北京时间9月29日消息,乍一看,为金星做天气预报似乎是一件极其简单而枯燥乏味的事情,因为金星上的天气几乎是一成不变的。但现在看来这一点可能要取决于你所处的位置。人们很早便已经知道金星是太阳系的地狱——地表温度超过480摄氏度,连铅块都会熔化。空气中弥漫着浓硫酸液滴组成的雾气,这还不算,这里的地表大气压是地球表面大气压的90倍,人站在上面会立即被压扁。因此,在规划金星考察计划时,永远不要指望金星上会有好天气,不过有一点倒是可以确定的,那就是金星的这种地狱般的天气是不会变的。
蒂姆·莱文古德(Tim Livengood)博士是美国国家地球与空间科学教育中心的研究员,现在他在马里兰大学任职,他说:“金星上发生的任何气候变化都将引人注意,因为这颗星球上有着太多的因素限制着天气的变化,这让这里的天空几乎一成不变。”
莱文古德解释说:“地球上存在四季变化,这是因为地球拥有23度的黄赤交角(即地球赤道面与黄道面之间的夹角),这样一来,在一年之中地球上各地的光照强度以及白天的长短会出现变化。然而金星的黄赤交角数值太大了,它的这一数值为177度,这就相当于金星整个颠倒了过来,反而相当于仅有3度的角度了。因此太阳光几乎可以一直直射金星的赤道附近纬度带,季节变化很不显著。另外,金星的轨道偏心率也比地球的小,也就是说它的轨道形状更圆,这样也就不会出现离太阳太远或太近的情况,也就不会出现由于距离太阳远近的变化而导致的温度差异。你或许还会说,金星的晚上温度总会比白天低一些吧?确实,由于金星自转极慢,金星上的一晚上几乎要相当于地球上的两个月。但是事实上,由于金星被一层充满硫酸云和二氧化碳的浓厚大气层包裹,很难散热,因此它表面上白天和黑夜的温度几乎是一样高的。最后,金星上几乎所有的水都已经散失殆尽了,因此你也不能指望会有任何飓风或者暴雨来给你降降温。”
然而,根据最新一项由美国宇航局及其国际合作伙伴们进行的研究项目显示,在更高的海拔上,金星的高层大气却显示出了更加复杂的模式。研究小组利用望远镜发现在红外波段中观察时,在金星上空大约110公里远离令人窒息的云层上方,金星大气中间层和热层区域里寒冷,洁净的空气中正发生一些不同寻常的事件。
美国宇航局戈达德空间飞行中心的特雷多·卡斯托克(Theodor Kostiuk)博士说:“尽管在这些高海拔上,金星极地上空的空气温度一般总会低于赤道上空空气的温度,但是偶尔极地上空的温度会变得较为温暖。”他说:“在地球上,有一个被称之为‘哈德利环流’的气流循环模式存在于赤道与两极之间:赤道地区上空的空气受热膨胀上升并向两极运动,最后在极地变冷下沉回到赤道,从而构成完整循环。由于近地面的大气密度较高,从上空下沉的气流会被压缩并因此升温。然而我们在金星上看到了恰好相反的进程。另外,尽管金星上各处的温度相当均衡,但是在中间层-热层范围内,我们发现在金星低纬度地区上空,短短几个地球日内就会出现幅度达到30度的温差变化。金星的极地地区上空高层大气环境相对稳定,但是仍然纪录到幅度达到15度左右的变化。”
卡斯托克和莱文古德参与撰写的这一论文已经发表在了7月23日出版的在线版《伊卡鲁斯》杂志上。来自德国科隆大学的吉多·索纳本德(Guido Sonnabend)博士是论文的第一作者,他说:“金星大气的中间层和热层非常活跃,由太阳热量和东西方向纬向风带相互竞争。可能正是这一点导致了局地的温度变化以及随时间出现的起伏。”
