闲话寒冷
(2023-12-15 12:49:10)分类: 茶余饭后 |
一、地球上最冷的10个地方
1. 南极富士冰穹
最低温度:-93.2°C(-135.76°F)
记录时间:2010年8月
富士冰穹是世界上最冷的地方,因为它位于南极高原和它的高海拔。夏季气温很少超过30°C(-20°F),冬季气温可降至80°C(-110°F)。年平均气温为-54.3°C(-65.7°F)。
2010年,这片干燥寒冷的沙漠被宣布为地球上最冷的地方,气温为零下93.2摄氏度,打破了东方空间站自1983年以来保持的纪录。
日本南极考察队(JARE)于1995年在富士冰穹建立了一个考察站,目的是为了进行一个冰钻项目,以连续获取冰盖底部的冰样本。该站已完成3035米深的钻井。
2. 南极福斯多克研究站
最低温度:-89.2(-128.6°F)
记录时间:1983年7月
福斯多克研究站是世界上最冷的地方之一,但也是阳光最充足的地方之一。南极福斯多克研究站12月份的日照时间超过22小时。另一方面,北半球冬夜的白昼时间为零,福斯多克观测站创下了所有气象站年最低气温的世界纪录。
福斯多克站位于寒冷的南极,拥有地球上可靠的最低自然温度-89.2°C(-128.6°F)。在漫长的冬季,平均气温约为-65°C(-85°F); 在短暂的夏季,气温约为-30°C(-25°F)。
该站由前苏联于1957年建立,是最令人兴奋的研究地点之一。科学家们已经深入到福斯多克湖,一个隐藏在冰下的巨大的冰下湖泊,以及冰芯和岩浆学。在这里,他们发现了一个充满微生物和细胞生物的生态系统,这个生态系统曾经与世界其他地方隔绝。
3. 南极阿蒙森-斯科特南极站
最低温度:-82.8(-117)
记录时间:1982年6月
阿蒙森-斯科特南极站的居民每年只能看到一次日出和日落,所以他们发现自己身处一个温度是有史以来最低的地方,也就不足为奇了。它位于南极高原的高处,这使得它的海拔接近3000米。在这个地区,即使是夏天,气温也不会超过零下12摄氏度。自1956年美国建立第一个基地以来,这个空间站一直被占用,今天平均有150人住在这里。南极站的科学家们从事一系列的工作,从中微子研究到生物医学科学和宇宙微波背景观测,这些都是通过南极望远镜完成的。。
4. 南极阿加斯冰穹
最低温度:-82.5
记录时间:2005年7月
阿加斯冰穹是南极大陆上最大的冰穹,位于海拔1200公里(750英里)的地方。它应该是地球上最冷的自然发生的地方,温度范围从90到98摄氏度(130到144华氏度)。它的表面海拔为4093米。它是地球上最干燥的地方之一,每年降雪量为1到3厘米(0.4到1.2英寸)。这使它成为收集冰芯样本的绝佳地点,以便更多地了解气候历史。
2018年,科罗拉多大学博尔德分校的一个研究小组利用红外测绘技术,找出了南极洲东部气温可能低于-90°C的地方。它们出现在靠近冰盖顶部的平坦的地形洼地上,海拔从3800米到4050米不等, 阿加斯冰穹是最佳选择。
5. 阿拉斯加德纳里峰
最低温度:-73.8°C(-100.8°F)
记录时间:1950年至1969年之间
阿拉斯加德纳里峰是北美最高的山峰上,海拔6190米(20310英尺),这里景色十分壮丽。它是登山者的天堂,但如果你打算爬上去,服装将需要一个特殊的基础层。在山顶附近的气象站发现了美国最冷的温度:-73.8°C。夏季的平均温度在33到75华氏度之间。德纳里峰一年中最多雨的月份是6月到8月。
美国政府已将麦金利山的正式名称改为德纳里峰,这是居住在该山周围地区的科育空人使用的名称。
