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“下雪不冷化雪冷”新说

已有 6379 次阅读 2008-8-31 18:29 |个人分类:生活点滴|系统分类:科普集锦| 温度, 融化

 

200895日,南京市江宁区李玉来反映,当地种植的近1000亩荸荠最近普遍出现地上茎发黄、枯死等发病症状,难以诊断是哪种病害,用多菌灵等药剂防治效果不明显,当地农民急需防治对策。当天,笔者赶赴现场进行诊断。

在江宁区谷里镇现场看到,当地大面积集中连片种植了荸荠、慈姑、荷藕等水生蔬菜。现场诊断过程中发现,当地大面积种植的荸荠普遍发生了较为严重的秆枯病和枯萎病。不同田块发病种类不同,有的单独发生,有的两种病害混发。秆枯病在田间的明显症状是地上茎上有明显的梭形病斑,病斑上有黑点。枯萎病病茎上没有明显的病斑,多整条茎发黄或枯萎死亡。部分荸荠田还有较多的荸荠白禾螟成虫发生,纯白色的白禾螟成虫星星点点分布在荸荠地上茎顶端。

 


另外,当地大面积种植的慈姑黑粉病普遍发生,部分田块发病严重。在江宁区谷里镇某村,当地种植的慈姑几乎每块田都有该病发生。移栽较早的田块发病较重,重病田病株率达100%,病叶率达50%以上,重病叶上满叶疱斑、生长畸形。移栽较迟的发病相对较轻,但很多叶片上已有褪绿斑和疱斑出现。


近期博客中有人转了《下雪的时候比较冷,还是化雪的时候比较冷?》一帖。本人对其中一些说法有不同的看法。标题中的“新说”二字,或许有些不妥,姑且作“吸引眼球”而论。

 

原文作者所得出的结论,最终也是推理而来的,并没有真的去试验一下,或者调查一下。

 

“下雪不冷化雪冷”,原本就是由经验而得的结论,显然是正确的,至少在大多数情况下是适用的。这里所说的“冷”,仅指人的感觉,完整地说是“下雪时人感觉不冷,化雪时人感觉冷”,将其机械地用现代物理学上的“冷”、“热”来解释,比如像文中所说的物理课本上的“标准答案”的解释一样,本身存在偷换概念的问题。

 

原文最后一段也没有很好地解释“下雪不冷化雪冷”的真正原因。好在作者用了“或许”二字(“或许这就是人们感官错觉的根源”),让人感觉作者是个实事求是的人。

 

“下雪不冷,化雪冷”,首先得从下雪的天气变化说起。天下雪,是因为北方冷空气南下,冷锋过境,暖湿空气被抬升,空气中的水气到高空因温度急骤下降而直接结冰形成雪。之所以形成雪,而不是形成雨,需要一定的条件,那就是冷气团温度要低(这是冬天才会下雪的原因),暖气团有一定的湿度,而且风速不能太大。所以,下雪的时候一般风速不太大,而且相对湿度也比较大。

 

人感觉冷,主要是皮肤表面散热较快,散热越快越觉得冷(这里说”主要是”,是因为还存在其他情况。例如人吃了薄荷,或者皮肤上搽点薄荷油,会刺激人的冷觉神经,因而感觉冷。这个例子也同时说明:人所感觉的冷,与物理上所说的冷(温度低)是不完全相同的)。

 

在下雪的时候,相对湿度较大,风速小,人体表面水分散发慢,因水分蒸发散热的速度也慢;同时空气绝对温度相对较高,与人体温度差小,人体辐射散热也慢,所以人不觉得太冷。大雪过后,冷锋过境,处于低温冷高压控制下,绝对温度较低,与人体温度差大(人体基本上是恒温的,外界绝对温度越低,温差越大),人体辐射散热也快,同时,风速一般较大,相对湿度一般较低,人体表面水分蒸发快,因水分蒸发散热的速度快,因而人感觉比较冷。

 

原文作者提到,在北方,“下雪的时候气温低,化雪的时候气温高”。这是一种特殊情况,指的是北方冬季积雪长时间不化的寒冷地区,下雪的冬季温度当然低,化雪的春季温度自然高。这些地区“下雪”与“化雪”相隔时间很长,与习惯(一般在南方)所说的“下雪不冷,化雪冷”压根儿就不是一回事。但有一点是可以肯定的,通常情况下,下雪必然由冷空气南下引起(替窦蛾喊冤的“六月雪”毕竟是罕见的),雪天过后空气温度必然下降,这是不用怀疑的。而且可以推论,北方积雪长期不化的地方,下雪的时候人一般也会感觉不是那么冷,主要是因为下雪时近地气温还没有完全降下来,而且下雪天风比较小,相对湿度比较大,人体表面散热较少;雪天过后,近地气温下降,人会感觉比下雪时更冷些。当然,在“北风那个吹,雪花那个飘”这种狂风暴雪的特殊天气下,人不感觉冷才怪呢!

