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黄 新 安:空气热学定律
作者:黄 新 安理事  来源:黄 新 安理事  访问次数:1401  更新时间:2017-8-20
 

黄新安研究全球气候变暖课题系列文章之一

 

空气热学定律

 

黄 新 安

(国际易学联合会,北京 100021)

 

摘要:

全球气候变暖这一问题,引起极端气候事件频发,对社会和民众危害极大,形势严峻;不拿出确凿的和有分量的证据来,无法平息问题的成因纷争;没有共识,难于将问题有效解决;故此,尽快找出原因和公布真相,为首要任务和目的。事有事理,物有物性;阴阳学说可鉴别事物变化的内因和外因,五行学说能说清万物生与死的因果关系;气温升高定赖火之功,气温降低必依水之力;金、木、水、火、土五行生克制化的原理,为诠释全球气候变暖的成因和解决该问题提供了方便之门。事实证明:太阳辐射、物体燃烧、物体爆炸、物体摩擦、使用电力、火山喷发、岩浆涌出、温泉涌出和活物机体,为引发全球气候变暖主要的九大驱动因子。“空气热学定律”是表达九大驱动因子如何变化的一种理论模式,成立与否,让实践来检验。

 

关键词:空气;热量;变暖;方法论;四个实验;五条定律

 

一、缘 起

 

地球,是科学界已确定到目前为止宇宙中唯一适合人类生存的星球。在地球上,有一种非常重要的物质,能够直接影响包括人类在内所有动植物的生长、生活和生存,它就是——空气。

曾几何时,人们发现与我们息息相关的空气出现了变化的情况,于是提出有“全球气候变暖”“温室效应”“极端气候”等问题。联合国、科学界、媒体界、各国政府、大专院校、民间组织、气象部门和气候研究机构等等,都极为重视这一关乎人民健康、社会稳定和子孙昌盛与否的大事。为了解决此问题,世界各国的政府部门和社会上的诸多仁人志士,从人力、财力、物力和时间等方面都做了大量的投入,这些善举,是众生之幸!是社稷之幸!

古语云:天下兴亡,匹夫有责。笔者是一个从事《易经》研究和应用的习易之人,对天地间万事万物变化的机制,颇感兴趣。本着学以致用的宗旨,笔者于1998年就开始关注全球气候变暖之问题,并于2003年将其定为主攻的研究课题。在工作上,灵活地运用了源于易经的宇宙法则、阴阳的辩证思维、五行的生克制化、八卦的归纳条理所衍化而成的——方法论。探赜索隐,钩深致远。经过观察、分析、试验、实验、推导和总结,笔者认为:从现象上来看,全球气候变暖是一种“阳气太重、火气过猛”的表现;从本质上来讲,全球气候变暖应当是地球在近二百多年的时间里,将自然的发热因素、人为的发热因素逐渐积累,再加上这两种因素交互作用而产生的结果。除此之外,全球气候变暖亦可说是人类大幅度、无节制地改变了很多地方的小气候,进而激发整个地球大气候产生变化所造成的后果。

《易经•说卦传》曰:“天地定位,山泽通气,雷风相薄,水火不相射,八卦相错”。这些对天、地、山、泽、雷、风、水、火共八种自然现象交互影响进行高度概括的论述,可谓是奠定宇宙变化模式的基石。众所周知,流传了几千年被誉为群经之首、大道之源的《易经》,是一部专门研究事物变化的经典,她的学术精髓可用一句话来表述,其为:通变与变通。现在我们用平白的方式来解释,通变即是通晓变化之理,它要求人们必须充分地了解促使事物产生变化的根源、原因、形式和时空因素等,力争最后达到未卜先知、知其然并知其所以然的境界;而变通则是要求人们在遇到疑难问题时,不要刻板和惊慌失措,必须善于利用各种条件、方法、策略、途径和时空因素等来解决它,以便最后达到趋吉避凶之目的。正如《易经》所言:“《易》,穷则变,变则通,通则久。”

现在我们言归正传,运用辨证逻辑思维的方法,着重对全球气候变暖问题的实质进行一番剖析:

