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路径依赖+文化差异

已有 1678 次阅读 2019-7-27 11:21 |个人分类:地理观察|系统分类:科研笔记

昨天,跟师兄谈起这个城市的气温,说到“路径依赖”。

1、午后2点气温最高?

中学地理教材上说,一个地方白天的最高气温通常出现在午后两点。这是我们共同的印象,或许记得不够准确,午后一点、三点?为什么是午后两点?而不是正午呢?因为太阳辐射(阳光)的能量集中在可见光和近红外(中学课本叫“短波辐射”),这些能量对大气而言穿透性极强,大气无法因为阳光照射而增温。大气白天升温,实际上是被地面烤热的。即,太阳的短波辐射到达地面后,被地表吸收、内化,然后增温,然后以热红外(即长波辐射)的形式再释放出来。大气对长波辐射的吸收率高一些,这时候就会出现明显的增温。因此,能量通过辐射传递,即“太阳光-地表-大气”这个过程,需要耗时。所以尽管逻辑上正午12点,太阳辐射最强,但是等能量被大气吸收并升温,有时间滞后,所以实际上气温的最高值通常在午后了。

注意,这里讲正午12点、午后两点等时刻,都是按照地方时计算的。正午,对于北京而言,差不多是12点,对于西安可能就要接近1点,对于乌鲁木齐则在14点了。

2、这个城市为什么最高温多出现在下午16、17点?

这是我们问题的缘起。师兄在这个城市生活了3年余,这是他的观察。

目前我们学习的这个城市是典型的河谷城市,大河东西向穿成而过,城市在河漫滩和阶地上;南北两侧有高山,河谷与两侧山地高差超过500m。500m这个数据来自网络,可能是不准确的,但不会差的太远。

不知道是不是这种“两山夹一河”的地形促成了气温时间过程的与众不同。

我查了一下,像北京、库尔勒这种纯粹的平原地区的城市,昨天确实是地方时午后两点左右气温达到最高。而我当前所在的这座河谷城市,确实是北京时间17点前后最高(地方时在16点左右)。我想,地形影响至少是其气温高值延迟出现的原因之一。

3、为什么很多研究重视气温而非地温?——路径依赖

前面说了,近地面空气的温度升降,取决于地表热红外辐射的影响。师兄说,那为什么很多研究通常考虑气温而不是地温呢?

秉承“绝不小心求证,只管大胆胡说”的精神,我说,可能是气温的数据比较齐全、有连续性。而地温的观测在早期不受重视,观测数据积累不够;而一旦形成习惯和模式,以气温表征的研究模式可能就成为标准,雪球越滚越大。。。

这可能就是所谓的路径依赖吧。

《科技日报》刘亚洲老师曾在他的公众号里面说了一个技术路径依赖的典型案例。火箭箭体直径数值很怪异,是怎么确定的呢?通过倒退,可以发现这样一个确定的路径:隧道的宽度-火车的宽度-铁轨的宽度-城市有轨电车的宽度-马车车轮的距离-两匹马屁股的宽度!

什么?火箭箭体直径,原来在源头上取决于两匹马马屁股的宽度?这个追溯过程的结果让人哭笑不得。可这就是事实。

记得我曾有一个疑问,快鸟影像的全色波段分辨率为什么是0.61m,而不是0.6m,也不是0.5m?结果人家准确数值在英制单位里面是整数呢。再往前推,说不定可以追溯到古时候某位欧洲国君的拇指宽度,或者麦粒的长度。

4、环境与文化、科技

环境的隔离,会带来文化和科技的殊途。

比如希腊时代,埃及大概是希腊的殖民地。埃拉托色尼因为发现埃及某水井在一年中有一天(夏至日),阳光可以直射到井底,周围的地物也没有影子;而北面地中海沿岸一个高塔的影子却很明显。埃拉托色尼据此,测定了一定纬度差对应的地面距离,据此推算了地球的周长。

这里很重要的一点,是埃拉托色尼能够找到一个位于北回归线的观察点。

埃拉托色尼的事迹,参考普雷斯顿的《地理学思想史》,以及链接http://blog.sciencenet.cn/home.php?mod=space&uid=1255140&do=blog&id=1189620

中国古代的势力范围虽然包罗了北回归线,但是文明的核心地带并不在北回归线附近,而是在更北的地区。唐代科技僧一行无心插柳柳,却同样测出了给定纬度差的地面距离。用我们今天的观察,这个数据同样能够推算地球的周长。

僧一行却采取了与埃拉托色尼截然不同的方法。他确定纬度和纬度差的基础,是观察北极星的高度。

截然不同的途径,源于生活环境的不同。

环境隔离,带来文化差异的迥异,进而可能带来科技的殊途。我猜想,俄罗斯在数学上据说一直是很优秀的。会不会近几百年来,他们在文化和精神上与西欧格格不入有关?


PS 20190827

我查阅了前天(25日)多个城市气温的时间分布情况。这些城市及其最高温出现的时间分别是:

重庆,16-17点(地方时约15-16点);

呼和浩特,15点

北京,15-16点

库尔勒,17点(地方时15点)

武汉,15-16点

南充,15-17点(地方时14-16点)

若羌县铁干里克乡,16-17点(地方时14-15点)

武胜,14-19点(地方时13-18点)
上述同一天不同地方城市的情形,说明:

1、最高气温确实不出现在地方时12点,普遍延迟至少2小时;

2、干燥的平原城市,比库尔勒等,最高气温持续的时间可能比较短,到最高点后开始下降;而其他城市则最高温会持续一段时间。


我怀疑,地形、河流可能共同促进了气温最高温时刻的延迟。大致是,河谷地区空气水平流通不畅,强烈蒸发导致空气湿度相对较大。则在地表热辐射加热空气的过程中,其增温较慢,最高温出现的时间自然延迟。比如重庆。

但是样本量并不充分。这些都是粗浅的、不充分的判断。



https://wap.sciencenet.cn/blog-3416370-1191276.html

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