德纳里峰是德纳里国家公园和保护区的主要景点,它位于美国阿拉斯加州内陆的阿拉斯加山脉。在德纳里国家公园,有很多活动可以做。一些受欢迎的活动包括从上面到公园的实地考察,公园的空中导游,徒步旅行,越野,过河,狗拉雪橇,以及教育和娱乐项目。
6.俄罗斯维尔霍扬斯克
最低温度:-69.8
记录时间:1892年2月
维尔霍扬斯克镇位于俄罗斯萨哈共和国的雅纳河畔,就在萨尔唐的下游。它建于1638年,是一座堡垒,现在是锡矿和金矿的开采中心。维尔霍扬斯克以其寒冷的冬季气温而闻名,一月份的平均气温为-49°C(-56°F)。
一个被称为西伯利亚高压的寒冷、稠密的空气区域造就了它独特的气候。该地区受到温度逆温的影响,这些地方的温度实际上随着海拔的升高而升高。值得注意的是,维尔霍扬斯克的夏季气温高达30摄氏度; 这座城市是世界上冬夏温差最大的城市之一。
这个人口约1000人的俄罗斯定居点是被称为北半球“寒极”的地区之一,那里的气温是北半球有记录以来最冷的。
当地人让他们的汽车整天开着,担心他们要到春天才能重新开始。为了给村民提供水,人们从河里拉起冰块。每栋房子都有室外储水设施,储存在冰块堆里。然后,在房子里,这些冰块被融化。
7. 格陵兰岛克林克研究站
最低温度:-69.4°C(-92.9°F)
记录时间:1991年12月
克林克站是一个自动气象站,位于格陵兰岛冰盖的中央。它是威斯康星大学麦迪逊分校建立的测量系统的一部分。1991年12月22日测得北极海拔3105米的最低气温为-69.4°C。设在日内瓦的世界气象组织正式承认这一温度。
这些地点还记录了北半球一些最极端的天气,以及重要的气候科学。克林克研究站暴露在最恶劣的干燥、寒冷的大陆性气候中,靠近冰盖的最高点。
8.俄罗斯奥伊米亚康
最低温度:-67.8(-90°F)
记录时间:1933年2月
奥伊米亚康是俄罗斯萨哈共和国奥伊米亚康斯基区的一个村庄。它位于托姆托尔西北30公里处通往科雷马的高速公路上,沿着因迪吉尔卡河,位于雅纳-奥伊米亚康山脉。它是世界上冬季平均气温最冷的永久有人居住的城市。
奥伊米亚康是地球上最冷的有人居住地区,常住人口只有500人,被称为“寒冷之极”。他们中的大多数是被称为雅库特的土著居民,但该地区也居住着一些俄罗斯人和乌克兰人。在共产主义时代,政府帮助大量工人迁移到该地区,为他们在恶劣的气候条件下工作提供体面的工资。
奥伊米亚康只有一家商店,但还有其他商店,比如邮局、银行、加油站,甚至还有一个小机场。城里还有一所学校。与世界上其他地方不同,这些学校不打算在天气降至零下60华氏度之前关闭。为了应对超过13英尺深的永久冻土的不稳定性,奥伊米亚康的每一个结构都是在地下高跷上建造的。
在自然和当地居民之间找到了一种妥协。清洁的空气和水、积极的生活方式和健康的饮食是该地区居民所享受的。鱼、马肉和牛奶是它们的主要营养来源。通过采集野生浆果,它们弥补了果实的缺乏。
9. 格陵兰岛北冰
最低温度:-66.1(-86.9°F)
记录时间:1954年1月
从1952年到1954年,英国北格陵兰考察队将北冰作为格陵兰内陆冰上的一个研究站。该站位于海拔2341米(7680英尺)的地方。
在军用飞机为一队科学家和探险者空投食物和设备之前,这个研究中心首先是由狗拉的雪橇到达的。1954年测得的温度是北半球有记录以来的最低温度。考察期间进行了广泛的研究,包括地质学、地震学、生理学和冰川学。
10. 加拿大育空地区斯纳格镇
最低温度:-62.7°C(-80.8°F)
记录时间:1947年2月
斯纳格(Snag)是一个小镇,位于加拿大育空地区比弗溪以东25公里(16英里)处,阿拉斯加高速公路旁一条短而干燥的路边。斯纳格位于一个碗状的山谷中,由怀特河及其支流形成,尤其是斯纳格溪。在克朗代克淘金热期间,这里首次有人定居。
