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天体物理学家揭示为何地球的一天在十亿秘密究竟是什么?

时间:2023-08-11来源:网络作者:小白

  

天体物理学家揭示为何地球的一天在十亿多年里一直是19.5小时

  一组天体物理学家已经表明,从大约20亿年前到6亿年前,由太阳驱动的大气潮汐抵消了月球的影响,使地球的自转速率保持稳定,一天的长度保持在恒定的19.5小时。致谢:凯文·m·吉尔

  据多伦多大学:多伦多大学 U of T的一个天体物理学家小组揭示了由月球潮汐引力引起的地球一天缓慢而稳定的延长是怎么停止了十亿多年的。

  他们表明,从大约20亿年前到6亿年前,由太阳驱动的大气潮汐抵消了月球的影响,使地球的自转速率保持稳定,一天的长度保持在恒定的19.5小时。

  如果没有这十亿年来地球自转变慢的停顿,我们现在的一天24小时将会延长到60多小时。

  描述结果的研究,“为何一天有24小时长;地球大气热潮汐、成分和平均温度的古代”发表在今天的《科学发展》杂志上。利用地质证据和大气研究工具,科学家们表明,太阳和月亮之间的潮汐僵局是由大气温度和地球自转速率之间偶然但非常主要的联系造成的。

  这篇论文的作者包括诺曼·默里,一位来自T大学加拿大理论天体物理研究所 CITA的理论天体物理学家;武汉大学物理系研究生吴汉波,;多伦多斯卡伯勒大学天文与天体物理学系和物理与环境科学系;Jeremy Laconte,波尔多天体物理实验室,前CITA博士后研究员;和克里斯托弗·李,麻省理工大学物理系

  当月球在大约45亿年前第一次形成时,一天不到10个小时。但从那以后,月球对地球的引力一直在减缓我们地球的自转,导致一天越来越长。今天,它继续以每世纪1.7毫秒的速度增长。

  

天体物理学家揭示为何地球的一天在十亿多年里一直是19.5小时

  地球大气的功率谱。x轴是波长,例如,对于从西向东传播的波,5是地球周长的五分之一的波长,而-5表示相同的波长,但是对于从东向西传播的波。y轴是频率,以每天的周期为单位,例如2表示每天两个周期,即12小时。棕色的细线显示了太阳在一、二、三等位置的作用力。每天的周期数 24小时、12小时、8小时等。鸣谢:阪崎&汉密尔顿

  月球通过拉扯地球的海洋来减缓地球的自转,在地球的相对两侧产生潮汐隆起,我们经历了高潮和低潮。月球对这些凸起的引力,加上潮汐和海底之间的摩擦,对我们旋转的星球起到了刹车的作用。

  “阳光也产生了具有相同类型凸起的大气潮汐,”默里说。“太阳引力拉动这些大气凸起,对地球产生一个扭矩。但它没有像月球那样减缓地球的自转,反而加速了地球的自转。”

  在地球地质古代的大部分时间里,月球潮汐比太阳潮汐强10倍左右;因此,地球的旋转速度变慢,白昼变长。

  但是大约20亿年前,大气凸起更大,因为大气更温暖,因为它的自然共振——波穿过它的频率——与一天的长度相匹配。

  大气就像一个钟,在由包括温度在内的各种因素决定的频率下共振。换句话说,就像1883年印度尼西亚喀拉喀托火山大爆发所产生的波浪一样,波浪通过它的速度取决于它的温度。同样的原理解释了为何当温度不变时,钟总是发出同样的声音。

  在地球古代的大部分时间里,大气共振一直与地球的自转速率不同步。今天,两次大气“涨潮”各需要22.8小时环游世界;因为共振和地球24小时自转周期不同步,大气潮汐相对较小。

  

