月合金木成笑脸
- 2008年12月1日
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天文离我们并不远,从自己的手机上就可以研究一些天文。
举例来说,查查自己的手机日历,看看今年的春分、今年的秋分以及明年的春分是哪天? 2008年3月20日、2008年9月22日和2009年3月20日,对吧。现在我们再稍微花点时间,算算这三个日子之间的时间差。你会发现,2008年春天,太阳从直射赤道(春分)向北出发,抵达北回归线(夏至)后掉头向南,再次到达赤道(秋分)共花了186天。而在南半球进行的相似过程(从秋分到来年春分),却只用了179天。北半球的春夏比秋冬长7天,这是怎么回事呢?
出乎意料的事实是,地球北半球的夏季时节,地球距离太阳比北半球的冬季时节更远些*。物理学又说,在远离太阳的轨道上,行星运行的速度比较慢;在靠近太阳的轨道上,行星运行的速度比较快。本来半径较大的轨道就比较长,再以更慢的速度运行,晚点现象就更严重了。这就是春夏比秋冬多出7天的原因。
让我们考虑得再深一点,问自己一个更难的问题:地球在一年的什么时候离太阳最近?要回答这个问题,依然没有超过手机的范围。事实上,这个问题和刚才的问题实质是一样的,只是把一年分得更细一些,需要的数据更多一些而已。这多出来的数据就是二十四节气。
可能很多人以为二十四节气是中国农历的词汇,但是它们确确实实是阳历的概念。天文学规定,太阳运行到黄经0度的一瞬间被称为春分,以后太阳每运行15度,即是下一个节气:清明是黄经15度,谷雨是黄经30度,依此类推。
让我们从手机上把任意一年的24个节气找出来,计算出每两个相邻节气的天数之差。你会发现,小寒(1月5号)附近,节气天数差的值是最小的,即此处地球运行速度最快,距离太阳最近。有时你可能会发现小寒附近的天数差不是最小,例如2008年的大雪到冬至是14天,立春到雨水也是14天,而冬至到小寒、小寒到大寒、大寒到立春都是15天。这是因为以“天”来计算的结果十分粗糙,有时,“14天”可能比“15天”更长些!如果你有小时候看那种纸版日历的记忆:今日立春(3点17分),你就很容易明白我说的是什么。从今天的23点59分到明天的0点1分只有两分钟,但在日历上算是差了一天;今天的0点1分和23点59分之间差了将近一天,但在日历上没有区别。所以,如果遇到这种14-15-15-15-14的情况出现,那么,中间的那个15可以被认为是整个序列的最小值。
为了减少这种因为数字化运算造成的误差,产生更有说服力的结果,我们可以取十年的序列做平均,把数据抹得更平滑一些。读者不必自己做实验了,我这里已经把2001年到2010年的240个日子记了下来,算出所有相邻节气的时间差,并做了十年的平均,以及六次多项式的光滑曲线。点这里看所有的数据吧(Excel格式)。
在下面的图中,纵轴的数字是相邻节气的相差天数,横轴的数字是节气编号:1代表春分到清明@,19代表冬至到小寒,20代表小寒到大寒。瞧!小寒确实是地球离太阳最近时的节气。
* 开普勒定律:行星围绕太阳运转的轨道是一个椭圆,太阳在椭圆的一个焦点上。在椭圆轨道上运行的物体必然距离焦点时近时远。常见的一个问题是,既然夏天地球离太阳更远,为什么地球夏天比冬天热呢?提出这问题的人是北半球本位主义者,南半球的人就不会觉得很诧异。这个“不诧异”也是基于错误的理解上的。地球的各处寒热不同,是因为太阳直射斜射的差异,而不是因为距日远近。
@ 我为什么喜欢拿春分作第一个数据点?因为它是天文学上的新年:太阳运行到黄经0度是春分。春分在天文学上是春季的第一天(而不是立春!)。即使是星相学里,也把白羊作为黄道十二宫的第一宫,因为它的第一天是春分。
中国西北部可以看到日全食。月球本影于18:58进入新疆北部,而后向东南方疾速移动。甘肃、青海、宁夏、陕西、山西、河南都可以看到。此时月影已经即将离开地球,本影面积很小,日月在天空位置偏低,因此全食时间很短,只有两分钟十五秒到一分半的时间(越往东南方时间越短)。效果很不理想。
对于关心交通方便程度的人们来说:除西安外,没有一个省会城市可以看到全食。银川太靠北,兰州(仅次于西安的省会观测地,但看不到全食,太阳还能露一小缝)和西宁太靠南了。在郑州可以看到暮色降临两次,其中第一次是月亮帮着降的。
西安观测时间:初亏18:27,食既19:20,食甚19:21,生光19:21,复圆20:11。食甚时太阳距地面仅3度55分。如果你不太在乎是否全食,觉得露一道极细的缝也可以接受,那么兰州的时间表是:初亏18:24,食甚19:19,复圆20:11。食甚时太阳距地面8度43分。
引自新浪新闻:
针对北川县唐家山堰塞湖蓄水量逐渐增加的险情,水利部、四川省和武警水电部队等快速研商工程方案与措施,按照温家宝总理提出的关于唐家山堰塞湖问题的处置原则,正式启动了唐家山堰塞湖应急疏通工程,拟通过开挖明渠,降低水位、减少蓄水量,最大可能减小下游灾害风险。
看到“开挖明渠”这四个字,我有一丝不好的预感,但愿现在技术进步了,我的预感是瞎操心。2006年8月的时候,我走过西藏自治区通麦小集镇,在越过通麦大桥时,我看到旁边有一座废桥,它的故事是这样的。