其一,全球气候变暖是一种变化的“结果”,怎么会出现全球气候变暖的呢?它必有“原因”。那么,查找原因是我们的当务之急。

其二,全球气候变暖的实际情况,是现在地球上(距离地面1.50—2.00米高处的温度)空气的年平均温度,与工业革命前(1765年以前)相比有所提高了,或者是相当多地方的高温记录经常被打破。由此可知,我们研究全球气候变暖问题,实则就是研究空气的温度变化。

其三,在大自然中,能够引起空气温度增加的只有热量,而热量是由含有能量或热能的物体所发出来的。因此,在搞研究时,我们要把所有能够产生、发送热量到空气中的物体,都当作目标来锁定。

其四,我们要从空间方面去考虑,将有影响的物体分为地球外和地球上两个部分。现代科教书中表明,地球外能够输送热量给地球的只有太阳辐射一种,而地球上可以产生热量来影响空气温度变化的物体,算来有好多。

其五,我们首先要把能量、热能和热量各自的概念理解透彻,以及厘清它们之间相互交织的和微妙的关系。其次要十分清楚地知道,热量只是一种“过程量”,吸收和放出(散发)是它特有的表现形式。最后要牢记热传导、热对流和热辐射,是热量传递的三种基本方式。

其六,我们已知来自地球内外的热量,都可以引起地球上的空气升温。那么,热量在促成空气升温时有哪些表现呢?升温后的热空气在地球上又有哪些表现呢?如此这般的问题,亟待研究人员去解答。

其七,地球上的水是一种自然物质,科学实验早已得出结论,水可以直接影响空气温度的变化,而空气温度则可以随时改变水的存在形式。作为研究人员,我们要把水与空气温度之间相互作用的机理彻底弄明白。

综上所述,我们已经相当清楚,全球气候变暖问题的出现是由空气温度升高所引起的,空气温度要升高靠的是热量,而热量是由各种物体所产生的。现在好办了,可以这样说:不管哪种物体采用哪种形式,只要往地球上的空气中输送了热量,它就是全球气候变暖的“有功者”。事到如今,我们不妨简明扼要地做些总结,在推演全球气候变暖的舞台之中,有两大角色:主角是可谓急先锋的热量,配角则是充当载体的空气。气象学早有科学的结论:空气分成温度相对低的为冷空气,温度相对高的为热空气;冷、热空气的区分,是以空气中所含热量的多少来衡量的,多则热少则冷。此外,在地球大气圈的对流层内,同一个地方,因离地面的高度不同,其空气的温度也会不同。经由科研人员的实际测量后得知,由地表到对流层顶部,高度每上升1000米,空气温度则下降摄氏5—6.5℃。实实在在的科学数据可以证明,对流层是下热上冷的,而紧挨着的平流层则是下冷上热的;特别提醒,这种自然现象,应该说是上苍给世间众生灵的一种恩赐,它能百分之百保证地球上的水资源永久不会逃逸,同时对调节地球上的空气温度,也有着非常奇妙、非常奇妙、非常奇妙的效用!

事实摆在眼前,空气温度若要上升必须有热量来支持它,方可奏效。然而,在地球内外,究竟有哪些物体发送了热量到空气中呢?发热物体各自的具体性质和表现形式又是如何的呢?还有就是,我们有什么办法来将诸多发热物体分辨清楚呢?我们又能用什么方法来将复杂的情况向世人说明清楚呢?这些问题,曾经困扰了笔者数千个日日夜夜。

有言道,宇宙间一切事物的生成与变化,都是有其原理性和规律性的。 受其启发,笔者认定先从理论上寻求突破无疑是最好的途径。故此,笔者将“单纯的空气温度变化”定位为一种专门的课题来研究,在长期的实际工作中有所体悟、感悟、顿悟,经过千锤百炼,最后归纳了五条“空气热学定律”,意图是把它作为分析全球气候变暖成因的基础理论。

 

二、定 律

 

一、黄新安第一空气热学定律

  地球表面会接收到太阳辐射,如果某个地方没有将太阳辐射用植物等的光合作用转化掉,该地方所吸收到太阳的热量,就必然会促使其周围空间的空气受热升温。太阳总辐射量的大小,与空气升温幅度的大小成正比。