天体物理学家揭示为何地球的一天在十亿多年里一直是19.5小时

  默里和他的合作者在他们的研究中依赖于地质证据,比如这些来自潮汐河口的样本,它们揭示了大潮和小潮的循环。信用:通用电气威廉姆斯

  但在研究的十亿年期间,大气更温暖,并以大约10小时的周期产生共振。此外,在那个时代的到来,地球的自转,被月球减慢,达到20小时。

  当大气共振和一天的长度变成偶数因子 10和20时,大气潮汐得到加强,凸起变得更大,太阳的潮汐引力变得足够强,可以抵消月球潮汐。

  “这就像推一个荡秋千的孩子,”默里说。“如果你的推进力和摆动的周期不同步,它不会走得很高。但是,如果它们是同步的,当秋千在它行程的一端停下来时,你正在推动,这种推动会增加秋千的动量,它会走得更远更高。大气共振和潮汐就是这样发生的。”

  除了地质证据,默里和他的同事们还利用全球大气环流模型 GCMs预测了这一时期的大气温度。大气环流模型和气候学家用来研究全球变暖的模型是一样的。根据Murray的说法,他们在团队研究中表现如此出色的事实是一个及时的教训。

  “我和那些对气候变化持怀疑态度的人谈过,他们不相信告诉我们我们正处于气候危机的全球循环模型,”默里说。“我告诉他们:我们在研究中使用了这些全球循环模型,他们是对的。他们工作。”

  尽管它在地质古代上很遥远,但这一结果为气候危机增加了额外的视角。因为大气共振随温度而变化,默里指出,我们当前变暖的大气可能会对这种潮汐不平衡产生影响。

  “随着全球变暖,我们增加了地球的温度,我们也使共振频率变得更高——我们正在使我们的大气层远离共振。结果,来自太阳的扭矩减少了,因此,白天会变得更长,比其他情况下更快。”

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“夜骑开封”被叫停背后:网络推手煽起来的巨大流量,却成烫手山芋

