准确切磋,工程热物理行家

概念

丁肇中,1936年1月生,祖籍山东日照,现为美国麻省理工学院物理学教授,美国国家科学院院士,1976年获诺贝尔物理学奖,近年因领导“阿拉法磁谱仪”实验探索反物质而闻名海外。

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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。

核心提示

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)。

不要盲从专家的结论,权威专家的实验结果未必都是正确的。

影响

做你认为正确的事情,不要畏惧困难,不要因为大多数人的反对而改变。

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。

科学是很难推测的,对意料之外的现象要有充分的准备。

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。

科学是多数服从少数,只有少数人把多数人的观念推翻以后,科学才能向前发展。

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。

各位老师!各位同学!非常高兴能够到东南大学来与大家交流。今天我报告的题目是“我所经历的实验物理”,介绍我的五个实验及体会。

形成因素

实验是自然科学的基础,如果没有实验的证明,理论是没有意义的。当实验证明了理论以后,才可以建立新的理论,这是一个很重要的观念。在过去400年里,我们对物质结构的了解,大都来自于实验物理,所以我想跟大家讲一讲我所经历的五个物理实验。

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:

电子有没有半径?

辐射因素

不要盲从权威专家的结论

太阳辐射是地面和大气热能的源泉,地面热量收支差额是影响气候形成的重要原因。对于整个地球而言,地面热量的收支差额为零,但对于不同地区,地面所接受的热量存在差异,因而会对气候的形成产生影响。同时,地面接受热量后,与大气不断进行热量交换,热量平衡过程中的各分量对于气候形成也有重要影响。

第一个实验是测量电子的半径。1948年,有三个物理学家,一个是费曼,一个是施温格,第三个是朝永振一郎,他们通过实验,得出这样一个结果:电子是没有体积的,换句话说电子是没有半径的。这个理论被当时所有的实验所证明,后来他们因此获得了诺贝尔奖。但是1964年,哈佛大学和康奈尔大学的著名教授和多年专门从事这种实验的专家,用若干年时间做实验,得出了相反的结果:量子电动力学是错误的,电子是有体积的,电子的半径在10的负13至14厘米之间,也就是说测出了电子的大小。他们的实验结果受到了物里学界的认可和重视。这是关于物里基本观念的实验,而且都是权威科学家的实验结果,究竟谁是谁非?

地理因素

我决定用不同的方法来测量电子半径。那时候,我刚得到博士学位,所以没有人相信我能做出这样的实验,更没有人支持我。尽管如此,1965年,我还是决定放弃在美国大学的前途,到德国新建的加速器实验室用不同的方法重新做这个实验。8个月以后,我的实验证明量子电动力学是正确的,电子是没有体积的,它的半径小于10的负14厘米。

地理因素对气候形成的影响表现在地理纬度、海陆分布、地形和洋流上,而地理因素对气候形成的影响归根到底还是可以归结到辐射因素上。地理纬度不同,所接受到的热量不同,引起不同的气候;由于海洋和大陆具有不同的热力学特性,如容积热容量、导热率等海洋与陆地显著不同,因而海洋和大陆在气候上差异很大,比较而言,大陆上的日较差和年较差比海洋大。温度的年较差是区分大陆性气候和海洋性气候的重要指标,并且,夏季大陆是热源,冬季海洋是热源,热源有利于低压系统的形成和加强,而冷源有利于高压系统的形成和加强,海陆的分布使行星风带分为若干个高低压活动中心,这些高低压活动中心对于气候形成有重要影响,此外,海陆分布的不同也影响天气的变化;地势对气候形成的影响在于,海拔高,太阳直接辐射增强,散射辐射降低,温度降低,湿度减小,而不同的地形也对气候影响不同,高原对气候的影响十分明显;而洋流对气候的影响也是因热量而成,海洋是地球表面热量的重要贮藏。

我的第一个体会是:不要盲从专家的结论,在我以前做实验的都是世界很有名的科学家,他们的实验结果未必都是正确的。

环流因素

世界只有三种夸克?

包括大气环流和天气系统,影响气候的因子包含气温、雨量、气压和风。

做正确的事,不要畏惧困难