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长江口口 http://www.xingyun.org.cn/?1484 [收藏] [复制] [分享] [RSS] 菩提本非树,我本非菩提。忙忙不碌碌,无为无不为。

日志

地理问题的空间尺度

热度 5已有 992 次阅读2014-7-13 03:25 |个人分类:专题研究|系统分类:地理学科| 地理, 尺度, 大气环流, 地转偏向力

按:暑期在重庆星韵地理研讨会上,本人将做一个专题发言《地理问题的空间尺度》。现在根据发言的PPT,先做一个简要的文字介绍,欢迎大家在会场研讨交流切磋这个问题。



看到荷兰后印象派画家梵高1889年创作的《星空》,忍不住想,莫非梵高是一个近视眼?才有这样的观察感受。星星变成了一团而不是一颗,眼睛明显不能聚焦啊。



星空摄影,有一类专门拍摄星轨迹的照片,看星星划过的轨迹运动,有的划过的圆心角足有60°的角度,按地球自转角速度,可以推测曝光时间足足有将近4小时。拍摄水流和瀑布,如果用慢速曝光,也可以拍摄出水流运动的曼妙画面,丝绸般的质感。这是利用相机曝光不同一般情形下的时间尺度,才可以见到的美丽画面。



美国宇航局为预测全球环流和海洋气候变化,利用观测数据生成了专门的计算模型,在此基础上绘制了2005年6月至2007年底的地球表层洋流图。据称,这幅洋流图酷似梵高1889年创作的《星空》,梵高在该画中把星空画成一片巨大的涡流,与洋流图十分相似。

洋流是一个空间尺度较大的现象,平时很难观测,只能依靠计算机的模拟,或者一些处理加工的遥感图像,我们才有机会看到一些形象的画面。

水流的漩涡,在我们的日常生活中还是很常见的。但有人认为水流漩涡的方向,可以证明地转偏向力的影响。并认为北半球的水流漩涡呈现逆时针方向,南半球的水流漩涡呈现顺时针方向,这种认识未免显得简单和想当然。这个看似简单的生活中常见的问题,科学上存在很大的争议。

但一般认为地转偏向力的力量太小, 水流形成的漩涡主要取决于容器的几何形状和水的最初运动。如果是家庭厨房、卫生间的水斗和厕所抽水马桶产生的漩涡,更是由于形状设计上的差异,方向会有很大的不确定性。

2006年3月美国著名科普杂志《生命科学》刊文,提到了20条科普神话,其中大多数皆为谬论,只有一小部分有其事实依据。里面就有一条,认为水流漩涡方向为谬论——“地球南北两半球的水流漩涡方向相反的谬论。科学家们表示,地球的自转速度并无力影响水的流向,地球上水漩涡的运动和存在方式只与地貌特征有关,而与地球是否是圆球形无关。”

其实可以设想,我们能够观察到的水流漩涡是一个空间尺度很小的现象,而地转偏向力是一个大尺度下才能呈现出影响结果的自然现象。不同空间尺度的问题,不可混为一谈。

关于大气的运动也会有不同的运动尺度。不妨观察一下烟囱烟雾的运动轨迹,风扬起的灰尘和树叶舞动的轨迹,高空云层或山间云海移动的轨迹,这些还是直观可见的、小尺度形式的大气运动。但是季风运动,全球大气环流的运动,这些大气运动的形式,时间尺度和空间尺度实在太大,我们一般很难想象其运动的轨迹,我们或许只能借助计算机模型和模拟来理解了。

对不同尺度的大气运动,我们很自然地产生一些理解,但是不是经得起验证呢?比如:高空风向与地面风向相反。你认可这样的结论吗?这样的结论或许是出自热力环流模型的简单示意图,那是我们生活之中可以感知到的一些小尺度的经验。

再推而广之,在全球性大气环流中,高空风向与地面风向相反。你是否也认可这样的结论呢?

思考这些问题,或许我们会得到一些有趣的启示。不同尺度下的自然现象和地理问题不能混为一谈,可能有不同的影响因素;但小尺度下的一些现象更具有直观性,与我们的生活经验可以很好地对接,利用这些“狭隘的经验”,有时可以很好地帮助我们去理解那些大尺度下的抽象问题。

发表评论 评论 (9 个评论)

回复 悦君依约 2014-7-13 11:30
水盆马桶水的漩涡方向,确实不能刻意地与地转偏向力拉上关系!
回复 geonet 2014-7-13 21:03
和陈国祥老师的复杂理论异曲同工。
回复 庆龙梦幻之地 2014-7-14 11:33
单看这两张幻灯片,就预感周老师的发言高端、大气、上档次,漂亮!
回复 长江口口 2014-7-14 15:08
庆龙梦幻之地: 单看这两张幻灯片,就预感周老师的发言高端、大气、上档次,漂亮!
还得认真准备啊,大家一起努力。交流会议,内容为王。
回复 长江口口 2014-7-14 15:12
悦君依约: 水盆马桶水的漩涡方向,确实不能刻意地与地转偏向力拉上关系!
其他水流漩涡,一样不能作为地转偏向力的证明。
回复 长江口口 2014-7-14 17:50
geonet: 和陈国祥老师的复杂理论异曲同工。
重点是关于大气环流的内容,把2006年的初步思考,2009年北京中国地理学会上的发言,重新润色包装一下。感觉这次针对的是一线教师人群,是最匹配的,2009年讲的时候,下面一线教师不多,最终不能起到传播的效果,这个内容,只有一线地理教师教学才会遇到的问题,需要面对解决。
回复 geonet 2014-7-14 20:23
希望早日见到文章在杂志发表,以拨乱反正。复杂问题简单化,形而上的东西害人匪浅。另一个问题跟它也相关,马六甲的洋流流向,答案相互矛盾问题根源也在这里。前段看到杨剑用数据来佐证索契的风向(水汽来源?),其实问题也在此吧。
回复 chinasun 2014-7-15 00:26
个人感觉,小尺度上的地理现象,影响因素复杂,更多的体现了地域性,而大尺度上的“概括性”现象,则更能真实地反应出地理的一般规律。
回复 李庆均 2014-7-26 21:35
期待周老师的发言,欢迎大家来重庆。

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