11月9日凌晨2时,王都(化名)抵达老家河南开封,一身疲惫。 8日晚,郑州往东出城的金水东路、郑开大道等道路交通出现长时间拥堵,王都经过两个多小时堵车后,绕道高速通行。王都说,这是他往返郑开两地六年来,首次在凌晨遇到郑开大道堵车的情况,不可思议。 此次大面积拥堵,源于郑州大学生扎堆夜骑开封的活动。当晚因夜骑参与人员众多,郑州警方临时对相关道路采取了机动车禁行的措施,而大量的人员和共享单车往开封集中,又让开封不堪重负,官方不得不发出“青春要passion(激情),更要平安”的声音,倡导骑行不要扎堆。 夜骑开封事件中,小范围的夜骑如何演变成数万人扎堆的“狂欢”?对流量的渴望和流量超载之间的矛盾又该如何权衡应对?值得探讨和深思。 大学生在清明上河园大门外签名(来源:极目新闻记者詹钘、丁伟拍摄) 拥堵和狂欢 王都早就听说了大学生夜骑开封的新闻,但没想到11月8日夜晚如此夸张。 “我当天正好加班,准备晚上趁周末回趟开封老家。”王都工作的地点在郑州台商大厦附近,距郑开大道起点大概六七公里。8日晚上9时30分左右,他驱车从商鼎路出发,按照日常的线路,他准备一路向东前行上东四环后,往北行进,到郑开大道起点后再右拐向东进入郑开大道直达开封。 由西向东驱车在商鼎路上,车辆不多。王都一路行进正常,只是在多个红绿灯路口停车时,会看到不少大学生由南往北骑行。他也顺利地进入了郑州东四环。 经东四环过文苑南路路口时,王都发现东四环辅路已经有不少车辆排队通行。王都便没有进入辅路。他准备在前方最后一个匝道下东四环,再右拐进入郑开大道。谁知等他继续前行到下一个匝道准备进辅道时,发现辅道的车辆已经排成了长队。此时,他的车辆离郑开大道还有500米左右。 当日夜晚导航图(来源:网络) “完全堵住不动。”王都没想到,就在这个地方,车辆堵了一个小时都无法通行。堵车期间,他看到右侧窗外两列车队外的非机动车道上,骑行的学生一个个从窗外经过,有举旗的、喊口号的,除了共享单车,还有电动自行车,浩浩荡荡,源源不断。见此情况,有的汽车放弃等待,直接上东四环高架往北走了。 晚10时30分许,王都打开导航,发现从金水东路往东到郑开大道上十公里左右的道路全部呈深红色,整个路段散布有多个红色堵点。导航显示,从他所在的位置开车到开封还需2小时30分钟。 王都不知情的是,就在半小时前,郑州交警发布消息:因郑开大道西向东方向车流量巨大,对金水东路(从中州大道开始)西向东方向实施临时交通管制,机动车禁止沿金水东路向东行驶。 一个多小时后,已经没有耐心的王都决定改道从东四环直行,从其他路口或者直接走连霍高速回开封。半个小时后,在他缓慢沿东四环高架行进至郑开大道的上空时,发现不少郑州市民靠边停车在往桥下拍照。 停下车辆,王都下车来到桥边,才看到壮观的一幕——郑开大道往开封方向的路面五条车道(4条机动车道、1条非机动车道)已经全部被骑单车的大学生塞满;在右侧,还有源源不断的单车从东四环辅道进入,车速缓慢,不少人已经下车推行。 市民就地“安营扎寨”(来源:网络) 几乎是相同时间,在郑州工作的林耿(化名)也在这段高架上。他和朋友驱车到这里,是想见证一下大学生夜骑,长时间被堵后,放弃了上郑开大道的想法。他在高架上拍了照片和视频,准备发出跟大家分享,却因为人员聚集太多,手机没有了信号,连文字都无法发出。 “我们车就停在高架上,一起给他们喊加油,鼓劲!”林耿说,他还看到有大人带着小孩直接在高架上搬出露营椅现场“安营扎寨”,为的就是参与这场“狂欢”之中。 9日凌晨2时许,王都绕行连霍高速抵达开封家中,躺在床上,一直难以入眠的他看到了手机里开封融媒的多条推送文章,文章里倡议大学生要激情更要平安,并号召大学生不要扎堆夜骑。 聚集的推手 “刷到了其他人的视频,我们就临时起意上路了。” 一名曾在11月2日夜骑开封的郑州大学生张丽(化名)告诉极目新闻记者,他们此前基本没怎么骑过单车,跟室友约着骑行没有想太多,就是周末有时间想试试,体验下全程。 2日晚上到3日凌晨,骑行5小时抵达开封后,张丽告诉其他室友:“太折磨人了,应该不会有下次了。” 极目新闻记者8日在郑开大道路遇的一名郑州骑手赵林(化名)称,他骑行经历二十余年,这条道路通车十多年来,他多次骑行去开封。在赵林眼中,郑州适合骑行的地方包括北龙湖、贾鲁河沿线等地,风景都很好,骑行郑开大道不算多,而他此次骑行是因为网上“大学生夜骑开封”的话题很火,所以再次来体验。 大学生夜骑开封(来源:受访者) 那么“夜骑开封”的风潮到底因谁而起? 极目新闻记者梳理发现,今年最早一次“夜骑开封”的报道,源于6月份郑州四名女大学生连夜骑共享单车到开封,为了吃一口正宗的灌汤包。