好奇心带我去追凉
哺乳动物最怕热的部分就是大脑。大脑热量最多,想要降温,就得加快血液循环,让血液把大脑产生的热量带走。
考古学家通过测量人类颅骨上的蝶导静脉孔和静脉窦穿过颅腔所留下的血槽直径,和人类接近的猿人头盖骨化石,蝶导静脉孔越多,直径越大,血槽越浅,散热效率就越高。靠着这套高效的散热系统,直立人才敢在非洲的中午觅食,靠一顿午饭活了下来……
这可不是,是《生命》中记录的科学!这两天浙江多地进入红色高温预警模式,且未来尚无明显降水,苦夏难熬,不如好奇一下降温科学,古人如何避暑、动物怎样散热……这些智慧或许能给高温天里的你带来一丝清凉。
14时30分,记者拨通省气候中心毛燕军的电话,“现在杭州的气温已经达到40℃,今年的热有点异常。”他直言不讳。
以杭州为例,进入今年7月以来,从1日到24日,只有3天在35℃以下。在气象学上,35℃是一道高温临界点,一旦气温越过这条线,将被称作高温天。“和1981年到2010年的30年间同期(7月1日至7月24日)的平均高温相比,2013年杭州的高温偏多10天!”
为什么这么热?毛燕军分析,大气环流出现异常,控制杭州的副热带高压停留在上空,迟迟不愿离开。与此同时,它还控制着全省,“副热带高压的中心停留在绍兴、杭州、宁波一带。”
热浪不止在浙江停留,全球甚至都在面临一场大“炙烤”。今年,北半球的夏天一下子就了“烤箱”模式。据日本新闻网16日报道,上周日本高温天气已经造成41人死亡。7月19日,英国《每日邮报》报道,近几周,英国持续炎热天气已致760人死亡。在美国,截至7月18日,19个州部分地区发布了高温警报。今年4月初以来,印度也在持续高温。当地数据显示,印度南部的安得拉邦状况堪忧,中暑所造成的死亡人数已超过500人。
本月初,世界气象组织(WMO)发布最新报告《全球气候 2001-2010年:气候极端事件十年》,其中显示2001-2010 年的十年间,全球经历了前所未有的高影响气候极端事件,也是自 1850 年有现代测量数据以来最热的十年,并且显著的全球变暖会持续更长时间。
有“全球变暖教父”之称的美国首席科学家詹姆斯·汉森指出,在上世纪50年代至80年代间,出现这种高温天气的可能性不到三百分之一,而现在,这一几率变成了十分之一。
“平均温度略有上升,地球就会受到很大影响。”毛燕军说,除了人体到的炎热,在遥远的北极,冰川可能正在融化,使得海平面不断上升,沿海地区面临风险。高耸的喜马拉雅山巅,积雪也在消融。“极端天气也将越来越多。”
这些数据不断地提醒着我们,高温或将成为人类的“杀手”。“气候变化始终涉及自然变化和人类影响两个因素。近年来人类影响气候变化的比例正在上升。”毛燕军告诉记者,随着城市化进程的加快,原本坐落于郊区的气象监测站逐渐“移到”城里,而城中心更是变成了一座“热岛”。
面对高温,其实人体自有一道天然的屏障。科学研究表明,人体的平均温度大约为37℃,人体皮肤大约有200 万个至500 万个汗腺,它们是“天然空调器”,肩负着调节体温的重任。
夏日,当气温上升到30°C以上,人体的“温控中心”根据温度不同,会发出四级警报:一级警报温度是36℃,在这个温度中,人体便会通过蒸发汗水散热,进行“冷却”;一旦气温升到38°C,即是二级警报温度,人体汗腺排汗已难保持正常体温,不仅肺部急促“喘气”呼出热量,就连心脏也要加快速度;39°C是警报温度。汗腺疲于工作,已经力并趋于衰竭;待温度飙到40°C,四级警报拉响,高温已直逼生命中枢,以致人头昏眼花、站立不稳。
早在风扇和空调发明之前,人类就以智慧战胜酷暑。春秋时代, 人们已懂得采集积蓄冬日之冰块用于防暑。《诗经》与《左传》中就有冬日藏冰的记载, 那时设有“凌人”专管冰块的藏取,每年在寒冬时就凿取冰块,存放在低温的地窖、深井等“冰室”、“冰井”。
唐代时,防暑降温的办法越来越多。当时有一种可引水上屋的木制器具,居高临下喷冷水,借以降温。《唐语林我的泼辣女老板》中写到,唐玄时宫内建造一座避暑的“凉殿”, 外面用这种引水上屋的器具“四隅积水,成帘飘洒”, 殿内还安装有靠水力推动的风扇。
而在唐代之后,冷饮成为了一种时尚。唐代诗人杜甫写有“公子调冰水,佳人雪藕丝”的诗句。南宋诗人杨万里曾对一种叫“冰酪”的冷饮大加赞赏。
和人类的“文艺”避暑不同,动物的避暑可以说是千奇百怪,比较消极的办法是睡觉。睡觉的时候新陈代谢减慢,产热随之减少。有些动物会选择夏眠,比如有些非洲的龟类会在泥里挖坑,好好睡上一觉。而在白天最热的时候,蜂鸟和蝙蝠那样需要飞行的小型温血动物通常会打盹。
更有效的方法是利用水分把热量带走,比如狗主要通过口腔、舌和鼻表面的水分蒸发来散热。而最有效的散热方法是流汗,灵长类和马的腋下少毛,可以通过大量流汗来散热。
鸟类体温很高,却深谙散热之道。鸟类的呼吸功能非常强大,而且呼吸很快,每分钟可达300次,通过肺和气囊的呼气和其中液体的蒸发可以带走相当一部分热量。
此外,翅膀也成为鸟类散热的独特法宝。它们会用翅膀给喉咙扇风,从喉咙的皮肤散热。因为需要飞行,鸟类的器官都是“轻型”的,所以皮肤比哺乳动物要薄得多,更利于散热。还有一些动物会用比较让人类难以接受的方式进行散热,比如黑秃鹫就会通过往裸露的腿上排便来帮助散热。
根据动物是否会因为温度变化而产生体温变化的情况,可以将动物区分为恒温动物和变温动物。恒温动物有一套体温调节系统,通过新陈代谢维持体温恒定。而变温动物控制温度主要靠“行为温度调整”。比如沙漠里的蜥蜴没有通过自身新陈代谢调整体温的能力,所以它在早上的时候从洞里露出头,在沙子上晒太阳,或者在被阳光烤热的石头上取暖,而到了中午太热的时候,它们会躲在石头底下,或者回到洞里。
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