斯纳格位于育空地区的碗状山谷中,是一个废弃的村庄,在20世纪40年代的一个不寻常的冬天,这里记录了创纪录的低温。极度寒冷导致当地人抱怨说,他们的呼吸在半空中结冰,呼气时像白色灰尘一样落在地上。更奇怪的是,他们发现噪音在寒冷、稠密的空气中传播得更远,在几英里外都能听到。
二、关于最低温度
温度这个概念从宏观上来讲它是衡量物体冷热状态的指标,从微观层面来看则是衡量分子运动激烈程度的指标。低温不只会让生命物种降低活性,其实它会让所有事物都降低活跃性,温度越低物质的活跃度越低,比如水,0以下的水会凝固结晶成冰,分子活跃性再次降低,基本不再具有流动性。
有很多常态下的气体,在较低的温度下也会变成液体,比如氮气会在-196时变成液态,-210时变成固态;氧气会在-183时变成液态,-219时变成固态,氦气最耐寒、只有到-268.8时才会变成液态,-272.2时会变成固态(需要25个大气压时)。
如果到了273.15,那么所有的物质都将失去活性,因为这个温度是绝对零度。在这个温度的环境中,分子的运动已不再遵循经典物理的热力学统计规律,科学家通过大量实验以及经过量子力学修正后的理论导出,在接近绝对零度的地方,分子的动能将趋于一个固定极值,其动能几乎看不到,这个极值常被叫做“零点能量”,它也是粒子能量可能有的最低的“基态”。天文物理学家认为整个宇宙之中都不存在这个温度,因为理论上绝对零度的低温就连光都能冻住,时间应该也会停止。甚至有人认为,这个温度一旦出现,可能意味着宇宙的终结,虽然目前宇宙的平均温度仅-270.4245,只比绝对零度高了2.73,但这个温度还能让宇宙保持活力。
据来自世界物理学顶级学术周刊《物理评论快报》杂志的一篇文章来看,有三所德国大学的研究人员联合在实验室中创造了有记录以来最冷的温度,这个数值都很难写出来,因为只比绝对零度高出了38万亿分之一摄氏度。
这个温度已经极低,很有可能是宇宙中的最低温度,但还不是绝对零度。
不少科学家认为,绝对零度只能逼近,永远都无法达到,因为基本粒子不可能不运动,如果绝对静止的话,那么粒子很可能会消失,因为物质和能量其实是一体的,绝对零度能让能量为0,那么物质也会成为0,所以无论在任何空间中,绝对零度都不可能出现。
能将温度降低到距离绝对零度只有38万亿分之一的幅度上,这是一个很惊人的实验成果,体现了人类在超低温追求之路上的又一个重要成就。1933年时,曾有科学家将最低温度降到了-272.88,或者说只有0.27开尔文温度,1957年时,又有科学家创造出了0.00002开尔文的超低温纪录,这个温度为-273.14998,已经非常逼近绝对零度了,但后来又有科学家利用原子核的绝热去磁法获得了更低的温度,只比绝对零度多了3000万分之一摄氏度。最近,这一纪录又被打破,温度低缩小到了只比绝对零度高了1/38万亿摄氏度,说起来真是匪夷所思。
那么研究者们是如何创造了这一极端的低温呢?简单来说就是通过减慢粒子运动的速度来降低系统的温度。现在的技术已经可以在几秒钟内让粒子完全静止不动,通过将玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)的激发与磁透镜结合,造就了一个时域物质波透镜系统,通过将焦点置于无穷远处,就能将BEC的总内部动能降低到38皮开尔文;不过研究者表示,目前还没有到达以这种方式追求超低温的极点,理论上讲最多可以降低到17皮开尔文。
如此之低的温度又是如何被测量出来的呢?实际上这样的温度目前还没有任何办法能去准确测量,该温度是理论推论出来的,参考系主要是物质的粒子运动量。