二、黄新安第二空气热学定律

在地球上,各种物体的燃烧、爆炸和摩擦,以及使用电力、火山喷发、岩浆涌出、温泉涌出和活的动物,都会发热而产生热量;这些热量,一定会促使发热体所处空间的空气受热升温。空气升温幅度的大小和涉及范围,皆由上述八种事项所包含的体积、质量、程度、力度、等级、流量、水温、体重、数量和时间等要素来决定

三、黄新安第三空气热学定律

  在地球大气圈的对流层内,各种物体所产生的热量存在一种叠加效应。热量叠加总量的大小,与空气升温幅度的大小成正比。

四、黄新安第四空气热学定律

在地球大气圈的对流层内,不管何种物体所产生的热量,都会引起对流层中的空气受热升温。受热升温的热空气,可以通过空气对流作用飘散到地球表面的任何地方。

五、黄新安第五空气热学定律

在地球的大气圈内,水体的存在形式有固态、液态和气态三种。水体形态的改变,完全受其所处空间的空气温度所制约。

 

三、心 声

 

从现代教科书的内容中获悉,物理学涉及到“热”的学说主要有《热学》《热力学》《工程热力学》《经典热力学》《大气热力学》等,虽然它们都在研究与“热”有关的课题,但是学术上各自的侧重点是有所不同的。有鉴于此,笔者从专业性、针对性和可操作性等方面考量,觉得若想把“全球气候变暖”课题研究透彻,必须也要有一套相关的理论知识,才能让世人都可以直观、快捷和清楚地知晓产生全球气候变暖问题的原因所在,为日后大家一起来解决问题打好基础。经过反复琢磨,最终敲定以《空气热学》为研究主题,同时把研究结果用定律的形式来表达,因应提出“空气热学定律”之学说。笔者提出“空气热学定律”的主要目的是:一、利用它来阐明什么是产生全球气候变暖问题的根本原因;二、利用它来促成全球气候变暖问题能够早日得到有效解决。

在自然界,任何一种动植物都有自己的生物学特性。所有动植物都需要适宜的生长、生活和生存环境,一旦破坏了这个适宜环境,程度超出了动植物的耐受力范围,动植物就会产生应激反应,其结果,轻则影响生长或生活,重则危及生命安全。现实中,人和动植物时常会发生冻死或热死的悲剧,它是空气温度产生剧烈变化所造成的恶果。大家知道,淀粉、脂肪和蛋白质是维持人类生命活动的主要物质,而这些物质几乎全部来自于动植物本身,是不争的事实。当前,我们面临的情况是这样,由全球气候变暖诱发的大旱、洪涝、热浪、寒潮、山火、冰雹、沙尘暴、龙卷风、强台风和六月下雪等气候灾害,不但正面威胁人类自身的安危,而且还会严重影响作为人们食物来源的各种动植物的生产。此情此景,奉劝世人要提高警惕啊!!!

目睹当今天下,发生了一件颇为尴尬之事,即:评断是否出现全球气候变暖,世界各国政府部门的、学术界的、媒体界的和社会上的各种人士,众说纷纭,认可派与不认可派的观点,完全对立;尤其是社会上普遍认同的“温室气体作为引起全球变暖的主要原因”之说法,两派的争辩可谓进入白热化。针对此事,笔者考虑了很长的一段时间,思索后认为务必留意如下三条:一、全球气候变暖是一种变化的结果,或者说是一种状况,导致这种状况出现的则是原因;状况只有一种,而原因可能有好多。二、“出现变暖的状况”与“引起变暖的原因”是两个不同的概念;全球变暖属于状况的范畴,温室气体属于原因的范畴,我们大家千万不能将两个范畴相提并论;“肯定或否定状况”与“肯定或否定原因”是截然不同的两码事。三、我们大家必须深刻地认识到,什么是引起变暖的内因,什么是引起变暖的外因,内因与外因又是怎样相互影响和相互作用的。平心而论,全球气候变暖究竟有无出现及变暖的实际情况如何,这一点,世界上无数气象工作者手中掌握了大量的科学数据,他们最有发言权;其次是各国媒体界的无数朋友付出了辛勤的劳动,用文章、图片和视频等,报道了大量有关气候变化的资讯,亦可为佐证。有道是实践出真知,让事实说话。笔者现将自己做过的四个小实验的情况,在此作些简要的介绍:

