科学 阮一峰
2023-03-17

风力发电正在全世界如火如荼地发展。
但是,风力发电有一个前提,就是必须有源源不断的风。那么,风可能出现静止吗?
事实上,2021年的夏秋之际,欧洲大部分地区就发生了"风旱"。许多地方的风速比年平均水平至少慢了约15%,英国出现了60年来风力最小的时期。
前年9月,风电发电还占英国发电量的18%,但到了去年9月,这一比例骤降至2%。为了弥补能源缺口,英国被迫重启了两座封存的煤电厂。
一项研究表明,全世界的风速正在下降,从1978年到2010年,风速每十年下降2.3%。不过,2010年到2019 年又有所反弹。从每小时7英里增加到7.4英里。
尽管如此,科学家还是认为,未来的风速将不断放缓,到2100年全球平均风速可能下降多达10%。
其中的原因,涉及到了一个根本的问题:为什么地球上有风?
地球出现风带,主要原因是温度不均匀:两极很冷,热带很暖。这种温差导致了空气流动,从而产生了风。
但是由于全球变暖,两极与热带的温差正在减小,这是因为两极(尤其是北极)的变暖速度比热带地区快。
另一个风速变小的原因,可能是"地球表面粗糙度"的增加。世界各地的城市建筑的数量和规模正在增加,这阻挡了风的流动。
风速变小会产生严重后果,不仅仅影响到风力发电。
(1)强风可以缓解城市污染,用新鲜空气代替停滞的空气。
(2)较慢的风会让热浪难以缓解。
(3)慢风也使飞机更难起飞,因为飞行员依靠逆风升空。希腊的一个机场,由于逆风减缓和气温上升,空客320在过去30年中,最大起飞重量减少了4吨。
科学
2021-12-05

科学 物理 交流电 直流电 电力 阮一峰
2021-10-30
科学 物理
2019-11-03
科学
2017-01-12
国际单位制
基本单位
类型 |
名称 |
符号 |
定义 |
时间 t |
秒 |
s |
铯-133 原子 在基态下的两个超精细能级之间跃迁 所对应辐射的 9192631770 个周期的时间 |
长度 L |
米 |
m |
真空中,光一秒行程的 $\frac{1}{299792458}$ |
质量 m |
克 |
g |
|
电流 I |
毫安 |
A |
|
热力学温度 T |
开尔文 |
K |
|
物质的量 n(v) |
摩尔 |
mol |
|
发光强度 l(lv) |
坎德拉 |
cd |
|
国际单位制词头
词头 |
符号 |
中文 |
系数 |
yotta |
Y |
尧(它) |
$10^{24}$ |
zetta |
Z |
泽(它) |
$10^{21}$ |
exa |
E |
艾(可萨) |
$10^{18}$ |
peta |
P |
拍(它) |
$10^{15}$ |
tera |
T |
太(拉) |
$10^{12}$ |
giga |
G |
吉(咖) |
$10^{9}$ |
mega |
M |
兆 |
$10^{6}$ |
kilo |
k |
千 |
$10^{3}$ |
hecto |
h |
百 |
$10^{2}$ |
daca |
da |
十 |
$10^{1}$ |
deci |
d |
分 |
$10^{-1}$ |
centi |
c |
厘 |
$10^{-2}$ |
milli |
m |
毫 |
$10^{-3}$ |
micro |
μ, u |
微 |
$10^{-6}$ |
nano |
n |
纳(诺) |
$10^{-9}$ |
pico |
p |
皮(可) |
$10^{-12}$ |
femto |
f |
飞(母托) |
$10^{-15}$ |
atto |
a |
阿(托) |
$10^{-18}$ |
zepto |
z |
仄(普托) ze4 |
$10^{-21}$ |
yocto |
y |
幺(科托) |
$10^{-24}$ |
时间单位
- 天 d day
- 小时 h hour
- 分 m minute
- 秒 s second
- 毫秒 ms millisecond
- 微妙 us microsecond
- 纳秒 ns nanosecond
长度单位
长度的基本单位是米,标准是光在真空中 $1 / 299792458$ 秒内运动的距离。
市制
毫厘分寸尺丈
依据民国 18 年(1929 年)《度量衡法》。
1959 年《统一公制计量单位中文名称方案》基本沿用《度量衡法》,只是单位前面加一个 市
字,另外没有列出引、毫。
1 米 = 3 尺
10 米 = 3 丈
1 公里 = 2 里
1 里 = 15 引 = 150 丈 = 500 米
1 引 = 10 丈 = 33.333 米
1 丈 = 10 尺 = 3.333 米
1 尺 = 10 寸 = 0.333 米
1 寸 = 10 分 = 0.333 分米
1 分 = 10 厘 = 0.333 厘米
1 厘 = 10 毫 = 0.333 毫米
1 毫 = 0.033 微米 = 33.333 微米
天文单位
我知道的四个不属于国际单位制的天文学常用单位:
- 光秒, Light Second, ls,
299792458
m, 约等于 30 万公里
PS: 换算成公制单位,1 ls ≈ 0.3 Gm
(吉米)
- 光年, Light Year, ly, 大约等于 $9.46 × 10^{18}$ km (9.46 千亿公里)
$$
365.25 × 86400 = 31557600 \
× 299792458 = 9460730472580800
$$
-
天文单位, Astronomical Unit, au, 日地平均距离(地球和太阳之间距离的平均值)
2012 年国际天文学大会 IAU 将其固定为 149,597,870,700
m, 也就是 1 AU ≈ 1.5 亿公里 ($10^{9}$)。
PS: 换算成公制单位,1 au ≈ 149.6 Gm
(吉米)
PS: 1 au ≈ 499 ls
,也就说光从太阳到地球大概需要 499 秒左右(8 分多钟)。
PS: 作为参考: 月地距离 $3.844 × 10^{5}$ km 约等于 2.57 ‰
au; 太阳半径 $6.955 × 10^{5}$ km 约等于 4.65 ‰
au (太阳半径 = 1.81 月地距离)
-
秒差距, Parsec, pc, 通过时差来表示天文距离
如果地球和太阳的连线,地球和另一个天体的连线,成 89 度角,那么太阳和这个天体之间的距离为 1 pc
PS: 视察越大距离越近,视察越小距离越远
示例图(非等比例绘制):

