水力发电为什么会影响地球自转速度?一天不足
目前世界上,每年的水电资源可利用量约为~亿千瓦时,完全可以满足整个地球的用电需求。而在享受水能带来便利的同时,对于水力的利用也给地球带来了许多影响。比如巨大的水库可能引起地表活动,水利工程建设影响鱼类生存。甚至,连水电站都在真实地影响着地球的自转速度。
地球之所以要自转,是因为它具有一个角动量,至于这个角动量是从哪里来的,那需要追溯到太阳系形成之初了。我们只需要知道一点,这个自转动量是守恒的,等于转动惯量乘以自转角速度,是一个定值。
而转动惯量通俗点理解,可以把它当成旋转体的质量分布情况,两个质量相同,形状不同的陀螺,即便给予它们同样的角动量,它们也不会具备同样的自转速度。就是由于它们质量分布是不同的,所以地球自转速度发生变化,也是由于转动惯量的改变。而其中,水坝的修建就是一个重要因素。
根据国际大坝委员会的统计,截止到2020年4月,全球已经登记大坝数量为58713座。这并非是一个小数字,要知道,几乎所有的河流,都是从高纬流向低纬的,赤道是它们最终的归宿,而水坝就意味着截留。
试想,五万多条的河流被阻断,大量的水都被留在了高纬地区,地球质量分布自然会发生改变。因此,转动惯量就会增大,自转速度也就相对应着降低。
根据英媒《Time and Date》报道,2020地球自转速度达到了1960年以来的最高速,在此之前,有记录的最短一天是2005年7月5日,比正常一天的秒少了1.0516毫秒。
而2020一年,就打破了这一记录8次,并且这一趋势还有进一步延续的趋势。根据科学家预计,2021年一整年,原子钟将累计慢整整19毫秒,而修建大坝这样的人为因素,就是自转加快的重要原因之一。
那么,自转速度的加快,对我们的日常生活有影响吗?
短期来看,这几毫秒的变化不会带来什么实质性的影响。但试想一下,有朝一日,地球自转速度会增加到现在的两倍呢?
首先,海水会向赤道汇集,两极海平面下降,企鹅和北极熊会第一个遭殃。其次,自转速度的加倍,不仅台风海啸更加频繁,板块移动带来的大地震也会一个接着一个,哪怕是没有上述“不可抗力”。到时候人类可能不得不向火星迁徙了,仅仅是昼夜加快带来的时间体系崩盘,也会引发不少社会问题。
其实就长远来看,地球自转速度应该是变慢而非变快的,这是由于地球和月球之间存在一种“潮汐锁定”现象。
地球上的潮汐现象是因为月球引力的存在,而潮汐过程中的各种摩擦是会消耗地球自转能量的,久而久之地球自转就会变慢,这个速度大概是一年0.5秒。然而,由于包括人类活动在内的各种因素影响,近几年地球自转速度反而加快了,其实也是对于人类的一种警示,人类对于自然的改造,是否早已越过了了平衡的红线。
文章来源:《水力发电学报》 网址: http://www.slfdxbzz.cn/zonghexinwen/2021/1013/553.html