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英科学家称降雨好比天空中的地震

http://www.sina.com.cn 2008年03月07日 10:19  新浪科技

  新浪科技讯 北京时间3月7日消息,据英国《新科学家》杂志报道,英国科学家日前指出,伦敦上空的瓢泼大雨同加州的地震存在的共同之处可能超过大家的想象,并且,这两种过程还遵循着相似的统计规律。

  发现这一联系的科学家表示,将下雨看作是“天空中的地震”也许有助于改善气象模式。地震是地球内部缓慢积累的能量突然释放引起的地球表层的振动,是因地壳的移动板块相互作用时引起的。当移动板块滑动时,我们的柜橱就会嘎嘎作响。这些滑动的频率科学家所称的幂律(power law)决定。在这种情况下,一场强度相当于另一场10倍的地震的发生频率可能只是后者的十分之一。

  气象学家通常用一定时间内落到地面的水量来计算降雨量。但英国伦敦帝国理工大学的物理学家吉姆-克里斯滕森、奥勒-彼得斯和克里斯托夫-赫尔特利恩却采用了不同的方法。他们分析了波罗的海沿岸降雨的雷达数据,发现当他们根据降雨频率图示阵雨雨量时,图表就会遵循类似于决定地震的幂律。

  在发表于《物理评论快报》上的一篇论文中,克里斯滕森和彼得斯认为,降雨与地震在数学上的这种类似之处表明了物理上的类似之处。按照他们的观点,地震是在储存于某块地壳中的机械能量超过临界阈值时引发的。一旦发生这种情况,此处的压力就会在同摩擦较量中占得上风,能量会以地震的形式释放出来。同样,在大气中,太阳能以水蒸气的形式保存起来,在云层中水汽饱和之时释放出来。

  研究人员表示,如果他们能计算出这一总体构架的细节,那么大气物理学家对降雨形成的方式将有重要的了解。克里斯滕森说,研究发现可能有助于提高预测地球气候的电脑模型的准确性。他解释说:“降雨的实用模型应该可以生成类似于降雨事件的幂律。”

  尽管幂律不能预测某种规模的事件上演的时间,但却能预测某个极端事件在未来发生的可能性。这有助于公共事业企业进行供水系统管理,有助于保险公司为将来气候致损的赔偿做准备。但是,不应期望它在不久后对天气状况作出有更为准确的预报。美国明尼苏达州安东尼流体实验室的大气物理学家丹尼尔-哈里斯表示,即使幂律有助于我们进行预测,但即时价值有限,因为它描述的是长距离和长期的气象系统。

  气象学家们更倾向集中于小区域和特定季节,原因是气象和气候会随时间和空间的变化千差万别。哈里斯认为,未来预测气象的电脑模型从长期讲会造福人类。他说:“如果有朝一日能把降雨模拟成‘太空中的地震’,那么天气预报的准确性将会大大提高。”但哈里斯同时指出,可能要10年左右才能见到这种益处。(任秋凌)

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