根据研究小组的观点,这种出现于金星高层大气中的温度起伏有着诸多可能的原因。金星大气中不同海拔高度上的全球性气流会引发扰动,其运行时速超过320公里,且方向各自相反。这会导致不同高度间气流的热量交换,并进而导致高层大气温度状况发生相应的变化。另外,在金星极地存在的巨型气旋也可以产生扰动,并造成气压值的改变并进而引发温度变化。
除此之外,由于小组所研究的金星大气层面位于其浓密的云层上方,因此这里的温度环境也会受到日夜转变时太阳光照强度改变的影响,而从赤道到两极纬度逐渐增加也会对此产生相应的影响。事实上金星的这一大气圈层海拔已经足够高,它甚至会受到太阳活动周期变化的影响,如太阳耀斑爆发或者日冕物质抛射事件(CME)等等。
长期观察显示,金星上层大气表现出以日,周,乃至以十年为长度单位的变化。1990年至1991年间测量的温度数值显示当时要比2009年时温暖一些。同样的,在2007年使用戈达德空间飞行中心的“行星风带和组成外差震荡设备”(HIPWAC)金星的观测则发现当年金星赤道地区的温度也要比2009年的数值显得温暖一些。科学家们表示,既然现在已经确认发现金星高层大气中存在着变化,那么便需要在未来进行更多的观测来确定究竟是哪些因素在不同的时间尺度上影响着金星的高层大气环境。
卡斯托克说:“除了这些变化之外,我们还发现在这一高度上,依据现有主流模型,即‘金星大气国际参考模型’计算得到的温度数值要低于实测数值。这就意味着我们还有很多工作要做,用以对现有的金星大气循环模型进行相应修正。”
很多时候人们喜欢将金星比作是地球的姐妹,因为它们两者大小相当,很多地方也具有相似之处,但是现在的两颗行星却已经大相径庭,完全走上了两条不同的道路。那么为什么当初如此相似的两颗行星竟会得到如此迥异的结局?科学家们相信对于金星的研究将最终帮助我们进行对比反思,更好地理解地球大气的演化历史,了解为什么地球今天可以如此生机勃勃,而金星上却成了一片死亡的沙漠?
小组此次对金星高层大气中的风速和温度数值进行了测量,使用的方法是借助望远镜观察金星大气中的二氧化碳分子在太阳光照下被激发产生的红外光辐射。红外光肉眼看不到,但是我们可以以热量的形式表达它的存在,经过特殊设计的仪器却可以非常灵敏地在红外波段进行探测工作。
研究小组将他们活的的观测数据与1990年~91年期间戈达德中心得到的数据,以及2009年美国宇航局夏威夷红外望远镜获得的数据进行了对比研究,得到了相应的结果。(晨风)
据美国每日科学网8月29日(北京时间)报道,美国科学家日前开发出了一种能测量人体单个细胞温度的纳米温度计,并首次证实细胞内部温度并不像整个机体那样遵循平均37℃的标准,不同细胞个体在温度上往往存在显著差异。对这一差异的研究将有助于开发出预防和治疗疾病的新方法。
该研究由普林斯顿大学的杨浩(音译)和加州大学伯克利分校的林利维(音译)负责。他们在美国化学学会(ACS)第242次全国会议上公布了这一成果。
杨浩说,从化学角度对细胞进行研究,温度是一个重要指标,因为不同的化学反应都有可能使其发生变化。但今天,在海量的科学数据和文献中与此相关的研究却少之又少,因此,要想了解更多细胞内部的奇妙世界,就必须弄清楚细胞的温度及其变化规律。
为了测量比针尖还小的细胞的温度,研究人员使用了一种特制的纳米温度计。该温度计用镉和硒的量子点制成,小到足以进入单个细胞。当温度变化时,这些量子点就会发射出不同颜色的光,通过专门的仪器对这些光进行“解码”就能发现细胞的温度变化。
