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第12章 天文地理(2)

这项计划并非心血来潮的冲动之举。最近3年来,美国和俄罗斯科学家对来自太阳系和其他星系的8块陨石残片进行研究,在陨石中发现了低等菌类和细菌化石,这些化石生物的年生命在60亿年到70亿年之间,而地球的生命才50亿年。另外,今年初,“伽利略”号探测器发现了木星木卫二的表面有巨大的冰山,冰层下蕴藏着海洋,而海洋中适宜的环境可以维持生命。在1997年3月,美国宾夕法尼亚州立大学的一个研究小组在《自然》杂志上撰文指出,太阳系外某些行星的卫星上可能有适合生命存在的环境。只要这些卫星的体积不少于地球体积的十分之一,并有大气层和足够的磁场,就构成了适合生命存在的环境。美国的这个研究小组研究了太阳系外的一些行星后,认为大熊座和天鹅座的两上行星系统中,有可能存在满足上述条件的卫星。美国因此兵分四路搜寻地外生命和探索宇宙奥秘:一路登上“家门口”的月球,把它作为人类探测太阳系和其他星系的跳板和中转基地;第二路探索火星、木星等太阳系行星;第三路是建设国际空间站,它是美俄等国合建的人造太空探索基地,也是太空人员实地培训场所;第四路是在地球上研究和观测,如凿透南极洲最大冰底湖泊上的厚达4000米的冰层,以研究数百万年前的湖水中是否有生命存在,这项研究有助于判断木卫二冰层中是否有生命。

作为赴外星探险的准备工作之一,美国的遥控车早在1997年6月便开始考察智利北部的阿塔卡马沙漠,这场演习进行了40天,进程200公里。

寻找地外生命是个永久热门话题。美国航空航天局科学家韦勒宣称:茫茫无际的宇宙中存在着生命,这不是空想,下个世纪美国将“发现类如地球的行星,并取得表明地球外太空存在生命的确凿证据。”对此,天文学家们备受鼓舞,他们认为,如果宇宙中能找到存在生命的星球,那对人类的进步与遥远的未来都有着不可估量的意义。

〖MZ(2H〗空间建筑业——大兴土木建造空间城市〖MZ)〗在国外一些大型科研中心的蓝图上,已描绘出永久型空间站、空间制药厂、空间冶炼厂、空间旅馆和医院等的结构外形与施工方案。

科学家们确有把握预言,到21世纪初,空间建筑业定会有较大发展。

空间建筑业是一个新型行业,需要突破许多技术难关,比如空间装配技术就是其中之一。大型太空建筑结构,离不开横梁和桁架,车间用的桁架很大,从几百米到几千米不等,在地面很难制作,也无法运输,必须把原材料送入太空工地进行装配。

建筑工人在太空中作业,如同水中的微粒处于某种悬浮状态,除了会产生一些不寻常的感觉外,还带来了许多特殊问题。比如难以和操作面保持确切的相对位置;又比如操作时必须小心谨慎,以免手中的工具掉落,虽然不用担心砸到自己的脚上,但却很难取回来,因为它总在你够不着的地方游荡。所以最好的出路是全面实施机械化。科学家们研制了一种叫自由飞行器的舱式机械手,建筑工人在里面可不穿航天服进行操作。它可以在太空中自由飞行,为建筑工人任意漫游太空工地、运输器材、架设横梁桁架提供方便。

空间建筑业最终的主力军将是太空机器人,而空间建筑业工人将像在地面现代化工厂中那样从事工作。

〖MZ(2H〗太阳能:未来世界的主要能源〖MZ)〗据报道,河南镇平县安子营乡刘张营村的农民听了介绍温室种植反季节蔬菜的节目后,全村50多户人家建起了80多座太阳能温室,农民们没想到这平平常常的太阳却能给他们带来直接的经济效益。

太阳能利用既有经济效益,也有社会效益。从目前我国电力资源的结构看,70%来源于煤炭,由此产生的废气、废渣对环境的污染是不容置疑的。有效利用太阳能源将对地球资源的保护作出巨大贡献。从广义上讲,太阳能包括光能、风能、地热能、海洋潮汐等。仅就太阳辐射能而言,我国每年可以获取1.9万亿吨标准煤的能量,是我国煤贮量总和的4倍。我国早在1990年与德国联合实施“特殊能源:风能、太阳能发电”项目,在内蒙古13个示范点安装了16套独立的村落发电系统,还为100多户牧民安装了风力或太阳能发电机;西藏岗门村也在区内率先兴建起了太阳能示范村,结束了没有电能的历史;今年年初,国家计委又正式启动“中国光明工程”,意在通过开发利用当地风能、太阳能等新能源,给一些贫困地区送去温暖与光明。