根据三角函数的计算,
$$
1 pc = \frac {1 au} {tan 1}
= \frac {1 au} {\frac {1} {360} × \frac {π} {180}}
= \frac {648000} {π} au
$$
约等于 206265
au, 或者 3.26
ly,或者 $3 × 10^{13}$ km (三万亿公里)。
英制
暂无更多信息。
面积单位
平方十米 $dam^{2}$, 平方百米 $hm^{2}$, 平方千米 $km^{2}$ ...
平方米 $m^{2}$,平方分米 $dm^{2}$,平方厘米 $cm^{2}$ ...
市制
毫厘分亩顷
1 顷 = 100 亩 = 600000 平方尺 = 66666.666 平方米
1 亩 = 10 分 = 6000 平方尺 = 666.666 平方米
1 分 = 10 厘 = 600 平方尺 = 66.666 平方米
1 厘 = 10 毫 = 60 平方尺 = 6.666 平方米
1 毫 = 6 平方尺 = 0.666 平方米
公顷
1 平方米 = 9 平方尺
1 公顷 = 15 亩
= 90000 平方尺
= 10000 平方米
1 平方尺 = 100 平方寸
= 1/9 平方米
英制
暂无更多信息。
体积单位
立方厘米,立方米...
不属于国际单位制的体积单位是:
- 升, liter, L, $\frac {1} {1000} m^3$
市制
重量单位
物理学上,叫做质量。
- 吨 = 1000 kg
- 千克,公斤,kilogram
- 克,gram
市制
1 担 = 100 斤 = 50 公斤
1 斤 = 10 两 = 0.5 公斤
1 两 = 10 钱
1 钱 = 10 分
1 分 = 10 厘
PS: 29 年的《度量衡法》中 1 斤 = 16 两,而 59 年的《统一公制计量单位中文名称方案》则是 1 斤 = 10 两。
英制
暂无更多信息。
信息计量单位
这里需要特别说明的是国际单位制是十进制的,而 IT 界一般遵循二进制的计量方式(IEC 60027-2)。
单位 |
符号 |
说明 |
近似 IEC 单位 |
符号 |
说明 |
byte |
B |
$10^{0}$bytes |
byte |
B |
$2^{0}$bytes |
kilobyte |
KB |
$10^{3}$bytes |
kibibyte |
KiB |
$2^{10}$bytes |
megabyte |
MB |
$10^{6}$bytes |
mebibyte |
MiB |
$2^{20}$bytes |
gigabyte |
GB |
$10^{9}$bytes |
gibibyte |
GiB |
$2^{30}$bytes |
terabyte |
TB |
$10^{12}$bytes |
tebibyte |
TiB |
$2^{40}$bytes |
petabyte |
PB |
$10^{15}$bytes |
pebibyte |
PiB |
$2^{50}$bytes |