悲伤为什么会逆流成河(悲伤就逆流成河)

撰文 / 徐海 楚婉苓 杨敏 公明

“每当我想起分离时刻,悲伤就逆流成河”“所有流水都能倒退,所有苦难都能挽回”,人们用河水逆流或渲染自己的悲伤,或传递深沉的情感。我们都说滚滚河水向东流,那么河水真的能够逆流吗?中国南水北调工程的逆流壮举是如何做到的?

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河水真的能逆流吗?

通常情况下,河水的流动是从地势高处流到地势低处,这主要是由于地球引力作用导致。但在一些特殊情况下,由于河道上下游的水位差变化就会引起河水逆流。

导致河水逆流,主要有以下几个原因:

河水前方遇到障碍,向前流动被拦阻后就会往后逆流。这种情况在河道弯曲、水流湍急的地方最常见,也就是回水形成回流漩涡;

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河水中的涡流

河水流动前方有冲击力更大的逆向水流出现,迫使河水倒流。这种情况在河水进入湖泊或大海时,如果碰到大风或涨潮,就会出现。最著名的就是钱塘潮了,亚马孙河流域也有类似钱塘潮这样的倒灌现象。

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钱塘江大潮

另外还有一种情况,就是地震导致的河水逆流。

2016年11月22日,日本福岛发生7.4级强震,福岛、千叶县等太平洋沿岸地区出现海啸警报的同时,当地有不少网友拍到受地震影响的“河水逆流”异象,发布图像的网友惊呼:“第一次看到这种现象,我认为很危险,当时非常害怕。”为什么地震会导致“河水逆流”的异象呢?

地震后海洋会出现海啸,海啸的方向若是向陆地而来,那么强大的海啸洋流会从河流的入海口倒灌,逆河流而上。而当时,日本福岛附近海啸造成数米高海浪,洋流从河口逆流而上,倒灌入河,于是就出现了海水逆流而上的异象。

其实河水逆流不仅是一种自然现象,还可以通过科学的方法形成逆流并造福于人类。中国著名的南水北调工程就是通过人工河水逆流来完成这一壮举的!

南水北调如何“逆转”河流?

南水北调工程能奇迹般地完成逆流的壮举,让世界都感到无比震惊。相信有很多小伙伴都非常疑惑,这么伟大的工程到底依靠的是什么技术呢?

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南水北调工程东线局部

南水北调工程主要分为东中西三线,它主要是将长江流域的水资源抽调到干旱地区,通过这种方式可以促进双方的发展,对周围的资源环境也起到很大的帮助,人们的生活也因此有了很大的改善。

这项工程的东线因为地理位置的原因,终点与起点的高度落差非常大,所以,人们就利用了京杭运河等多条河道,一级一级地抽取河水,再用湖泊蓄水来进行调控。南水北调工程建造了世界上最大的泵站区,其中共有52座水泵站。水泵站的体积非常大,直径可以达到5米左右,主要利用叶旋在转动时所产生的升力来抽取河水,抽取量一个小时就能够达到1万立方米左右,这样的工程可以保证调水时的稳固性。此外,由于不同区域水的流动和水量大小有很大的差距,因此需要使用加压泵来进行控制和调节。

在北京就有8台长达6米的水泵工作,可以说,中国采取的世界最大的水泵技术是南水北调工程完成“逆流”壮举的一大功臣!

了不起的重力:河水滔滔为谁流?

河水的流动实际上与重力作用息息相关。何为重力?重力是物体由于地球的吸引而受到的力。重力的施力物体是地心,而方向总是竖直向下。物体受到的重力的大小跟物体的质量成正比。

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重力与物体质量有关

重力的计算公式是:G=mg,g为比例系数,它的大小约为9.8牛顿/千克。此外,重力也会随着纬度大小改变而改变。

重力对我们地球上的万事万物皆有影响,不光是流水,甚至地球的形状也与重力有关。

在惯性系(在惯性系中,不受外力时,一切物体总保持与参考系的匀速直线运动状态或相对静止状态)下观察,由于地球一刻不停地自转,地球表面的物体都具有向心加速度。赤道上物体的向心加速度最大,两极上物体的向心加速度最小。

为解释地球呈椭球形的原因,我们分别选择物体在不同纬度上的位置为非惯性系(非惯性系中,描述物体的运动规律虽仍可使用牛顿运动定律,但作用在物体上的力,除了外力还要附加牵连惯性力与科氏惯性力)。同一个物体在位于赤道上时,它的向心加速度最大,所以所受的惯性力最大,由于惯性力方向与万有引力相反,因此所受万有引力最小。这样一来,万有引力与惯性力的合力,相对于其他纬度就最小,也就是重力最小。

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连通器中液体密度相同时液面高度相等

相对其他纬度,万有引力在两极上最大,而向心加速度最小,惯性力也最小,所以重力最大。这样同一物体从赤道移到极地时,所受到的重力也会逐渐变大,同时物体的比重(又叫相对密度)也逐渐变大。海水是地球表面的主要组成部分,赤道附近的海水比重最小。我们在初中物理课上会学到连通器原理,连通器中比重小的一侧液面比另一侧高,因此赤道附近的海面会突出一些。这就使得地球在以这种形式分布的重力作用下,变成赤道距地心远,两极距地心近的椭球形状。


本文来自《知识就是力量》杂志,原标题《谁能使河水逆流?》,作者徐海 、楚婉苓 、杨敏 、公明,有删改,原创作品转载请注明来源。

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