银河系中黑洞的形成,火焰龙卷风

2019-11-01 23:55栏目:数理科学
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概念

火焰龙卷风又叫火怪,火旋风,是指当火情发生时,空气的温度和热能梯度满足某些条件,火苗形成一个垂直的漩涡,旋风般直插入天空的罕见现象。旋转火焰多发生在灌木林火,火苗的高度30至200英尺不等,持续的时间也有限,一般只有几分钟,但如果风力强劲能持续更长的时间。

黑洞就是中心的一个密度无限大、时空曲率无限高、体积无限小的奇点和周围一部分空空如也的天区,这个天区范围之内不可见。黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程;某一个恒星在准备灭亡,核心在自身重力的作用下迅速地收缩,塌陷,发生强力爆炸。当核心中所有的物质都变成中子时收缩过程立即停止,被压缩成一个密实的星体,同时也压缩了内部的空间和时间。但在黑洞情况下,由于恒星核心的质量大到使收缩过程无休止地进行下去,中子本身在挤压引力自身的吸引下被碾为粉末,剩下来的是一个密度高到难以想象的物质。由于高质量而产生的力量,使得任何靠近它的物体都会被它吸进去。黑洞开始吞噬恒星的外壳,但黑洞并不能吞噬如此多的物质,黑洞会释放一部分物质,射出两道纯能量——γ射线。

气候是地球上某一地区多年时段大气的一般状态 ,是该时段各种天气过程的综合表现。气象要素的各种统计量(均值、极值、概率等)是表述气候的基本依据。气候与人类社会有密切关系,许多国家很早就有关于气候现象的记载。中国春秋时代用圭表测日影以确定季节,秦汉时期就有二十四节气、七十二候的完整记载。气候一词源自古希腊文,意为倾斜,指各地气候的冷暖同太阳光线的倾斜程度有关。

形成原因

也可以简单理解:通常恒星的最初只含氢元素,恒星内部的氢原子时刻相互碰撞,发生聚变。

由于太阳辐射在地球表面分布的差异,以及海洋、陆、山脉、森林等不同性质的下垫面在到达地表的太阳辐射的作用下所产生的物理过程不同,使气候除具有温度大致按纬度分布的特征外,还具有明显的地域性特征。按水平尺度大小,气候可分为大气候、中气候与小气候。大气候是指全球性和大区域的气候,如:热带雨林气候、地中海型气候、极地气候、高原气候等;中气候是指较小自然区域的气候,如:森林气候、城市气候、山地气候以及湖泊气候等;小气候是指更小范围的气候,如:贴地气层和小范围特殊地形下的气候(如一个山头或一个谷地)。

火焰龙卷风的形成需要具备一定条件:强烈热量和涌动风流结合在一起将形成旋转的空气涡流。这些空气涡流可收紧形成类似龙卷风结构,旋转着吸入燃烧残骸和易燃气体。

由于恒星质量很大,聚变产生的能量与恒星万有引力抗衡,以维持恒星结构的稳定。由于聚变,氢原子内部结构最终发生改变,破裂并组成新的元素——氦元素,接着,氦原子也参与聚变,改变结构,生成锂元素。如此类推,按照元素周期表的顺序,会依次有铍元素、硼元素、碳元素、氮元素等生成,直至铁元素生成,该恒星便会坍塌。这是由于铁元素相当稳定,参与聚变时不释放能量,而铁元素存在于恒星内部,导致恒星内部不具有足够的能量与质量巨大的恒星的万有引力抗衡,从而引发恒星坍塌,最终形成黑洞。说它“黑”,是因为它的密度无穷大,从而产生的引力使得它周围的光都无法逃逸。跟中子星一样,黑洞也是由质量大于太阳质量好几倍以上的恒星演化而来的。

影响

一般在涡度方程中,幅合效应是影响涡度变化的最大因素。 在火灾中,火的热力令空气上升,周围的空气从四方八面涌入,形成幅合,火焰龙卷风便形成了。有说在日本关东大地震,火灾处处,都发生了好几起的火焰龙卷风。