由于我国地理环境特殊,对西部这些缺乏水资源、火力发电能力的地方实行太阳能发电不失为一种理想的选择。即使对于一些发达的地区,也应该多开发利用太阳能。

日本国内的资源是相对贫乏的,但他们对非地球资源——太阳能的利用,却具有先见之明。早在1994年日本政府就颁布了《使用能源大纲》。计划到2000年太阳能发电达到40万千瓦,2010年达到460万千瓦。为了普及家用太阳能设备,政府要求生产厂家尽可能降低家用太阳能发电设备的成本。为了鼓励人们购买,政府还采取了“以设备安装后三年内有义务向有关部门申报发电量为条件,国家可补贴全部价格的1/2”的措施。截至去年8月,日本太阳能、风能等新能源发电能力已占全国总发电能力的7%。美国斯图加特一家企业研制了一种太阳能发电厂,被誉为“日光舰队”。这种发电厂是一块扁平的圆形盘,上面的塑料镜片排列系统能保证无论太阳的高度如何,其光线始终聚焦于太阳能电池上,这种发电厂很便宜,几乎无需保养。

将太阳能转化成电能只是利用太阳能的一个方面,合理利用太阳光也是很有学问的。德国多特蒙德大学保护气候建筑学教研室的科学家们,成功地研制了带全息光学元件的导光构件,像天窗采光那样安装在办公室窗户上,可将从各个角度射入的日光,以及来自天空的散光折射到房间深处,并将其引向明亮的、反射的天花板。如果太阳照射过于强烈,电子操纵的百叶窗就遮盖住部分导光构件,另外的调节装置则调整在乌云密布时额外需要的人工光线,使工作场所始终保持相同的亮度,并且省电80%左右。

无论是利用太阳能发电、照明,还是利用太阳能植被,它既取之不尽,用之不竭,又没有任何污染。科学家预言,太阳能将成为人类21世纪的主要能源。

〖MZ(2H〗这一分钟为什么有61秒〖MZ)〗1998年12月31日格林尼治时间午夜最后一分钟不是60秒而是61秒,多出来的这1秒称“闰秒”。由于北京在东8区,北京时间比格林尼治时间超前8小时,因此我国境内把闰秒加在1999年元旦上午7时59分59秒后,也就是在元旦7时59分59秒结束时拨慢1秒,即重复一次59秒才是北京时间8时整。这是为了协调原子时与世界时的误差。

原子时是利用一些自然共振频率极稳定的一些原子(目前常用铯原子)为基准,1秒的概念是铯Cs原子跃迁频率9192631770周所经历的时间。其精确度30万年才误差1秒。

那么,为什么’98、’99之交要加1闰秒呢?由于月球引力产生的潮汐作用,导致地球自转速度逐渐变慢,自转一周的时间变长。这是地质学家对不同地质时期珊瑚化石测量得出的结论。

1963年英国著名的地质古生物学家威尔斯教授发现,珊瑚的增长物与时间有密切联系。珊瑚外壁每昼夜都会增长一细微石灰质生长脊(其厚约40—50微米),一年则成为一突出的生长环,这就是珊瑚的年轮。每一生长环里生长脊的数目与一年的天数相等,如现代珊瑚一年有365—366条生长脊,表明现在地球上一年有365—366天。威尔斯深入研究地质时期珊瑚每年的生长脊的数目,惊奇发现不同地质时期生长脊数目不一样:距今五亿年的奥陶纪有412条,距今四亿年的志留纪有400条,距今三点五亿年的泥盆纪398条,距今三亿年的石炭纪393条,距今二点五亿年的二迭纪390条。这说明古时候地球一年的天数比现在多,并不断减少。

近代天文学研究认为,整个地质时期地球绕太阳公转周期基本不变,只能得出这样的结论:地球自转速度逐渐变慢。假如现在地球自转二周(一天)约24小时(23小时56分4秒),那么,五亿年前的奥陶纪地球自转一周只有:24×365÷412=21.26(小时),那时地球自转一周比现在快2个多小时。

公历是按照地球自转并绕太阳运行的时间制定。但由于地球自转速度减慢,公历时间与原子钟时间有微小误差。为了计时精确,1972年设在巴黎的国际地球自转委员会提出“闰秒”,以校正这种误差。闰秒规定增加在上半年最后一天的最后一分钟或全年最后一天的最后一分钟,如1993年6月30日格林尼治时间最后一分钟增加1闰秒成为61秒;1995年和1998年的12月31日最后一分钟也各增加1闰秒。也许有人以为这极短1秒的增添丝毫不影响人们日常生活,然而对航天工业及天文科学却至关紧要,会影响飞船对接及天文观测。

〖MZ(2H〗厄尔尼诺全球气候异常的因由〖MZ)〗1997年春夏之交,一次新的厄尔尼诺又卷土重来。

这次事件一爆发,就显示出其来势凶猛、发展迅速及强度大等特点。

虽然直至3月份以前,赤道东太平洋海温还处于偏冷状况,但此时的热带海洋和大气中已经显露出一些厄尔尼诺事件即将来临的征兆。1996年12月和1997年2月,赤道西太平洋上空信风强度明显减弱,引起了赤道西太平洋暖水向东传输,在1997年2月和5月,两股暖水先后到达太平洋东侧南美沿岸,这使得南美沿岸和赤道东太平洋地区海面温度急剧上升,3月份时南美沿岸海面温度比正常高出1℃以上,5月份,赤道东太平洋海面温度大范围异常偏高1—3℃,厄尔尼诺特征已经非常明显。