一、太阳辐射实验案例

2007年7月上旬一个天气晴朗的上午,笔者来到乡下一农屋,看到屋前有一个约50平方米水泥地板的禾场,左边是一块约70平方米种满蔬菜的菜地,右边则是一个约80平方米种满龙眼树的果园。11时左右,笔者用温度计测量出:空气温度约摄氏33℃,禾场中心点的地面温度是摄氏51.6℃,菜地中心点的地面温度是摄氏35.7℃,果园中心点的地面温度是摄氏30.9℃。然后,笔者脚穿一双凉鞋、头上没戴东西、空着双手,进行为期十二小时的人体现场试验:

12时正,笔者到禾场中心点站立,5分钟左右身体已冒汗,感觉到整个人似乎站在火炉旁边;10分钟左右全身的衣服已湿透,受到太阳的暴晒,脸上有难忍的烧灼感;15分钟时实在无法继续站下去,即离开禾场,回到屋里喝水、洗澡、换衣服和休息。

13时正,笔者又到菜地的中心点站立,大约6分钟时身体已冒汗,其次是双脚所感觉地面的热气不算很大;待站到12分钟时脸上也有难忍的烧灼感;20分钟左右全身的衣服已经完全湿透了,脸面被太阳晒得红红的且难受至极,随即迅速离开菜地,回到屋里喝水、洗澡、换衣服和休息。

14时正,笔者再到果园中心点站立,站到10分钟时身体并没什么异常反应,只觉得有点累,随之就靠在龙眼树上席地而坐;也许是太困,不一会儿就睡着了,约摸过了30分钟即醒来,然后离开果园。

23时正,笔者又用温度计进行一次温度测量,首先测量出空气温度约摄氏30℃;随后到禾场中心点站了片刻,体会到地上还有一点热乎乎的感觉,同时测量出地面温度为摄氏34.8℃;紧接着到菜地的中心点站了一会儿,并没有很大的异样感觉,同时测量出地面温度为摄氏28.7℃;最后到果园中心点站了站,感觉到有一丝丝的凉意由地而起,同时测量出地面温度为摄氏26.5℃。前后花了近一个小时,也就正式结束了这次实验活动。

此次做实验的结果:禾场、菜地和果园三小块地方的总面积约200平方米,按理说三小块地方所接收到太阳辐射的量是同等的,可是各自地面上所测到的温度却是不同的,存在很大的温差;其次是人站在它们各自的中心点,所体验到的感觉也完全不一样。是什么原因呢?由于该问题比较复杂,三言两语确实难于解释清楚,因此只能做些概括性的总结:有无植物的光合作用将把太阳辐射转化掉,是问题的症结所在。(备注:太阳辐射量叫做太阳常数,世界气象组织公布它的数值为每秒约1367W /平方米,该数值是人造卫星在地球大气顶界的位置所测到的。)

 

二、液化石油气燃烧实验案例

2008年4月中旬一天的上午,笔者来到一栋三层的楼房内做液化石油气燃烧实验。

第一步,用卷尺丈量出102和103两个空房间的尺寸都是长4.20米、宽3.00米、高3.10米,体积为39.06立方米。同时在两个房间中心点1.50米高的位置,用温度计测量出温度都是摄氏27℃。

第二步,将两瓶重量都是30.00千克的液化石油气及两个猛火炉组装好后,分别放在两个房间的中心点;并将门窗都关起来。然后只把102房间的猛火炉点着火,同时将炉火的供气量调节到最大量,燃烧一小时后即关闭气阀。

第三步,熄火后立刻到102房间中心位置1.50米高处测量,用温度计测量出其温度为摄氏43.5℃,同时用电子秤称出液化石油气瓶的重量为29.00千克。随后又到103房间中心位置1.50米高处测量,用温度计测量出其温度还是摄氏27℃;因液化石油气没有燃烧,故其重量也就还是30.00千克。

