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阿地阿地峰爆被困地下河,小洪如何 [复制链接]

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这是系列第十三篇文章

跟,一起探索生活中的地理

号外号外,小三爷又去探洞了。

诶,串戏了,是洪翼舟进洞救父了。

最近上映的《峰爆》让阿地大受震撼。影片刚开始,印度洋板块强烈活动的背景一度让阿地以为这是一部像《后天》一样的灾难片,看到最后,铁道兵为祖国铁路线的建设做出的巨大牺牲又令人深深感动。都说“外行看热闹,内行看门道”,影片在隧道建设、灾害响应与救援的过程中涉及的很多有趣的地质地貌学问题,引起了(并不算很内行但是还行的)阿地的思考。

(以下内容含有轻微剧透,列位谨慎阅读哦~)

故事发生在云南喀斯特地区。吴小三爷的探洞经历(点我跳转)已经带大家了解过什么是喀斯特地貌了,今天阿地带大家解读洪翼舟在溶洞中找出口的方法。

在地下河中被困时,洪翼舟和他的父亲在岔路口对于哪边有出口各执一词。争执之中,两人都提到了洞穴中的风向,这就涉及洞穴中的气流。

洞穴气象学

要理解洞穴中的气体运动,我们不妨先复习一下小学二年级就学过的大气运动。在气象学中,近地面大气的水平运动称为风,而风的方向是由水平气压梯度力、地转偏向力和摩擦力所共同决定的。相信大家对这幅图并不陌生。

(简单来说,就是气压的差、地球的自转和大气与地面间的摩擦共同决定了风往哪吹)

类比地面的气象,就有了洞穴气象学的研究。洞穴气象学研究洞穴的大气过程,但洞穴与地表又有本质的差异。洞穴内完全没有日照,气体也没有自由扩散的空间,以至于有时在洞穴中空气处于持续的静止状态。比如在影片中,瞬时的塌方导致了洞穴局部空间的封闭,风速立刻减小了。

接下来我们就具体讲讲洞穴中空气的运动。(关于洞穴温度和空气湿度,请移步参考文献。)

同地表类似,洞穴中空气的运动也取决于气压差,但在喀斯特溶洞中,地下水的流动也会对空气运动造成影响。关于地下水,有科学家提出瀑布效应产生空气运动,也有研究称自由流动的河流可以促进洞穴中空气的环流。而影片中洪翼舟与父亲争论的焦点问题则是洞内洞外的气压问题。影响洞穴气压差的不仅有洞内空气与洞外大气之间的对比,还有洞内温度湿度变化引起的局部气压变化。而洞穴内外气压差还与洞穴形态、开口个数和方向等多个因素有关。

(总结一下)

(扯远了,阿地也被绕晕了~)

接下来我们就重点来看地下洞穴与洞外大气之间温度对比导致的洞穴风。除去洞穴结冰等情况,洞穴温度一般与当地地面的年平均温接近,且保持较为恒定的温度,这就与洞外变化的大气温度形成鲜明的对比。温度的对比带来了压强的对比,温度低则压强大,空气会从高压的地方流向低压。在夏天,洞穴中的寒冷空气向洞外流动,在冬天,洞外温度低于洞内温度,空气就会向内流动。洞穴中风速大小也同样随洞内外温度变化而发生年周期变化和日周期变化。这也就解释了当洪赟兵凭借经验判断洞穴出口方向时,为什么洪翼舟要反问他现在是什么季节、什么时间,并以此来反驳老爹的观点。

洞穴呼吸(也即“通气作用”)

当前,学界关于洞穴内空气运动的研究仍在继续,更多的人开始

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