衝鋒衣保暖的地理知識原理
導 讀
這個冬季,你大概買過、或者聽到過衝鋒衣,喜愛戶外運動的甚至還買過登山服等等,可是你真的知道這些衣服它還有地理中的原理嗎?什麼,沒錯吧?對,沒毛病……如果你還不知道的話,就一定要來看看,小蹊可不想讓喜愛地理的大夥被別人說out了,因為咱們地理人要的就是時尚,就是fashion……
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衝鋒衣裡面的地理知識
可能你有買過衝鋒衣,大家選擇衝鋒衣的原因不知道是不是因為它既防水透氣又抗寒?有人又會說這些功能羽絨服和毛衣也可以啊?可能你也會說它們太笨重而且臃腫,不適合現在的風尚啦……
咱們先不去管是啥衣服,先問一下你知道它們的保暖原理么?其實羽絨服、衝鋒衣、登山服的保暖原理大多是通過降低風寒效應、水寒效應,以減少風吹和雨水透過衣服使體溫降低的情況。
注意, 我們不是為衝鋒衣做廣告的,我們是來解讀地理知識的,所以現在回到正題:到底什麼是風寒效應、水寒效應?它們的相關原理又是什麼呢?別急,讓我們跟從下面一組題目走起……
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示例題組
「水寒效應」是指由於水汽蒸發而引起體感溫度低於實際溫度的現象;「風寒效應」是指因風引起體感溫度較實際氣溫低的現象。據此回答1-2題。
1.下列關於水寒效應、風寒效應的理解中,正確的是
A.「水寒效應」是通過潛熱輸送將熱量釋放到大氣中,體溫並不一定降低
B.「水寒效應」與「溫室效應」一樣,都是關注大氣溫度
C.「風寒效應」與「水寒效應」一樣,都會使人體溫下降
D.「風寒效應」通過大氣運動將身體周圍熱空氣帶走,體溫並不一定降低
2.對下列現象解釋正確的是
A.身體潮濕時散失的體熱比乾燥時多,是因為風寒效應在起作用
B.衝鋒衣與羽絨服都能防寒,是因為克服了水寒效應
C.初到上海生活的東北人冬季會感覺更冷,是因為水寒效應
D.印尼坦博拉火山1816年大爆發致使當地這一年無夏天,是因為有風寒效應
通過該題組,我們首先知道了兩個名詞「風寒效應、水寒效應」, 其實這兩個名詞在我們生活中早就有了,除了我們剛提到的衝鋒衣、登山服、羽絨服等的保溫作用也考慮到了風寒效應與水寒效應,在旅遊時也大多會提醒大家注意風寒水寒效應,增添衣服,只是咱們不太留意罷了。
回到題組上,題目再對風寒效應及水寒效應作了名詞解釋後,接下來題組裡則要面對的是這兩個名詞的理解與解釋,對此很多人懵逼了,因為高中教材中對潛熱輸送、體感溫度等沒有任何的解釋或提到,所以大家對潛熱輸送、體感溫度的含義不理解,也導致了大家在做題時的不解。這樣,我們就先來了解潛熱輸送、體感溫度。
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潛熱與潛熱輸送、體感溫度
潛 熱
潛熱是熱量的不同儲存方式體現之一(我個人這麼理解的),地球表面的水分在蒸發(升華)時,要吸收下墊面的熱量,並把這部分熱量潛藏在蒸發(升華)出的水汽中,稱為潛熱。互動百科裡這麼解釋:潛熱指單位質量的物質在等溫等壓情況下,從一個相變化到另一個相吸收或放出的熱量。固、液之間的潛熱稱為熔解熱(或凝固熱),液、氣之間的稱為汽化熱(或凝結熱),而固、氣之間的稱為升華熱(或凝華熱)。顯熱,是通過蓄熱材料的溫度升高達到升溫目的,材料沒有產生任何相變,不會熔斷或還保持原狀態,這種狀態下的熱量,稱之為顯熱。它能使人們有明顯的冷熱變化感覺,通常可用溫度計測量出來。(如將水從20℃的升高到80℃所吸收到的熱量,就叫顯熱。)相互比較一下,儲存潛熱時物體會產生相變,而顯熱儲存時不會。
