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趣味物理学
1.8.14 6.14 地面下的季节
6.14 地面下的季节

当我们处于炎热的夏季时,那么我们脚底,比如说地面下3米深的地方,会是什么季节呢?

如果你以为同样也是夏天,那你就大错特错了。地底下的季节可并不像我们想象的那样与地面上相同,它们之间有很大的差别。要知道土壤是热的不良导体。举个例子来说,在圣彼得堡,即使地上已是冬季最严寒的日子,我们也不用担心装在地下2米深的自来水管会冻得破裂。地面上温度的变化要想传递到地底深处,得花好长一段时间。我们以在圣彼得堡州斯卢茨克地方的测量数据来说明这一点。距地面3米深的地方,温度最高时日要比地面上迟76天到来,而最冷时日的到来则比地面上迟108天。由此推算,如果地面上最热的那天是7月25日,那么在地下3米深处,最热的日子要等到10月9日才到来。而如果地上最冷的日子是1月15日的话,那么在地下3米深处,要到5月间才等到这一天的到来!如果是更深的地方,这个时间差会拉得更大!

深入地下的土壤层越深,不仅温度变化的时间差越大,而且幅度会越来越微弱,一旦达到某一深处,这种变化便会完全停止。也就是说,在这一层的土壤不论多少年或经过多少世纪,它的温度都不会发生变化,它的温度等同于全年平均温度。据说,二百多年前,拉瓦锡曾在巴黎天文台的地窖距地面28米的深处放置了一只温度计,两个多世纪过去了,这只温度计的温度没有一点儿变化,始终显示为11.7℃。

可以这么说,我们脚下的地方,从不曾和我们过相同的季节,当我们这儿已是数九寒冬时,地下3米深的地方还是凉意初显的秋天,当然不是地面上的那种温度变化很大的秋天,而是温度下降很缓慢很缓慢的秋天;而当我们在地上正处三伏的夏天时,我们脚下的地方正将过完冬季迎来春天,它还在为春天的到来做准备呢。

地面下的季节变换要迟于地面上的这件事,对研究地下动物(比如金龟子的幼虫)和植物地下部分的生存环境,意义非常重大。比如,植物的根部细胞会在寒冷的季节进行繁殖,而根部的组织结构却在温暖季节几乎处于休眠期,它们的情形恰恰与地面的树干相反。由此我们就不难理解这些现象了。