此次做实验得出的结果:在一小时内,102房间的液化石油气经过燃烧消耗了1.00千克,引起空间有39.06立方米的房间的温度由摄氏27℃升高到摄氏43.5℃,足足增加了摄氏16.5℃;103房间由于没有液化石油气在燃烧,因此它的温度也就没有出现变化的情况。

三、电热毯用电实验案例

2008年11月下旬的一天上午,笔者来到一栋二层的楼房内做电热毯用电实验。

第一步,用卷尺丈量出208和209两个房间的尺寸,大小一样;其次是两个房间里各放置了一张1.50×2.00米的木床,床上铺好有棉褥子和摆放有一张棉被。

第二步,将两张功率都是100W的电热毯分别平放在两张床的被窝中间。同时用温度计测量出两个被窝的温度都是摄氏18℃。

第三步,只将208房间床上的电热毯接通电源,通电五小时后即断电,接着用温度计测量出208房间床上被窝的温度是摄氏38℃。然后又到209房间床上的被窝里测量,用温度计测量出其温度还是摄氏18℃没变。

此次做实验得出的结果:在五小时内电热毯消耗了电量约0.5千瓦时,促使208房间床上被窝里的温度,由摄氏18℃升高到摄氏38℃,足足增加了摄氏20℃;209房间床上的电热毯由于没有用电,因此其被窝的温度也就没有什么变化。

此外,这一案例引出了一个值得我们注意和联想的思考题,在此顺便探讨探讨,即:请问208房间床上被窝的温度升高了摄氏20℃,电源、电热毯、棉被和褥子它们四者当中,谁在起关键作用?问题解答:电热毯是一种家用电器自身不发热,只有接通电源后才会发热;棉被和褥子都是导热性差的略带有保温功能的物质,它们本身也不发热;这回做实验时,两张床上都有电热毯、棉被和褥子,其差别就在于谁有没有接通电源了;实验表明,208房间床上的电热毯是接通电源后才使被窝的温度升高摄氏20℃的,因此,电源在起关键作用是非常肯定的。辩证分析:在今次“被窝升温”事件中,电源(电)是一种会产生热量的能源,为引起被窝升温的主要原因,可谓内因;而电热毯、棉被和褥子是协助电源将被窝温度升高摄氏20℃的东西,应属次要原因,也可谓外因。现在,我们大家都来尝试运用一下发散思维,共同来解答这道题目:若要控制208房间床上被窝的温度跟209 房间床上被窝的情况一样不上升,采用的方法是,控制电源?控制电热毯?控制棉被?控制褥子?

四、热量叠加效应实验案例

2009年5月中旬一天的上午,笔者又来到上次做过液化石油气燃烧实验的那栋楼房内,做热量叠加效应实验。

第一步,用卷尺丈量出105和106两个空房间的尺寸都是长4.20米、宽3.00米、高3.10米,体积为39.06立方米。同时在两个房间中心点1.50米高的位置,用温度计测量出它们的温度都是摄氏28℃。

第二步,在105房间安放好一个功率为2000W的电炉;在106房间也安放好一个功率为2000W的电炉,外加一个猛火炉和一瓶30.00千克的液化石油气。并将炉具组装好和两个房间的门窗都关闭好。

第三步,把两个房间里的电炉都接通电源,其次将106房间的猛火炉也点着火,炉火的供气量则调节到最大量。一小时后,断掉了电源和关闭了气阀。

第四步,断电和熄火后,即到105房间中心位置1.50米高处,用温度计测量出其温度为摄氏33.7℃;然后到106房间中心位置1.50米高处,用温度计测量出其温度为摄氏50.2℃,并用电子秤称出液化石油气瓶的重量为29.00千克。

这次做实验得出的结果:一、105房间的电炉消耗了电量约2千瓦时,温度从摄氏28℃升至摄氏33.7℃,升高了摄氏5.7℃。二、106房间的电炉消耗了电量约2千瓦时、液化石油气消耗了1.00千克,温度则从摄氏28℃升至摄氏50.2℃,升高了摄氏22.2℃。三、两个房间对比,温度升高幅度的差距为摄氏16.5℃。四、实验已经证明,在同一个房间的空间里,电炉用电所产生的热量与液化石油气燃烧所产生的热量,两种热量存在一种叠加效应。

从以上四个小小的实验中可看出:禾场没有将太阳辐射用植物的光合作用转化掉,猛火炉中燃烧液化石油气,电热毯和电炉用电,都会产生热量并引起它们周围空间的空气升温。现在我们放眼全球,每天有多少已到达地表的太阳辐射没有转化掉?每天有多少类似液化石油气的油、气、煤、柴、草、蜡在燃烧?每天有多少类似电热毯和电炉一样的东西在用电?等等。至于它们每天到底向空气中发送了多少热量?这一道题,用“天文数字”来作答恐怕也不为过吧!

