日出时间大概多长?
日出的时间其实是不确定的,因为日出日落跟地球的自转有关。 如果说具体的时间,那只能问太阳了。 不过我们可以用科学的方法计算一个大致的时间范围,把时间和天气状况都考虑进来。 这个方法叫“积云对流模式”(Cumulus Convection Model),是用在预测强对流天气的。 这里我们只需要关心它的输出结果就行了——在计算机里让气象条件不停地演进,直到120分钟以后,看模拟的太阳能不能顺利升起。如果能的话,需要多少时间能升起;如果不能,那就说明这个地点没有太阳,永远黑暗。 我以前做过相关的研究,所以代码和程序都是现成的,只要改一下数据就行了。我选的是美国新墨西哥州圣菲县附近的一个野外站点,该站点1958年至1976年共30年的太阳总辐射量数据都被保存了下来。
为了方便比较,我把总辐射量换算成了等价于燃煤产生的碳排放,结果如下图: 从图上可以看到,即使在冬季,排放量也远远低于1吨二氧化碳当量的水平。如果考虑到春季和夏季的情况,全年平均下来,每平方公里只有几百公斤左右的碳被释放到了大气层中。 这看上去就像人类活动对气候变化影响相当微小一样——比汽车、飞机的排放量还要低好几个数量级。 但如果我们细读数据就会发现,在1964年和1965年间,每年有高达30吨的碳被释放到大气层中,相当于每年燃烧30吨煤产生的温室气体。那么为什么会突然增加那么多呢? 原因是在这三年里,当地出现了严重的厄尔尼诺现象。 1964年和1965年的厄尔尼诺事件,是地球上可以检测到的最强厄尔尼诺,温度异常升高导致降水急剧增多,引发了严重的洪涝灾害。 在洪水中,土壤中的矿物质被溶解,释放出大量的碳,它们会随着水流进入湖泊和海洋之中。 这项研究发表在《自然》杂志上,标题就是《新墨西哥州圣菲县的异常高排放量》(High CO2 Emissions from San Francisco, New Mexico)。 之所以说异常的高,是因为跟其他任何年份相比,这两年是排放量陡然上升的,就好像突然打开了潘多拉的盒子。
从图中还可以看到,每年的排放量都在年初最高,然后慢慢下跌,到年末又反弹起来。这是因为每年的前几个月,温度较高,植被开始加速生长,吸收更多的CO2,所以排放量就低;而到了年末,气温下降,植物的吸收速度赶不上释放速度,于是又有短暂的碳排放高峰。 我在写博士论文的时候,曾试图建立一个全球范围内厄尔尼诺与拉尼娜事件的数据库,但最后由于缺资料等原因失败了。因此这篇《新墨西哥州圣菲县的异常高排污》仍然是目前为止唯一一项利用统计模型分析厄尔尼诺/拉尼娜事件与大气CO2关系的研究。