研究人员发现,在细胞内部不断进行着各种各样的生化反应,这些反应都会产生热量。但有些细胞要比其他细胞更活跃,因此释放出来的热量也更多。杨浩的团队还通过刺激细胞的方式,提高细胞的生化活性,以观察其对温度的影响。
杨浩解释说,这些温度变化可能与身体的健康状况相关。细胞内部温度的变化可能会改变DNA的工作方式或蛋白质分子的运行机制。如果温度上升到足够高时,一些蛋白质可能会发生改变并停止生产。
杨浩说:“长期以来,不少科学家都怀疑人体内的细胞具有各自不同的温度。但通过实验对该推测进行证实,这还是第一次。这让我们产生了一个新的设想——或许温度变化是一种人们所不知道的、细胞间相互沟通的新方式。”
研究人员称,目前他们正在试图通过进一步的实验找出这种温度变化的调节机制,该研究有望在未来开发出预防和治疗疾病的新方法。
测量温度是科研和工业生产等领域的基础工作之一。随着晶体管等在内的很多器件尺寸越来越小,在微观环境中测量温度的要求也越来越高。早在几年前,日本研究人员就开发出一种当时世界上最小的碳纳米温度计,这种温度计直径不到头发的1/500,能精确到0.25℃,可用于电子线路检测、毛细血管温度测定等诸多方面。而文中所述的纳米温度计更是小到足以进入单个细胞!这一成果无疑为满足越来越高的温度测量要求提供了新手段。
避暑成人们最大难题
科学网(kexue.com)讯 去年世界气象组织气候研究中心主管贾萨姆·阿斯拉尔说,20年前有关地球温度持续升高、风暴愈发猛烈的科学预测在过去10年内得到证实,这种趋势今后可能持续。这样的说法显然得到了证实。目前全球多国遭受到了高温侵袭。
中国持续酷热 高温预警升
近日,中国南方部分地区持续高温少雨,局部地区最高气温直逼40摄氏度。随着南方高温范围逐渐扩大,强度日益加强,中央气象台甚至将持续多日的高温蓝色预警升级为高温黄色预警。
日本连续高温 已有35人死亡
日本气象厅最近多次发出高温警报,日本大部分地区最高气温都超过摄氏35度,其中埼玉县达37度,京都36度,东京35度。NHK电视台独立调查称,在过去一周,全国12个都道府县已经有35人热死,7,000多人因中暑被送院救治。
目前日本高温天气已持续近10天,东京地面温度最高突破50度。由于全国缺电,部分市民关闭空调,导致中暑者增加。气象厅说,高温天气还将持续数日。
全美酷暑侵袭 长者引发疾病
据美国有线新闻网络报道,美国中部和南部地区连续一星期遭热浪侵袭,造成至少22人死亡,30多个州份发出高温警报,全美近半数人口、约1.41亿人受影响。
现在美国也是持续酷热中。纽约市日前最高温度料达摄氏38度,政府严阵以待,包括开放避暑中心,建议市民尽量留在有冷气地方,大量补充水分,减少饮用酒精性、咖啡因或高糖分饮料。首都华盛顿同样非常酷热,昨日最高温度估计超过37度。当局警告,由于湿度相当高,纽约和华盛顿居民实际感受温度可能超过43度。
气象专家估计,今年酷暑天气造成的断电、公路桥梁损毁及导致死亡等严重事故,可能超过1995年的热浪。当年热浪仅在芝加哥地区就造成约700人死亡,数千人住院。中北部部分地区去年夏天最高温度一般不足30度,而今年持续录得37度以上,可能引发老年人心脏病等疾病发作。
澳洲严重干旱 受山火威胁
酷热不仅仅是北半球的事情,今年1月份正值澳大利亚的夏季,在澳大利亚南部的维多利亚州等地却因为持续的高温和气候异常干燥,引发了数起山火。当时当地气温已经高达40摄氏度,气象学家预计2011年澳大利亚南部许多地方还将接受高温酷暑的考验。
