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来大气所领略气象史海


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在中国科学院大气物理研究所成立90周年之际,为了弘扬科学精神,普及大气科学知识,12月1日大气所举办了主题为“中国大气科学90年”的科普公众日活动。活动内容有中国气象史海博览、科氏力转椅、AR玩转气象、《气候怎么了——被悄然改变的世界》的科普讲座、VR探秘“地球模拟器”。该活动科米直播进行全程独家直播,让未到现场的观众有了如临其境的学习体验,得到学生家长们的一致好评。

“此次活动,主要是向大家介绍我国气象90年发展的历史,尤其希望大家了解我们现在面对的各种挑战:像暴雨、寒潮、雾霾、干旱、台风等天气事件,以及更为严重的全球变暖问题,通过这样的活动,让大家能够关注极端天气、气候变化和环境问题。”中国科学院大气物理研究所副研究员魏科向科普时报记者表示,大气所致力于研究和探索地球大气中和大气与周边环境相互作用中的物理、化学、生物、人文过程的新规律;提供天气、气候和环境监测、预测和调控的先进理论、方法和技术;造就本领域的一流人才;服务于经济和社会的可持续发展和国家安全。

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科普主题讲座——“核冬天”“臭氧洞”“全球变暖”

在公众开放日里,魏科带来了一场《气候怎么了—被悄然改变的世界》科普主题讲座。他认为,这是一个与未来世界的变革者与领导者的讨论会。

“在中国科学院大气物理研究所成立90周年之际,回顾过去100年,展望未来1000年,我觉得是非常有意思,也是有意义的事情。”科普达人魏科向科普时报记者表示,我把小朋友看成是未来世界的领导者和未来世界的拥有者,所以我的讲座是想告诉小朋友们:未来你们将会面临什么样的世界?未来你们将会有什么样的挑战?未来你们将会有什么样的责任?有什么样的一个世界在等着你们去发现、去认识、去领导、去承担起责任、去把前辈变坏的世界变好,而变好的世界变得更好。

魏科通过气候变化的三个故事“核冬天”“臭氧洞”“全球变暖”,向现场小朋友和科米直播的观看者,讲述了核战争发生后的世界是什么样的,远在万里之遥的人能否躲过核战争的影响;了解了为什么关于臭氧洞的研究促使了全球最成功的国际协议的签署与实施;探讨了关于全球变暖的研究如何重塑我们的社会面貌。

“目前全球人口的分布大半集中在沿海地带,最著名和繁华的城市都靠近沿海,这样一个不变的城市布局,要应对长达千年的全球海平面上升,与地质期的变暖过程相比,其风险和损失是完全不同的。”魏科告诉大家,关于气候变化的研究,不仅仅是科学问题,也是国际政治经济问题,并通过政策的变化悄然间改变了我们置身于期间的世界,也重塑了我们的近现代史和未来历史的走向。“这就是小朋友们将要面临的故事,未来1000年的故事,现在才刚刚开始。”

“如果全球温度升高很多,人类会像恐龙那样变得很大吗?”“臭氧层被破坏后,是否人类会灭绝?”讲座后的互动环节,孩子和家长们提出了很多有意义和有意思的问题,魏科老师给予了热心解答,现场孩子们的求知欲望强烈,学术氛围浓厚。

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虚拟现实(VR)——带你畅游“寰寰”

“这是让同学们体验一下‘寰寰’(Earthlab)——超级计算机长什么样?它的功能是什么?”志愿者向科普时报记者介绍,寰寰的大名叫“地球系统数值模拟装置”,位于北京怀柔的综合性国家科学城,目前还在建设中。参观者通过虚拟现实(VR)技术,可以俯视以七大圈层为主题设计的寰寰园区,也可以深入内部,体验庞大复杂的立方式高性能机房,还可以交互式观察海洋流场的变化、珠三角地区大气污染物分布情况等。

这是一个不折不扣的“地球模拟器”,46米(长)×46米(宽)×23米(高)的大家伙,规模和计算能力位于世界前列。这样的超级计算机,只做一件事情,即利用数值计算模拟地球系统,包含了地球系统的所有圈层,可以用来模拟天气和气候、洋流、风暴潮、植被、南北极冰雪、大气污染、气溶胶-云-辐射相互作用、太阳风暴和大陆冰盖等的变化,也可以模拟地震、海啸、滑坡、水库地震等自然过程,是我们探秘地球、为我国进行防灾减灾、应对气候变化、大气环境治理提供科学依据的“神器”。

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科氏力转椅——理解旋转的天气系统

在旋转的转椅上,明明是直线扔出去的球,怎么出手之后,看着就拐弯了呢?“孩子们坐在转椅上,相当于在模拟地球旋转运动,在扔东西时,不会扔到对方的手里,而往右偏了,只有往左扔时,才可能扔到对方手里。”志愿者向科普时报记者解释,在现实生活中涡旋运动无处不在,尘卷风、龙卷风、台风、“爆炸”气旋等,甚至在浴缸排水时,都能产生涡旋运动。

1835年,法国物理学家科里奥利提出,为了描述旋转系(比如地球)上的运动,需要在运动方程中引入一个假想的力,后来人们把这个力叫做科里奥利力,简称科氏力,也被称为地转偏向力,凡是在旋转系中运动的物体,都会受到科氏力的影响。引入科氏力之后,人们可以像处理惯性系中的运动方程一样简单地处理旋转体系中的运动方程,由于地球从西向东旋转,本身就是一个巨大的旋转体,因此凡是在地球上的运动物体,都受到科氏力的影响,在科氏力的作用下,运动物体在北半球向右偏,南半球向北偏,从而形成涡旋。


来源:中国科普网


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