直击要害,很多人在问,为什么现在地球上(距离地面1.50—2.00米高处的温度)的年平均气温相比二百五十年前(工业革命前)会高许多?此刻,我们可以作出负责任的回答:因为,当时没有水泥混泥土所建造的物体来阻碍太阳辐射的转化,当时没有工业化生产的钢铁制品来阻碍太阳辐射的转化,当时没有化石燃料来燃烧发热,当时没有大量挖掘煤炭来燃烧发热,当时没有电力来用电发热,当时没有机动车辆来行驶发热,当时没有机器来工作发热,当时没有大型的采伐机械来破坏森林,当时没有大型的施工机械来破坏植被,当时地球上需要柴草烧火做饭吃的人数与今天相比起码少50亿,等等。所以,现在地球上(距离地面1.50—2.00米高处的温度)的年平均气温与二百五十年前(工业革命前)相比会高许多。

坦率地说,全球气候变暖这个问题,不是某一个人、某一组织、某一地区、某一国家和某一政府的私事,而是全世界所有人(包括现在的人和未来的人)必须共同面对的公共问题。怎奈事情已经发生在我们人类唯一的地球家园之中,可见用实际行动去寻找能够真正解决问题的办法,是无比重要的。故而,二十年来,笔者的大部分时间和精力都用在研究这个问题上,期间分有两个段落,前十年主要在查找产生问题的原因方面下功夫,后十年则主要在寻找解决问题的方法上花精力。在实际操作中,笔者借鉴中医学诊病和治病的思路,查找原因时效仿诊病方面的综合辨证,寻找方法时效仿治病方面的对症下药;另外,采用阴阳五行生克制化的理论为指导思想,理论与实际紧密结合。经过不断的摸索、试验和总结,时至今日,笔者已经掌握了一系列可以抑制全球气候继续变暖的方法和措施。但是,这些方法和措施的实施,必须得到全世界绝大多数人的参与和全社会各种力量的支持,以及动用大量现有的生产资料、生产设备和科学技术等,才能产生效果;不然的话,一切都是空谈。说到方法和措施的具体细节,由于其内容太多,因此只能以后再另文告白。

书不尽言,言不尽意。笔者此时借用易学的专业知识,对全球气候变暖问题作些简略的评析:全球气候变暖属于一种阴阳失衡的表现,为阳气(热量)太多所导致的情状,如果要重塑阴阳平衡,那么用什么方法将多余的阳气(热量)去除掉是关键点。而要想去除多余的阳气(热量),必须先知道这些阳气(热量)来自何处?阳气(热量)的大致数量有多少?然后才有可能采取类似“釜底抽薪”“以阴御阳”“水来克火”般的策略来应对,否则,不着边际,焉能解决问题。在阴阳五行相生相克奥妙的演变中,“制”与“化”是两种最为神奇的方法。制者,即控制事情不发生或控制已出现的事情不再发生变化;化者,则把已经出现的事物转化为他物或将快要出现的事物转化为无形。毋庸置疑,我们大家有无运用好阴阳五行的制与化这两种方法,可谓是能否解决全球气候变暖问题的关键所在。

《易经》,这一中华文化瑰宝,从她“仰观天文,俯察地理,中通万物之情”的功能中可看出,她蕴含着无穷的智慧可供我们汲取。此刻,笔者说句肺腑之言:只要我们充分地应用易经的智慧、巧妙地利用现有的生产资料、生产设备和科学技术、真诚地团结全世界人民来共同作为,像全球气候变暖之问题,在不久的将来一定会得到有效解决!

 

  二零一七年八月十三日于中国广东

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 
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