当局已经发出警告,称这种炎热的气候天气若持续更长时间,火势存在恶化的危险,甚至不排除发生大规模山火的可能。当地政府已经要求旅游景点等做好必要时疏散游客的预案。
导致天气酷热的原因,科学家认为,工业排放的大量温室气体进入地球大气层,吸收日照热量,起到保温作用,导致地球温度越来越高,所以极端天气愈发频繁。
(科学网kexue.com 乔尔)
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近日,中国南方部分地区持续高温少雨,局部地区最高气温直逼40摄氏度。随着南方高温范围逐渐扩大,强度日益加强,中央气象台甚至将持续多日的高温蓝色预警升级为高温黄色预警。
日本连续高温 已有35人死亡
日本气象厅最近多次发出高温警报,日本大部分地区最高气温都超过摄氏35度,其中埼玉县达37度,京都36度,东京35度。NHK电视台独立调查称,在过去一周,全国12个都道府县已经有35人热死,7,000多人因中暑被送院救治。
目前日本高温天气已持续近10天,东京地面温度最高突破50度。由于全国缺电,部分市民关闭空调,导致中暑者增加。气象厅说,高温天气还将持续数日。
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现在美国也是持续酷热中。纽约市日前最高温度料达摄氏38度,政府严阵以待,包括开放避暑中心,建议市民尽量留在有冷气地方,大量补充水分,减少饮用酒精性、咖啡因或高糖分饮料。首都华盛顿同样非常酷热,昨日最高温度估计超过37度。当局警告,由于湿度相当高,纽约和华盛顿居民实际感受温度可能超过43度。
气象专家估计,今年酷暑天气造成的断电、公路桥梁损毁及导致死亡等严重事故,可能超过1995年的热浪。当年热浪仅在芝加哥地区就造成约700人死亡,数千人住院。中北部部分地区去年夏天最高温度一般不足30度,而今年持续录得37度以上,可能引发老年人心脏病等疾病发作。
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酷热不仅仅是北半球的事情,今年1月份正值澳大利亚的夏季,在澳大利亚南部的维多利亚州等地却因为持续的高温和气候异常干燥,引发了数起山火。当时当地气温已经高达40摄氏度,气象学家预计2011年澳大利亚南部许多地方还将接受高温酷暑的考验。
当局已经发出警告,称这种炎热的气候天气若持续更长时间,火势存在恶化的危险,甚至不排除发生大规模山火的可能。当地政府已经要求旅游景点等做好必要时疏散游客的预案。
导致天气酷热的原因,科学家认为,工业排放的大量温室气体进入地球大气层,吸收日照热量,起到保温作用,导致地球温度越来越高,所以极端天气愈发频繁。
(科学网kexue.com 乔尔)
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墙壁竟可以散热
科学网(kexue.com)讯 近日,英国科学家最新研制的一种喷雾可使墙壁变成散热器。英国诺丁汉大学的研究人员发明了这项技术,他们研制的喷雾可在白天吸收热量,当温度下降时便缓慢释放。
这项突破性技术将有效地降低能源消耗,节约大量钱财,预计可有效地降低35%的室内取暖费用,它将于未来两年内上市销售。目前,这种喷雾被命名为“非畸形能量存储变化材料(PCM)”,热量来源是房间散发的过剩热量。