 

当然,人“冷”、“热”的感觉,还与人体所处的状况等有很大关系。人在温暖的环境下突然进入雪天环境,一般并不会觉得特别冷。就像在北方,冰天雪地下人从温暖的室内出来后,穿很少的衣服也不觉得太冷。这可能与人的短时间应激反应有关。等过了一段时间,应激反应过后,人自然会觉得冷。借酒御寒,则是短时间促进人体产热,来让人没有冷的感觉。吃羊肉等热性食物御寒,也可能是类似的道理。人在发烧(人体温度增高)的时候,反而感觉冷,一方面可能人体和外界温差较大,散热快,另一方面,还可能是人体虚,对冷更加敏感。

 

因此,“下雪不冷化雪冷”,本身是正确的一般规律。用物理上的“冷”、“热”机械地解释它,有不足的一面。但像原文作者一样,仍然用物理上的“冷”、“热”来驳斥,也有不足的地方。

 

需要说明的是,原文所说的初中物理书“标准答案”,其实也是有道理的。冷空气南下时,暖气团上升,其中的水气结冰时散发出热量,确实使冷空气的温度得到上升。化雪时,确实会吸收热量,使地表大气绝对温度不能快速回升。

 

这一解释比较牵强的地方在于,在下雪前、下雪时和下雪后,“雪”对物理上所说的“冷”(即地表温度低)所起的作用强度是不一样的,对人感觉的“冷”所起的作用也是不同的。

 

下雪前,冷气团南下,抬升暖气团,致水气冻结成雪,这一过程在短时间内完成,水气冻结释放热量的速度比较快,阻止气温下降的作用比较明显,“水气冻结释放热量”对下雪时温度不明显下降所起的作用较大,可以作为“下雪(时)不冷(指人体感觉不冷)”的较为合理的解释。另外,下雪前和下雪时,地面物体温度较高,也能释放出热量,因而地表大气温度下降速度得到延缓,绝对温度不是很低,但这种作用相对弱一些。

 

下雪时,在地面附近物体温度低于0摄氏度时,高空落下的雪一般不融化。在地表冷空气温度低于雪的温度时,雪还能释放出少量的热量(不是因为水气冻结而释放热量),使地表冷空气温度上升。但这种作用一般是很弱的,基本可以忽略不计。在地面附近温度高于0摄氏度时,雪其实一般是在融化的,是要吸热的,只是所化的雪一般较少,吸收的热量也较少。因此,下雪时,雪对人感觉的“冷”几乎不起什么作用。顺便说一句,原文作者说下雪时气温必须低于0摄氏度,不然落下的是雨而不是雪了。这也不是绝对的。在南方,下雪时近地气温高于0摄氏度是常有的事,特别是初雪,一般在下雪时近地气温都是高于0摄氏度的。原文作者说下雪时气温必须低于0摄氏度,应该是凭想像得出的。离地越远,大气温度越低,一般每升高200米下降1摄氏度。近地气温高于0摄氏度时,高空形成的雪在下落到近地大气时并不一定会很快融化,很多会在落地后再融化。等地表物体温度下降至0摄氏度后,雪就会积起来。

 

下雪后,在冷高压控制下,近地大气由冷空气取代,是近地大气绝对温度低的主要原因,也是人感觉“冷”的主要原因。化雪吸热在一定程度上降低了地表物体温度,但它并不是雪后近地气温比下雪时更低的主要原因,因为既然雪化了,其周围必然要高于0摄氏度(一般是由太阳照射而使温度升高),雪不能从低于0摄氏度的近地大气中吸收热量融化。但是,大量积雪融化吸热,会使地表温度持续偏低,近地气温不能快速回升,会让人感觉冷。(水清)

注:本人对原文作者勤于辨析“定论”深表敬佩。

 

 

附博客中的《下雪的时候比较冷,还是化雪的时候比较冷?》一帖。

 

下雪的时候比较冷,还是化雪的时候比较冷?【转】

说到这个问题,你可能会笑我,居然拿一个中学生都知道的常识来说事。初中生的习题标准答案,因为雪融化的时候会吸收大量的热量,所以雪融化的时候比下雪的时候冷。似乎所有的人对这样的解释深信不疑,包括物理系的很多研究生和教授。然而,我很早就想反驳这个观点了,今天抽了点时间来写一下我的看法。

对于冷热的概念,我们可以从初中的物理课本上找到相关内容:物体的冷热程度就是温度。所以究竟是冷是热,我们要从温度来判断,因为温度是标志物体冷热程度的物理量。然而,上面的论述中使用吸热和放热来判断气温的冷热,这显然是不恰当的。

我们先来分析雪融化时候的温度。大家知道,冰的熔点是0摄氏度,要使冰融化成水,温度就要大于或等于0摄氏度。冰融化的时候,冰水混合物的温度就是0摄氏度。因此,雪融化的时候温度最低也是0摄氏度。

再来看下雪时候的温度。下雪的时候,气温一定是小于0摄氏度的,否则的话雪还没有落到地面,就已经化成了水,那就是下雨而不是下雪。而且大家看看天气预报就能发现,下雪的时候气温都是低于0摄氏度的,特别是东北的朋友,都应该记得有零下二、三十摄氏度的时候下雪。

根据这么简单的分析,就知道下雪的时候比化雪的时候冷,所用到的物理知识不超过初中物理的范围。然而这么荒谬的结论尽然流传了这么久,范围这么广泛,真是让人感叹。为什么大家都失去了质疑的精神?每当我和其他研究生聊起这个话题,他们都会对我的推理的结果感到震惊,却又找不出任何理由来反驳。

最后说一点,人体的感受并不一定准确。人体感觉的与实际气温冷热是不一致的,因为人的感受还受到湿度等其他因素的影响。下雪的时候比较干燥,化雪的时候比较湿润,或许这就是人们感官错觉的根源。

侯吉旋

 

 

请参阅:《北极熊是否会觉得“下雪不冷化雪冷”》
http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=43056

《再说“下雪不冷化雪冷”》
http://www.sciencenet.cn/blog/user_content.aspx?id=43050

 

 



https://blog.sciencenet.cn/blog-72170-36827.html

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