当一颗恒星衰老时,它的热核反应已经耗尽了中心的燃料,由中心产生的能量已经不多了。这样,它再也没有足够的力量来承担起外壳巨大的重量。所以在外壳的重压之下,核心开始坍缩,物质将不可阻挡地向着中心点进军,直到最后形成体积接近无限小、密度几乎无限大的星体。而当它的半径一旦收缩到一定程度(一定小于史瓦西半径),质量导致的时空扭曲就使得即使光也无法向外射出——“黑洞”就诞生了。

气候变化对人类与自然系统有重要影响。由于生态系统和人类社会已经适应今天,如果这些变化太快使得生态系统和人类社会不能适应的话,人们将很难应付这些变化。对于许多发展中国家,这可能会对基本的人类生活标准(居住、食物、饮水、健康)产生非常有害的影响。对于所有的国家,极端天气气候事件发生频率的增加将会增大天气灾害的风险。气候变化对我国经济社会的影响有正面的,也有负面的影响,其中一些变化实际上是不可逆转的,因此我们更要关注的是负面影响。据统计,1950年到2000年,特别是1990年以后气象灾害造成的经济损失急剧增加。原因有两个,一方面极端天气事件的增多,另一方面我国总体经济体量增加,因此经济损失绝对值大幅升高。

漩涡扰动

恒星的时空扭曲改变了光线的路径,使之和原先没有恒星情况下的路径不一样。光在恒星表面附近稍微向内偏折,在日食时观察远处恒星发出的光线,可以看到这种偏折现象。当该恒星向内坍塌时,其质量导致的时空扭曲变得很强,光线向内偏折得也更强,从而使得光线从恒星逃逸变得更为困难。对于在远处的观察者而言,光线变得更黯淡更红。最后,当这恒星收缩到某一临界半径时,其质量导致时空扭曲变得如此之强,使得光向内偏折得也如此之强,以至于光线再也逃逸不出去 。这样,如果光都逃逸不出来,其他东西更不可能逃逸,都会被拉回去。也就是说,存在一个事件的集合或时空区域,光或任何东西都不可能从该区域逃逸而到达远处的观察者,这样的区域称作黑洞。将其边界称作事件视界,它和刚好不能从黑洞逃逸的光线的轨迹相重合。

气候变化对农业的影响是负面的。预计到2030年,我国三大作物,即稻米、玉米、小麦,除了浇灌冬小麦以外,均以减产为主。气候变化对水资源的影响也很大,全球变暖使水循环的过程速度加快,降水的空间不均匀性增加。气候变化对重大工程也有影响,如长江上游降水量的增加,导致地质灾害的频率会增加,对三峡水库的安全运营会造成一定的影响。另外气候变化也会影响青藏铁路和公路,大大增加铁路和公路运行维护的投资。

大火可引起一系列涡旋,其强度从尘卷风那样的小旋涡,到强烈的龙卷风扰动。这种涡旋兼有风暴性大火和森林大火。其特征是:火中心上空有强烈的上升气流和很强的地面旋风。

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同全球一样,我国的气候与环境已经发生了巨大的变化。气候变暖远远超出一般意义上的气候问题和环境问题,对我国经济社会发展已经带来十分严峻的威胁,这种威胁仍将持续并不断加剧。科技界应当特别关注气候变化问题,积极采取适应和减缓措施,不断提升气候系统、生态、环境保护的层次和水平,这是全面落实科学发展观,建立社会主义和谐社会的重要内容,是政府、公众和科学家的共同愿望。

升空遇风

形成因素

火焰龙卷风的形成必须在火焰燃烧产生高温造成热对流上升后,如果这时高空有风,上升的气流会开始旋转,便可能形成所谓的火焰龙卷风。

气候的形成主要是由于热量的变化而引起的,因而对于气候的形成因素,主要存在以下三个方面:

成型状况

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