地面以下3米的地方,在夏天時(shí)是什么季節(jié)呢?大部分人可能會(huì)說(shuō)也是夏天。在這里,我要糾正一點(diǎn),地面以上的季節(jié)和地面以下的季節(jié)其實(shí)是不同的,因此這個(gè)答案并不正確。
我們知道,即便是在最寒冷的冬天,埋在地下的自來(lái)水管也不會(huì)被凍住或凍壞,這是因?yàn)槲覀兡_下的土壤是熱的不良導(dǎo)體。即使地面以上季節(jié)變換,地面以下也要很久才能感受到。隨著深度的增加,地下感受到變換的時(shí)間會(huì)越來(lái)越遲。
舉一個(gè)例子來(lái)說(shuō)明:我們?cè)诙砹_斯的斯盧茨克做過(guò)一個(gè)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)地下3米處的溫度變化相比地表存在顯著滯后。具體表現(xiàn)為:地下3米處比地表達(dá)到一年中最高溫度的時(shí)間延遲76天;達(dá)到一年中最低溫度的時(shí)間則會(huì)延遲108天(且深度越大,滯后時(shí)間越長(zhǎng))。這意味著,如果地表在1月15日達(dá)到全年最低溫,那么地下3米處需要等到5月初才會(huì)達(dá)到最低溫度;如果地下3米處在10月9日達(dá)到全年最高溫,那么地表實(shí)際上在7月25日就已經(jīng)達(dá)到了最高溫。
地下溫度的變化會(huì)隨著深度的增加而延遲和減弱,達(dá)到一定深度后就不怎么變化了。在這一深度上,溫度常年保持恒定。
在巴黎天文臺(tái)地下約28米深的地窖中,有一支放置了幾百年的溫度計(jì),其讀數(shù)基本穩(wěn)定在11.7℃,據(jù)說(shuō)那是大科學(xué)家拉瓦錫的溫度計(jì)。
由此可知,我們和我們腳下的土壤并不能同時(shí)感受季節(jié)的變化。地下溫度變化緩慢,當(dāng)我們進(jìn)入夏天時(shí),地下3米深的地方可能還是嚴(yán)寒的冬天,當(dāng)我們進(jìn)入冬天時(shí),那里可能還是秋天。
(從容摘自北京理工大學(xué)出版社《趣味物理學(xué)》一書,視覺(jué)中國(guó)供圖)