之后,厄尔尼诺强度不断加强,从赤道太平洋150W—90W区域内的平均温度来看,6月份已比正常高出了2℃以上,8月份开始则高出了3℃以上,11月起,这一区域的海温异常程度已经超过本世纪最强的1982—1983年厄尔尼诺事件的峰值。1997年12月的最新监测结果,赤道东太平洋部分海域海温异常偏高超过5℃。150W—90W区域内海温偏高3.9℃,而1982—1983年厄尔尼诺事件期间该区域异常最大时的月平均海面温度偏高3.6℃。由此看来,这次厄尔尼诺已成为本世纪最强的一件事件。

随着这厄尔尼诺事件的暴发,引起全球许多地区的气候异常,许多国家和地区暴雨频繁、洪涝成灾,同时另一些国家和地区则高温少雨,遭受着严重干旱。

在太平洋东海岸,智利北部1997年6月份两天的连续降雨量竟高达过去21年的总降水量,并引发了近十年来最严重的洪水,使得全国十三个大区中有九个大区被列为重灾区;阿根廷和智利的边境地区出现特大暴风雪,一些地区积雪深度超过4米,茫茫大雪造成公路阻断,大批车辆和人员被困。7月上旬,厄瓜多尔沿海连日瓢泼大雨,造成山洪爆发,大片农田和香蕉园被淹没,许多道路、桥梁被冲毁。8月,智利北部和中部又持续降大暴雨,一些地区4天之内雨量高达正常年降水量的10倍,暴雨引起的洪水使得上万人无家可归,20万人与外界隔断;安第斯山区连续一个多星期的暴风雪造成2万人被围困,至少8人被冻死,19个村庄与外界失去联系,秘鲁南部有一半羊驼死亡,损失严重。8月中旬,阿根廷、乌拉圭部分地区暴雨成灾,很多人被水夺去生命。10月中、下旬,巴西南部、阿根廷东北部和巴拉圭南部连降倾盆大雨,一些河流决堤,洪水和泥石流使得至少2万人弃家出逃。

在印度洋西岸,东非的埃塞俄比亚、苏丹、肯尼亚、索马里等国家1997年10月以来降雨量相当于正常年降雨的10倍,并多次引发严重洪水,造成至少2000人死亡,数十万人被迫离开家园。

在暴雨洪灾袭击上述地区的同时,处于热带西太平洋地区的菲律宾发生了近几年最严重的干旱,5个大水库水位明显低于常年,水稻和玉米播植被迫推迟。印度尼西亚发生了近半个世纪以来最严重的干旱,有上万公顷农田干枯,主要经济作物咖啡豆的产量受到严重影响;伊里安查亚省有近500人死于干旱引起的饥荒和疾病。9万多人食物严重短缺;干燥气候还引发了大范围严重森林火灾,使得能见度明显下降,引起飞机失事。澳大利亚降水显著偏少,严重干旱给经济带来沉重打击,小麦产量估计要减产28%。巴布亚新几内亚河流干涸,庄稼枯萎,农作物大面积减产,这个400多万人口的国家将有100万人面临饥荒。

在拉丁美洲,洪都拉斯、海地、巴拿马中部、巴西北部也发生严重干旱;巴拿马首都巴拿马城、哥伦比亚北部沿海地区连续数日出现异常高温天气。

在南非,9月下旬刚一入夏便连遭热浪袭击,一些地区出现创历史纪录的高温天气,最高气温达40℃,高温热浪使得草场大火不断发生,损失惨重。

这次厄尔尼诺在一定程度上也影响了我国的气候。

1997年,西北太平洋及南海地区生成的热带气旋和台风数比正常偏少,而登陆我国的只有4个,比正常偏少一半左右。这与我国气象学家关于厄尔尼诺年西北太平洋及南海地区生成台风数和登陆我国的台风数较少的研究结果是一致的。今年夏季我国北方持续干旱少雨,华北成为近46年以来第二个最严重的少雨干旱年,也很可能与厄尔尼诺有一定的关系。然而,应该指出,厄尔尼诺与中国气候的关系远比热带地区复杂得多,而且,我国气候还受到其他因子的影响。因此,有时我们很难把厄尔尼诺和中国气候的关系一一对应起来看。

〖MZ(2H〗新一轮“厄尔尼诺”来了吗〖MZ)〗最近几个月来,中国、美国、日本的海洋及气象部门纷纷发出警告:新一轮的“厄尔尼诺”现象,正在赤道附近中、东太平洋上形成,并且很可能成为近年来全球最为严重的一次。

“厄尔尼诺”来自热带太平洋国家海洋预报台台长宋学家和研究员王彰贵认为,最近20年来,“厄尔尼诺”现象一直是世界气象界和海洋界普遍关注的前沿课题之一。“厄尔尼诺”为西班牙语,意为“圣婴”。因为它常在圣诞节前后,出现在赤道附近的秘鲁沿岸海域,致使海水温度升高,鱼类大量死亡。

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