随后的几个月时间内,陆陆续续有郑州大学生零散夜骑开封,并未形成规模。 张丽说,今年10月起,她就在短视频和其他社交平台经常刷到骑行去开封的攻略,后来夜骑的大学生就越来越多。开封鼓楼附近一家24小时营业的快餐店店员也称,今年下半年开始,有部分夜骑学生来到店内过夜的情况,10月份人越来越多。直到11月的第一个周末(2日-3日),两层餐厅凌晨都被休息的学生挤满。 正是11月2日的大规模夜骑,让媒体、开封当地关注到夜骑群体,各种对大学生的优待政策随之而来。此时的人流是可控的,并未对交通及开封当地造成太大影响。 然而,正是这个周末过去之后,不少短视频博主开始炒作“11月8日(下一个周五)”的夜骑活动。 11月5日,有视频账号发布视频配发文字称:“11月8日晚郑开大道将迎来有史以来人最多、车最多、青春最多的一夜。”不少大学生跟评要从外地赶来参与。11月6日,另有账号发布:“重大消息!”“这个月8号就是本周五,全国各地大学生聚集郑州,夜骑单车奔驰开封,估计人数十万之多。” 相关网络言论(网络截图) 不仅仅是大学生,更多的人想来“凑热闹”了,想来参与和见证这场庞大的骑行活动。 11月6日,极目新闻记者查看9日从开封返回郑州的火车票,九十多趟车次,大部分都已经售罄,其中从开封宋城路站至郑州的城铁票基本售空。根据河南日报9日发布的消息,11月9日,宋城路站出现大客流的情况,预计开行旅客列车55列,发送旅客2.4万人次。加上通过其他客运大巴等交通方式回郑的学生,当夜骑行开封的人数可能远高于2.4万这个数字。 另据此前新京报报道,11月1日晚至11月4日晚,有约1.7万名大学生从郑州夜骑开封。8日夜间,高于这个数字数倍的人夜骑开封,远远超出了郑、开两地的预估,造成了郑州的交通拥堵和开封难以承受的压力。 城市的机遇 “扫码,然后凭学生证即可免费入园。” 9日上午,在开封清明上河园景区迎宾门,多名景区工作人员给大学生指导如何免掉120元门票入园。在其身后,就是多个专门服务大学生的窗口——“大学生免费窗口”。 迎宾门前的宽阔的广场上,还临时搭建了两个大型桁架背景墙。在浅蓝色的底布上,一个背景墙印着大幅字体的“PASSION”“清明上河园为青春护航”;另一面墙上印着“青春”两个字,满满年轻的朝气。年轻人们兴奋地在这里签上自己的寄语和姓名,并合影留念。 进入景区,放眼看去八成以上是年轻人,他们有的吃小吃,有的穿上汉服选景拍照,还有的四仰八叉地躺在草地上、条凳上呼呼大睡。 景区制作的背景墙(来源:极目新闻记者詹钘、丁伟拍摄) “店里的饮料,只要是夜骑来的大学生,半价。”园内一家茶饮店工作人员称,景区日常营业时间在晚上10时闭园,但8日景区通宵营业,她所在的店面也没有闭店。这是他们开店以来第一次通宵营业。 景区免费、志愿者服务、修缮道路、交警执勤、增加护栏,一路上从起点到终点,都在为即将到来的大学生做好准备。 开封,一直以开放的姿态欢迎大学生。然而,8日晚过多人员的涌入,让开封的承载能力已经到了极限。特别是共享单车停满多条道路阻碍交通,需要调集众多人力车辆进行转运。极目新闻记者9日在开封标志性建筑大梁门看到,直到当天中午,依然有部分道路因共享单车的堆积停放无法通行。 9日下午2时许,郑州、开封两地交管部门发布通告,决定自2024年11月9日16时至10日12时,对郑开大道非机动车道实行禁行措施。 随后,哈啰、青桔、美团三大单车平台联合发布公告,强调不得超区骑行,一旦超区骑行后会持续进行语音提醒,连续提醒三分钟后将强制锁车,并依规收取调度费。 作为历史和文化名城,开封旅游资源丰富,有清明上河园、大相国寺、开封铁塔、开封府等多家4A级旅游景区。然而,无论是经济总量还是知名度,开封在公众眼里的存在感并不高。2024年,在河南省各地市GDP总量排名上靠后。 大学生窗口(来源:极目新闻记者詹钘、丁伟拍摄) 今年年初,开封万岁山“王婆”的爆火,让开封重新走进全国公众视野,而此轮夜骑开封的话题所制造的流量,当地也想抓住,所以才有了各种“宠溺”夜骑大学生的措施出台。开封也是理性的,在有安全隐患流量超载之时,官方第一时间劝导,果断采取措施让学生不要扎堆,理性骑行。 开封即使失去这波流量,也不用可惜,因为众多网红城市经历足以说明,流量只是暂时的,仅仅靠流量吸引的客流不会长久。要想吸引源源不断的游客,只有一个办法,那就是练好内功,将旅游产品和服务的质量提高。 来源:极目新闻返回搜狐,查看更多 责任编辑:
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