潛 熱 輸 送
而潛熱輸送則是一種熱量的交換方式,當水汽在空氣中受冷而凝結(凝華)時,又會把這部分潛熱釋放出來,從而提高空氣的溫度;而空氣中的水汽如果在下墊面上發生凝結(凝華)時,也會把潛熱釋放出來,提高下墊面的溫度。這種地表面和大氣層之間以潛熱形式進行熱量交換的方式稱為潛熱輸送。
相對於地面熱量輸送到大氣層中的方式除了潛熱輸送,還有一個湍流輸送。它是指當地球表面在小範圍內輕微受熱不均或空氣流經粗糙的下墊面時,常常造成小規模的、不太強的、無規則的空氣運動,這種空氣運動稱為亂流,也叫湍流。它能使空氣在各個方向上得到充分混合,它能使熱量得到交換,而這種熱量交換方式稱為湍流輸送。
體 感 溫 度
體感溫度,是指人體感受空氣的溫度,與實際環境的溫度可以有出入。體感溫度受風、濕度、日照、衣服顏色、個體差異、心情等的影響。天氣預報中的氣溫僅僅代表空氣的冷暖程度,並不能完全代表人體對環境的冷暖感受。
圖片來自於中國天氣網
夏季當氣溫大於15℃時,濕度越大,體感溫度和實際溫度差異越大;氣溫越高,濕度對體感溫度影響越大。當在相同的溫度下,濕度過大、風較小時,體感溫度就會變大;同樣如光照時間較長、衣服顏色較深,體感溫度也會變大。但是當氣溫低於15℃的時候,相對濕度越大,感覺會越冷,所以生活中會有「濕冷」一說,而風則不管高溫還是低溫,它都是體感溫度的減分項,所以溫度相同的情況下,颳風天比無風或微風時人體感覺更冷。
我們經常看到天氣預報里說,大風天氣寒冷有加,這就是風寒效應明顯的體現。而外出的人們要注意防風保暖,穿上厚實的羽絨服,其實這是克服風寒效應的影響。所以風寒效應也可以說是一種因風所引起、使體感溫度較實際氣溫低的現象。據科學資料統計出的風速大小與人體冷暖感覺的關係:
若氣溫為0度,當風速是2~3米/秒時,體感氣溫相當於-2℃~-3℃;當風速是6米/秒時,體感氣溫相當於-9℃~-10℃;當風速是9~10米/秒時,體感氣溫相當於-13℃~-15℃。
了解了上面一些基本常識之後,我們再來對示例題進行解析。
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示例題解析
1、水寒效應產生的原因是水汽的蒸發作用會帶走更多的熱量,這時會導致人感覺到比實際情況下要冷,注意它並沒有通過潛熱輸送實現,因為潛熱輸送是水汽受冷而釋放熱量進而進行熱量交換的一種方式,所以A錯;溫室效應是大氣保暖效應的一種俗稱,水寒效應與溫室效應明顯不同,B錯;「風寒效應」與「水寒效應」一樣,都會使人的體感溫度產生變化,而體溫並不一定降低,C錯;當空氣流動很快的時候,人體周圍的空氣保溫層便不斷地被新來的冷空氣所代替,並把熱量帶走,風速越大,人體散失的熱量越快、越多,人也就越來越感到寒冷,D正確。
2、當身體潮濕時,身體所散失體熱的速度是身體乾燥時的25倍,很明顯是因為水寒效應在起作用,而不是風寒效應起作用,A錯;衝鋒衣與羽絨服都能防寒,是因為能擋住衣服內外空氣的流動,很明顯是克服了風寒效應的,B錯;初到上海生活的東北人冬季會感覺更冷,是因為上海離海較近,上海與東北相比較為潮濕,所以水寒效應更明顯(當然了海陸風的關係也有),C對;印尼坦博拉火山1816年大爆發致使當地這一年無夏天,是因為火山噴發的火山灰消弱太陽輻射,溫度降低,與風寒效應無關,D錯。
圖片來自網路
資料參考自網路
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