当室内温度达到一定等级时,喷雾材料将存储额外热量,例如:适宜房间的温度为22摄氏度。它拥有无所不在的应用,适应于砖质墙壁,以及墙壁内侧的墙纸。在英国诺丁汉大学可持续能源中心实验室内,研究人员已将喷雾材料凝结成一个大硬币的薄片。
由乔-达克瓦教授和同事奥利弗-苏合作完成这项研究,他们称这种材料可像喷雾一样工作,在物体表面形成一个显微薄层。在一定的温度之上,喷雾中的微粒将融化,它们并不是形成水滴,而是以特殊的覆盖层形式存在。之后这些物质将变成固体,将热量散发在房间内。
科学家认为这种喷雾材料可用于建造新型建筑,并有效地节约能源。同时,他们强调这将显著减少碳排放。达克瓦教授称,建筑行业将产生比世界上其它行业更多的碳排放,甚至超过航空飞行。在一些发展中国家,建筑行业是最高能源消耗单位,且排放出大量的污染物质。如果这种材料得以广泛使用,它将显著影响世界,有助于减少碳排放。
但是这种喷雾材料并不能淘汰空调,这是因为人们仍需要空调来控制湿度和空气流通。它们仅能减少排放房屋内过多的热量。研究小组认为该材料未来可应用于太阳能电池板和LED照明。
当前,他们正在研究哪种涂料可与这种喷雾材料一起使用,并对环境没有任何影响。同时,他们还将探索更绿色环保的方式,进而有效地减少世界碳排放量。(乔尔)
依据美国宇航局最新公布的视频图像,我们的太阳显然是一颗“快乐的恒星”。视频显示太阳表面的太阳黑子从远处看非常像一张快乐的笑脸。
依据美国宇航局最新公布的视频图像,我们的太阳显然是一颗“快乐的恒星”
太阳黑子是太阳表面较暗、温度较低的区域,是由强烈磁场活动性阻碍热对流所导致的。如图所示,这些太阳黑子处于正常状态,但它们并不经常排列形成犹如笑脸的结构。
美国宇航局太阳动力探测器(SDO)从地球轨道角度拍摄太阳的11张照片经合成之后可呈现清晰的笑脸,每张照片都是同一时间内拍摄的,但通过可析出窄带波长光线的不同过滤器,图像中的温度范围从最低至最高。
不同的太阳温度与太阳大气层不同层次相符,温度从太阳表面逐渐向太阳顶端日冕递减。太阳磁场活跃性与11年太阳活动周期的盛衰变化相一致。(叶孤城/编译)
日本一家企业响应政府节电号召,在屋顶铺设易拉罐,帮助降低温度,取得显著效果。
东京周边神奈川县镰仓市一家制作鱼糕的食品企业为提高空调效率,本月把大约1600个废弃易拉罐铺在一间冷冻仓库的屋顶,以隔离日照,降低温度。8名员工耗费4小时,铺满一半屋顶,大约15平方米。
随后,这些员工用网具罩住屋顶,防止风吹散易拉罐。
屋顶表面温度从55摄氏度降至36摄氏度。
共同社26日援引这家企业一名主管的话报道,收集和铺设易拉罐基本不用花钱,只耗费精力,却能变废为宝。鉴于效果显著,打算用易拉罐铺满整个屋顶。
这项技术由日本一家大型建筑企业开发,能隔热,能保温,冬夏均适用。
一些研究人员12日说,研究温室气体排放时,除考虑森林吸收二氧化碳的能力外,不应忽视城市绿化的吸附作用。
全球4%的土地面积被城市占据,随着人口不断增加,这一数据可能进一步上升。英国坎特伯雷肯特大学研究人员佐薇戴维斯告诉法新社记者:“现在,我们一提到城市,就认定这片土地吸附二氧化碳的能力为零。”
“不过,我们的研究成果显示,情况不是这样,城市绿化可吸附大量二氧化碳。”
研究人员以英国城市莱斯特为研究对象,评估城市公园、废弃工业区、高尔夫球场、学校足球场和河畔等地的二氧化碳吸附能力。
研究结果显示,城市吸附能力是预想的10倍,可抵消15万辆轿车的排放量。
