/soi/.
https://zh.wikipedia.org/wiki/ Mlle Chow classification climatique.
Cet article du n ° publique Avant-garde de la science (ID: kpzqxyxg) Reproduit avec la permission
Edit: yangfz
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