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科学松鼠会

让我们剥开科学的坚果

 
 
 

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什么是科学松鼠会? 我们认为,对于部分人来说,科学就像一枚枚难以开启的坚果,虽味美却不易入口。 我们希望自己能够像松鼠一样,打开科学的坚硬外壳,将有营养的果仁剥出来,让人们能够领略到科学的美妙。 我们试图让科学传播并且流行起来。

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[what if]第104期:全球雪封   

2014-08-08 20:29:07|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文作者:一起剥坚果

提问:

我7岁的儿子问我:如果要把整个地球覆盖上6英尺的雪的话一共需要多少片雪花?(我也不知道他为什么说6英尺……他就是这么问的。)

—— Jed Scott

回答:

我家所在的地方太热啦,所以这种问题我很喜欢!

雪的内部由于有许多空气,所以整体是蓬松的,因而降水量一英寸所需要的水量可以产生深度远大于一英寸的积雪。

一般来说一英寸的降水量可以形成约一英尺的积雪,但这和形成的雪的类型有关。如果雪很轻而且很蓬松,那么一英寸的降水量甚至可以形成超过20英寸的积雪!

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(出于某些原因,我真的想把这些雪扔到水里)

天上所有的云加在一起一共含有约13万亿吨水。假设所有的雨水均匀分布并且同时落下,那么全世界都将会产生一英寸的降雨量——或者说一英尺厚的雪。
地球的绝大部分表面都被海洋覆盖,如果降雨都出现在陆地上,那么积水3到4英寸完全没有问题,这大概相当于一场特大暴雨所带来的降水量。

所以3到4英寸的积水量应该会变成3到4英尺的积雪对吧?

差不多,但是有个问题。当雪一层层堆起来后,底部的雪会受到挤压。也就是说如果先下了1英尺厚的雪,之后又下了1英尺的雪,那么雪层的总厚度会小于2英尺。

如果你就让雪一直下着而不去动它,那么随着下部的雪被慢慢压实,雪层的厚度会越来越小。所以即使世界各地都下了6英尺厚的雪,那也只是一开始的厚度而已。用不了多久,它就有可能变成5英尺厚。(人也是一样,人在白天的身高要比晚上矮一些,因为身体被压缩了一点点!)

wpid-14050005063-2014-08-8-18-14.gif

(我是一只有耐心的鸭子)

这样说来要准确知道降雪量有多少是一件很困难的事情,有的时候即使是气象专家也会头疼不已。如果你等雪停了再去测量厚度,那么很有可能雪层被压实了或者融化了,这样你测出来的数字就会比实际偏小。

你也可以分多次测量,比如让雪下一阵子,测量一下厚度,然后把雪扫到一边,等待更多的雪掉下来。

不过你要自己定一个过多久就把已经落下的雪清除的时间。如果你等的时间太长,有可能雪已经被压实了;如果你测量得太勤快,由于雪刚一开始是非常蓬松的,所以你可能会得到一个非常大的数字。

不管你信不信,国家气象局有关于多久清除一次积雪的特别规定,这样每个人测量的方式能够保持一致。他们会用一种特殊的测雪板(也许就是一块普通的木头),不过我喜欢意淫他们把这玩意儿当作精密仪器来对待,并在平时不用的时候把它锁在特制的箱子里的场面。

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(我们等不及总统的授权啦,雪已经在下啦)

官方给出的原则是每6个小时清理一次测雪板。几年前巴尔地摩地区爆发了一场暴风雪,巴尔地摩机场测得的雪深达到28.6英寸。这本来应该是当地的一个新记录,但之后国家气象局的人员发现报告这个雪深的人清理测雪板的频率是每个小时而非每六个小时,于是他们也不知道这个记录该不该算。

我不知道他们最后是怎么做决定的,因为四天后又一个暴风雪袭击了巴尔地摩地区,当地人突然发现真正该关心的是这糟糕的天气。(之后又出现了更多的暴风雪,那年的冬天雪奇多无比。)

即便如此,人们也从来没有看到过哪个冬天能让全球都覆盖上6英尺厚的雪。如果要回答最初的那个问题的话,雪下成那样需要总量约为1摩尔上下几个数量级的雪花。这么多的雪足够美国的7000万个熊孩子每人往其余的每个熊孩子身上砸雪球三遍以上。

或者你也可以把这些雪收藏起来。对于目前我这边的炎热天气来说,这真是一个很不错的做法。

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(天热的时候我把自家的冰箱门敞开着,于是方圆几英里之内的人们都来告诉我我这么做事实上在让我家变得更热。于是我偷偷从后门溜了出去,潜入他们家中,把他们家中的空调调到了最大挡)

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