戴维斯说,这座城市的大部分公共用地种植绿草,如果这片土地中的10%种上树木,整座城市吸附二氧化碳的能力将提升12%。
另外,多种树还可降低城市温度,阻止“城市热岛效应”发生。
洞内的巨型晶体在数千年前形成
由于附近存在一个温泉,导致洞内温度极高,地质学家最长只能在洞内停留10分钟
两名墨西哥矿工在搜寻铅矿时发现巨大的水晶洞,置身其中,你放佛来到超人的北极秘密基地。这些水晶洞位于墨西哥奈卡地下,洞内的白色石膏晶体在数十万年内一直以蜗牛般爬行的速度生长。
水晶洞让人不免联想到超人的北极秘密基地
在发现惊人的水晶洞后的10年时间里,科学家一直恳求墨西哥政府向联合国教科文组织申请,将水晶洞列为世界遗产,为子孙后代保护这个独一无二的自然奇观。西班牙地质学家胡安马-加西亚-鲁兹表示:“这是一个真正意义上的自然奇迹。”
一些石膏晶体的高度达到11米
文中令人惊异的水晶洞照片由西班牙著名摄影师加维尔-特鲁巴拍摄,石膏晶体的体积叹为观止,其中一些的高度达到11米。这些晶体随着时间流逝缓慢生长,为何呈随意的角度仍是一个未知数。奈卡的地下巨矿已经挖掘多年,1975年,一个巨大区域内的水被排干,允许进行采矿作业。由于水的消失,晶体停止生长。25年前,两名矿工偶然间发现了巨大的水晶洞,洞内的石膏晶体令人难以置信。
晶体在温度过高的水冷却和石膏饱和时出现。随着时间的流逝,晶体开始在水中形成
这些壮观的石膏晶体位于地下290米,在温度过高的水冷却和石膏饱和时出现。随着时间的流逝,晶体开始在水中形成。对于希望研究奈卡地下水晶洞的科学家来说,他们面临的一个主要问题便是高温。水晶洞附近存在一个温泉,导致洞内温度过高,研究人员在洞内的停留时间不能超过10分钟。庆幸的是,这个地下矿其他区域装有空调装置。
科学家一直恳求墨西哥政府向联合国教科文组织申请,将水晶洞列为世界遗产
加西亚-鲁兹表示:“在地下矿内,你无法停留10分钟以上,因为温度实在太高了。这个地下矿非常巨大,拥有很多洞室,汽车可以通行。”加西亚-鲁兹计划在不久后重返奈卡,继续进行研究。他呼吁加大保护力度,确保这些晶体能够完好地保存下来。他说:“这些晶体需要加以妥善保护。它们是令人吃惊的所在,我认为一些墨西哥人仍没有意识到保护这些晶体的重要性。我试图让墨西哥人相信,应该向联合国教科文组织申请,将水晶洞列为世界遗产。奈卡是一个非常独特的地区,在地球上的其他地区发现类似水晶洞的可能性极低。”(秋凌)
芝加哥不少市民到海滩游泳避暑/路透社
科学网(kexue.com)讯 北京时间7月22日消息,据美国有线新闻网络报道,美国中部和南部地区连续一星期遭热浪侵袭,造成至少22人死亡,30多个州份发出高温警报,全美近半数人口、约1.41亿人受影响。
极端天气频繁 影响农作物收成
尽管全球变暖危机未能引起各国深刻反思,但极端天气的频繁出现却再次给人类以警告。据气象专家预计,这种反常湿热天气可能延续到8月,并正蔓延至东北部地区。粮食交易商担心,持续酷热天气可能影响今年中部平原农作物尤其是粟米的收成。
中部地区自5月开始便遭遇一波又一波的热浪侵袭,芝加哥和堪萨斯城粮食交易商担心,干旱和酷暑可能造成中部平原地带今年粮食减产。据科学网(kexue.com)了解,热浪持续还影响到牲畜,南达科他州已有1,500头牛热死,威斯康星州有些奶牛场因为高温令牛奶减产。
全美持续酷热 或引发长者疾病
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