2000年4月9日,易贡藏布下游左岸纳雍嘎布山的扎木龙巴发生特大崩塌滑坡型泥石流,三亿方的滑坡体在十分钟内阻塞了易贡藏布,并在其后的一个月里,在其上游形成了面积达三十七平方公里的壅塞湖,也就是今天的易贡错。为了防止这道从天而降的大坝被易贡错压垮,西藏自治区派出军人在其上开沟引渠,6月7日开始泄水。不料水势汹涌,将引水渠越冲越宽,大坝在6月10日下午七点溃决。滔天的洪水沿易贡藏布呼啸而下,当晚九点半捣毁通麦旧桥,倒灌而入波都藏布, 6月11日凌晨三点左右,通麦的水位达到五十米(高出旧桥面三十米)。洪水荡平了赤隆藏布全段的一切人工设施,破坏力穿过雅鲁藏布江直达墨脱,从通麦到排龙的川藏公路段自然是全部被毁。
人们总觉得大地就踩在脚下,比虚无缥缈的天空好懂得多,这实在是个错误。
天空虽然也谈不上温柔敦厚,但是起码它是很透明的,允许人们看到许多东西; 而且,在其中穿行时,只要速度不快,也不会有太大阻力——至少它不会把人卡在什么地方动弹不得,或者砸死谁。 看过《封神榜》之后就知道,大家对动不动就化虹而遁的道人们可能不会留下太多印象,而不记得土行孙的大概没几个。
每次大地震之后,人们都会责骂地震局,说他们预报不力。 这是可以理解的,毕竟历史上有1975年海城地震前成功预报的先例。 顺便说一句,那次预报的精准程度,简直跟发射火箭倒计时一样。 所以1976年唐山地震后,当地震局的人们赶到灾区时,迎接他们的是排山倒海的唾骂。 期望太高,失望自然也高。这次也不例外。
除了海城地震之外,人们的期望是有别的原因的,而且我相信这是主要原因,那就是: 国家法律暗示大家,地震局是用来预报地震的。 不信你可以问一下你身边的人,有多少人知道海城地震? 又有多少人不知道那条法令——禁止地震局以外的任何组织或个人发布地震预报?
我还发现一个有趣的现象,每次大地震之后,地震局总是会站出来几个“专家”, 一边委屈地对愤怒的大众诉苦,说短期地震极难预测, 一边却自信满满地对大家担忧的重要城市做出不会发生地震的短期预测。 这简直是在掌自己的嘴。换成我的话,可能说得更圆一些。
其实,这事情确实不怪地震局。 “地震局”这个名字本身就起得语焉不详,犯了盲目追求言简意赅的毛病。 言是简了,意却糊里糊涂,看惯了“气象局”这类名字的,很容易把它当作一个预报部门。 可惜地震几乎是不能精确预报的,据我不断学习的知识, 除了日本能够做到三十秒的临震预报之外,全世界没有一个能够做到可重复地进行地震短期预报的国家。 中国确实成功地预报了海城地震,那是因为海城的震前迹象符合当时中国地震局已经发现了的一个地震规律: 频繁小震之后的寂静,是大震到来的征兆。但这并不代表所有的地震都必须由频繁小震打前哨。 我相信许多人知道动物在震前都会表现异常,这也是海城地震的震前征兆。 同样,这并不代表所有的地震都会事先通知动物们。 这次汶川地震前三天,确实在绵竹出现了蟾蜍游行的事件,但我们不排除这些蟾蜍是冲着震后的那场大雨去的。 事实上,成都动物园的动物们震前反应就很让人失望,它们对即将到来的灾祸懵然不知,等到地震发生了,才想起来怪叫、撞笼子。
中国的地震研究本来起步就晚,积累的数据和经验都十分有限,再加上巨大地震在同一个地方几乎是不能重复的, 在一两代地震工作人员的有生之年里,很难总结出一整套颠扑不破的规律。 所以我们确实不应该指望地震局做地震预报。
地震局应该做什么呢? 长期目标应该是建立完善监测网络,不间断地搜集数据,为三四代之后的研究者提供总结地震规律,并最终实现可靠预报的可能。 短期目标则是为抗震减灾提供咨询,包括抗震建筑的设计,科普教育,震后减灾等等。 从这个角度来说,我得实事求是地批评地震局做得十分差。 当汶川地震波传到北京的时候,办公室的同事们都以为是北京本地的小地震, 我到美国地质调查局上一瞧,发现人家的系统已经把最翔实的数据(震级,震中经纬度,震源深度)贴出来了, 这才知道是汶川出了事,掉过头来看中国地震局的网站,宕机中。 我不排除围观群众太多以至于把地震局网站看杀的可能, 但是今天大家再看地震局的网站,对比一下美国地质调查局的站点,相信人人心里有杆秤。
刚才说到地震局的名字取得不清不楚的问题,现在提到美国地质调查局,我觉得人家的名字起得很中肯,很本分, 很低调,很不吸引老百姓寄予厚望,当然也就不让老百姓失望。 如果旧金山某天闹地震了,死伤惨烈,愤怒的民众大骂地质调查局的人渎职, 人家就可以很从容地说,抱歉,我只是搜集地震数据、调查大家对地震的见闻而已。 什么?预报地震?您跟我开玩笑呢。
下午正在上班,两点半时,忽然全办公室的人们都站起来了,说房子在晃。回头一看饮水机,水晃荡个不停。大家都在议论地震的来路。 我就到美国地质调查局(United States Geological Survey)去搜,不看则已,一看头皮嗡的一声。 原以为会在北京附近看到一个小红点(红色代表刚刚发生),没想到在成都方向看到了一个大红方块(方块越大,表明震级越大)。 把鼠标移到上面,赫然显示M7.8(里氏7.8级大地震)。
把这条消息通过公司的内部网络传了出去,又过了二十分钟,新浪上终于有消息了,是汶川。