
地面以下3米的地方,在夏天時是什么季節呢?大部分人可能會說也是夏天。在這里,我要糾正一點,地面以上的季節和地面以下的季節其實是不同的,因此這個答案并不正確。
我們知道,即便是在最寒冷的冬天,埋在地下的自來水管也不會被凍住或凍壞,這是因為我們腳下的土壤是熱的不良導體。即使地面以上季節變換,地面以下也要很久才能感受到。隨著深度的增加,地下感受到變換的時間會越來越遲。
舉一個例子來說明:我們曾在俄羅斯的斯盧茨克做過一個實驗,發現地下3米處的溫度變化相比地表存在顯著滯后。具體表現為:地下3米處比地表達到一年中最高溫度的時間延遲76天;達到一年中最低溫度的時間則會延遲108天(且深度越大,滯后時間越長)。這意味著,如果地表在1月15日達到全年最低溫,那么地下3米處需要等到5月初才會達到最低溫度;如果地下3米處在10月9日達到全年最高溫,那么地表實際上在7月25日就已經達到了最高溫。
地下溫度的變化會隨著深度的增加而延遲和減弱,達到一定深度后就不怎么變化了。在這一深度上,溫度常年保持恒定。
在巴黎天文臺地下約28米深的地窖中,有一支放置了幾百年的溫度計,其讀數基本穩定在11.7℃,據說那是大科學家拉瓦錫的溫度計。
由此可知,我們和我們腳下的土壤并不能同時感受季節的變化。地下溫度變化緩慢,當我們進入夏天時,地下3米深的地方可能還是嚴寒的冬天,當我們進入冬天時,那里可能還是秋天。
(從容摘自北京理工大學出版社《趣味物理學》一書,視覺中國供圖)