什麼在影響建築物(四)

文摘   2024-07-24 19:00   中国澳门  

什麼在影響建築物(一)

什麼在影響建築物(二)

什麼在影響建築物(三)


續上文


在前面的內容,我們知道,影響建築物的主要外在環境因素,是空氣、天氣、地形、地質、水文等等。那麼如果我們進一步問:天氣是被什麼影響得來的呢?這就需要我們多花一些物理學的心思。


風、雲、雨、雪、霧以及雷暴,我們日常看到的天氣現象,通常發生在對流層。也就是大氣層當中最底下的區域。這個區域是直接與地球表面接觸的,當然,也是直接和建築物相關的。這些天氣現象影響了空氣的溫度和濕度。


所謂「大地暖大氣」,地面的熱量會傳送給上方的空氣,空氣密度變低,然後上升。地面的熱量來自於「太陽暖大地」,太陽能通過陽光傳導到地球表面。不同的緯度接受到的太陽光不一樣。在高緯度地區,陽光入射角度比較低,帶來的熱就比較少;在赤道附近陽光常常直射,傳導的熱量就很多。此外,黃道赤道夾角造成的太陽直射點變化,使得高緯度地區四季分明,而低緯度地區長年炎熱。在漫長的天文變化當中,天氣還有更驚人的變化,比如每數千年,就會有一些極端寒冷的階段。地球的多數土地被長年冷凍的冰川覆蓋,動植物難以生存,被稱為「冰河世紀」。


地面的溫度也取決於地面的材料特性,特別是這個材料吸收太陽能的能力,還有被風帶走熱量的能力。於是,受到同樣光照的地方,不同材質的表面有不同的溫度。表面空氣也會得到不同的熱量。冷熱不均,於是產生壓強。高壓空氣就會流向低壓空氣。這樣子,風就產生了。


氣流變幻多端,風和雨就是這樣


風越過物體的表面,幫助水的蒸發,變成水蒸氣。濕潤的氣流密度較小,喜歡往上跑,跑到大氣壓強較低的地方。然後空氣被冷卻下來,裡面的水分就液化,產生了雲。如果液化的位置貼近地面,人們就像摸到了雲,我們會把它叫霧。


如果把一大一小兩個不同壓強的空氣看作兩個包袱,他們碰在一起的時候,兩者的交界也會產生液化的水氣。這個地方我們叫做「鋒面」,雲中的水分子聚集為水滴,會在此處變成雨、雹、雪。掉落的東西的大小和形狀如何?就要看空氣的溫度和濕度了。冰雹一般伴隨著極端的狀況:低空而寒冷的空氣與強的上升氣流在風暴中共同作用。小冰晶產生之後,被帶到高處,在風暴的雲層當中結成更大的冰塊。一直生長到上升氣流無法帶動,然後就會重重地落到地面。


回看地面,地球表面的狀況,會影響降水的效果。舉個例子,在山的迎風面,特別是靠近海岸的時候,帶有水的空氣會依山而上,雲行雨施。在山的背風面,就往往非常乾燥。


天氣的系統是非常複雜的。何況,每個地方的雲層流動和降水,使地表不均勻受熱。小小的風吹草動,也可能滾雪球一樣,經過一系列的反應產生巨大的風暴。「蝴蝶效應」的本義正是這個。



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