写给孩子的趣味物理学
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6.14 地下是什么季节

我们正在过炎热的夏天,那么地下三四米以下的地方究竟是在过什么季节呢?中国的延安以窑洞闻名,据说居住在窑洞里会感到冬暖夏凉,是不是因为地下的季节跟地面上不一样,人们才会有这样的感觉呢?

首先我们能够肯定的是地上和地下不是同一个季节,因为土壤并不是热的良导体,所以地面的冷热很难影响到地下几米的位置。如果地下几米的温度和地表温度相同,那么那些埋在地下两三米的自来水管就会全部结冰,事实上并没有发生这样的事情。

为了验证地表同地下是不是过着同一个季节,科学家曾经在斯卢茨克做过实验,实验的结果表明地下3米的位置和地上的季节是不同的。地下3米处一年温度最高的时候比地表温度最高的时候晚76天,而最冷的日子则要推迟108天。也就是说当俄罗斯位于夏天最热的时候,要再过76天,地下3米处的人才能够感受到同样的温度。而且实验的结果还验证了随着深度的加深,温度的变化会越来越迟缓和微弱。当深度达到一定程度时,温度恒定了,将与当地年平均温度持平,即使经过几百年,这个温度仍然恒定不变。

利用土地不容易导热的特性,在巴黎天文台深28米的地窖里,保留着当年拉瓦锡放置的一支温度计,200多年过去了,温度计的读数没有发生丝毫的变化,一直维持在11.7 ℃。

一系列的实验结果说明,我们身处的地上和地下并不是同一个季节。仅以地下3米为例,当我们已经开始过寒冷的冬天时,地下3米的地方正在过降温缓和的秋季;当我们步入炎炎烈日的夏天,可能地下3米的严寒还没消失。所以每当我们提到在地下居住的动植物,例如蝉、金龟子等,我们要知道它们身处的环境和我们是不同的。