在海里“躺平”會對海洋水位有影響嗎?
(圖片來源:Ekaterina McClaud)
如果地球上的每個人都坐在海洋中,海平面會上升多少?
一個假設(shè)性問題,比如說,如果地球上的每個人同時都去海洋里游泳會發(fā)生什么,想想都很有趣。通過數(shù)學,你可以得到一個十分貼近實際的答案。讓我們先來考慮這一問題的簡化版。
浴缸數(shù)學
如果你整個人從頭到腳的浸入浴缸中, 你之后免不了要做一些地面水漬的清潔。
因為你的身體把水擠了出去,水會溢出-這稱為置換。
由于浴缸底部和側(cè)壁是固體的,水只能向上翻涌或溢出。
物體(本例中指代你)占用的空間稱為體積。從浴缸中排出水的體積,等于你身體的體積。
現(xiàn)在想想浴缸里的水只有一半滿的情況. 當你跳進浴缸, 你身體的體積依然會把水向上推。你可以通過幾個簡單的數(shù)學公式計算浴缸中的水位會上升多少。
假設(shè)浴缸是一個矩形的盒子。你可以通過考慮人坐在浴缸中時,將有多大的體積增加進浴缸,以及將此體積分布到多大的面積,來計算水位上升的情況。
水位上升的高度,等于增加的體積除以此面積。
地球因其最顯著特點是液態(tài)和固態(tài)形式的水,被稱為“藍色星球”。
(圖片來源:NASA Goddard/Flickr, CC BY)
對于一個長5英尺,寬2英尺的浴缸,它的面積為10平方英尺。
現(xiàn)在我們來計算你的體積。為了簡便計算,我們假設(shè)你和浴缸一樣,也是一個矩形的盒子。
假設(shè)你身長約4英尺,身寬2英尺(從左到右),胸深1英尺(從前到后)。身體的體積是4英尺x 2英尺x 1英尺,即8立方英尺。
當你坐下時,大約一半身體的體積將浸入浴缸中。這意味著水位上升的高度等于一半身體的體積除以浴缸的面積。
使用上文的假設(shè)數(shù)據(jù),水位的上升為4立方英尺除以10平方英尺,約等于5英尺。
你肯定會注意到這點!
擴展思考
你可以把海洋想象成一個巨大的浴缸。超過70%的地球表面是海洋,所以這個浴缸的面積約為1.4億平方英里。為了弄清楚水會上升多少,我們需要知道坐在海洋里的人的體積,來除以這個海洋面積。
目前,地球上有近80億人。
人類有各種多樣的體型, 從小嬰兒大到成人.
我們假設(shè)人的平均身長為5英尺高 - 比小孩子大一點 - 平均體積為10立方英尺。
當他們坐下時,每個人只會有一半身體會被海水淹沒,所以只有5立方英尺會影響水位的增加??偣灿?0億人,可以計算出5 x 80億,即,有龐大的400億立方英尺會影響海洋水位的增加。
但別忘了,這一體積還要延展在廣闊的海洋面積中。使用前文所述的浴缸數(shù)學,我們將400億立方英尺的體積除以1.4億平方英里的海洋面積。
答案是? 海平面總共上升約為0.00012英寸,或小于1/1000英寸。
如果每個人都把自己整個浸入水中,這將使答案乘2,翻倍到0.00024英寸,和人類頭發(fā)的寬度差不多。
這結(jié)果證明了海洋之大–人類不過是滄海一粟.
相關(guān)知識
海平面是地球單一或多個海洋表面的平均水平,由此可以測量諸如海拔等高度。平均海平面是一種垂直基準,一個標準化的大地測量參考點。例如制圖和航海中的海圖基準面,或是航空中測量標準海平面的大氣壓力,以便校準飛機的飛行高度。一個常見且簡單的意思,海平面標準是特定位置的平均低潮和平均高潮之間的中點。
地球是太陽系中由內(nèi)及外的第三顆行星,距離太陽149 597 870.7公里/1天文單位,是宇宙中人類已知唯一存在生命的天體[3],也是人類居住的星球,共有79.1億人口[22]。其質(zhì)量約為5.97×1024公斤,半徑約6,371公里,平均密度5.5 g/cm3,是太陽系行星中最高的。地球同時進行自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)運動,分別產(chǎn)生了晝夜及四季的變化更替,一太陽日自轉(zhuǎn)一周,一太陽年公轉(zhuǎn)一周。自轉(zhuǎn)軌道面稱為赤道面,公轉(zhuǎn)軌道面稱為黃道面,兩者之間的夾角稱為黃赤交角。地球僅有一顆自然衛(wèi)星,即月球。
BY: Tony E. Wong
FY: AmeliaCC
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