水如何驱动我们的气候

水如何驱动我们的气候

水具备一些与众不同的重要特性,对气候和生命本身的进化有很大影响。听一听 Søren Rud Keiding 教授讲解水对于驱动气候系统和维持世界宜居环境的重要性。

水与我们的气候系统 密切相关 大气实际上就像热泵或空调 一样工作 但冷却剂却不同 在大气中,冷却剂 其实就是水 因此,水在液态和气态

之间的转化 驱动了整个 气候系统 激励格兰富和全世界科学家的 动机之一 是实现联合国 发展目标 主要是第 6 项和 第 13 项目标 第 6 项目标是关于 “清洁饮水和卫生设施” 第 13 项目标是关于 “气候变化挑战” 地球上的所有能量都 来自太阳 在大气中,我们利用水来 重新分配能量 因此,我们所说的天气和气候 实际上是由水驱动的 当我们加热大气中的 水时 水会变成气体 水从液态变成气态 需要能量 反之 如果我们 凝结水

即将水蒸气 凝结成液态 便会释放能量 刮风 下雨 基本上是由 水分子从 气态变成液态 引起的 你也可以说和 地球自转有关 水的热容量 非常高 热容量反映了水储存能量 的效率 例如,如果我们 想把水加热 由于水中储存了大量的能量 加热水便需要很多能量 有些人可能知道沿海气候 和内陆气候的区别 这基本上是由水的 热容量导致的 如果是沿海气候 会有很多水 加热水需要 很多能量 因此,温度将 基本保持恒定 如果是在内陆 水明显较少 那么温度波动 将会非常大 如果水里含有盐 会比不含盐 的水 更重且密度更高 有趣的是,当盐水 结成冰时 会从冰块中 析出盐分 所以在结冰时 下面的水 密度会变大 并且会下沉 而盐水下沉实际上是 推动湾流形成的原因 因此,由湾流驱动的 整个气候系统 实际上是由盐水密度 比淡水更高 这一事实驱动的 众所周知 冰会浮在水面上 对我们来说,这很正常 但在我们已知的 一亿种分子中 水是唯一发生这种情况 的分子 固态水分子 (即冰) 在液态水分子(即水) 上流动 这实际上是液态水的 一个关键特性 对生命的进化至关重要 液态水在 4℃ 时 密度最大 所以在 4℃ 时 液态水的密度最高 液态水在 4℃ 时 会下沉 如果是一个小水池 底部的水 将是 4℃ 越往上 水会越来越冷 所以水会从顶部开始结冰所有 其他液体会从底部开始结冰 从顶部结冰意味着 水能够保护 水池里的 任何生物种群 因为冰起到了 隔离层的作用 水在 4℃ 时密度最大 的这一特性 实际上对生命的进化 至关重要