如果全球气温一夜骤降40摄氏度,现代科技能抗吗?人类会灭绝吗?( 三 )


或许科技达到一定突破之后 , 有一定可能性创建冰上帝国 , 但也有可能只能永远生活在地下 。

  • 第二种、如果是6点之后 , 外界因素突然撤销 , 地球自然回温 。
因为海水的比热容远远高于空气 , 全球气温最终将会维持在6点左右时 , 海水温度附近 。
也即 , 全球平均温度暂时维持在0℃左右 。
就中国冬季来说 , 大约海南15℃ , 深圳0℃ , 上海-20℃ , 北京-30℃ , 哈尔滨-45℃ 。
由于全球范围内结冰面积空前增加 , 阳光被大量反射 , 地球温度回温很慢 。
地球将处在比较久的冰期 。
中国的纬度来说 , 虽然容纳的人口也会大量减少 , 比现在的俄罗斯倒是好不少 。 俄罗斯直接进入北极冰川的范围内 , 在很长的一段时间中 , 北极冰川才会把它吐出来 。
我很怀疑 , 那时候的欧洲、俄罗斯、加拿大可能会故意制造大量的温室气体 , 以让地球回温 。
那但哪怕是这样(温度仅仅6小时降低40℃ , 然后不再干涉) , 人口也可能降低到10亿以下 , 然后再逐步回升 。

其实 , 关于人类科技是否能抗得住大降温 , 只需要考虑一个因素就可以探讨清楚了:
当前 , 人类大约处在卡尔达肖夫指数0.73文明阶段 , 每秒产生的能源大约是


即便假设海水24小时内的温度变化仅仅只有1℃ , 那么总热量变化也达:


一天

, 功率为

是人类当前所有能源总功率的2000倍 。
在地球自身的热量变化面前 , 人类所能使用的能源是微乎其微的 。
面对 全球大降温 , 人类不可抵抗的原因 , 不仅仅在于科技 , 更是在于能源的利用率 。
卡尔达肖夫指数 , 达到1级文明时 , 能够使用母星接收到恒星的总辐射时 , 地球的功率恰恰是

~

也就是说 , 人类要在抗住-40℃的大降温 , 必须得达到卡尔达肖夫指数1级文明才行 。
气温与海洋温度关系的推导:
气温降低之后 , 地表温度也会开始降低 。
地表温度主要由海水温度所决定 。
海水对外传递的热量 , 主要由以下构成为:直接辐射热量 , 地球表面向空气的对流热传导 , 水流转化的机械功、水分蒸发等 。
相对于辐射热量以及对流传导热 , 水机械功和蒸发损失的能量 , 已经是很小一部分 , 这里忽略不计 。
先来看看空气温度降低时 , 海水的热辐射:
根据斯特藩-玻尔兹曼定律 , 物体对外的辐射通量(单位面积对外的辐射功率)为:





为辐射系数 ,
为斯特藩-玻尔兹曼常量 , 取值

为热力学温度 。
海水和地球表面近似地看做黑体辐射 ,

取值为1(水为0.97) , 海水损失的辐射热量 , 等于向外热辐射减去接受到的热辐射 , 即:





为海水的表面积 。
海水的对流热传导 , 则可以根据牛顿冷却定律计算:


, A表面积 。
地表平均风速2~3m/s , 海水的平均流速0-5m/s , 海面的空气对流系数 , 可取为


左右 。
那么对于某一时间T来说 。
损失热量 ,


降低温度为:



其中m为海水质量 , c为海水比热容 。
根据题主的描述 , 可知地球在6小时降温40℃(40K) , 那么一秒钟降低温度为



可计算出1秒内 ,


海水每秒钟下降的温度 , 只有空气温度的28000分之1 。


足够小的时候 , 可近似得到如下关系:



得:


6个小时 , 总用时21600s , n=21600
得:


也就是说6小时之后 , 地表的平均温度大约降低了15℃左右 。
虽然最后只是很粗暴的简化处理 , 但对于对于变数极大的海洋对流热传来说 , 15℃的降温并不是上限 。

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