地球的案例
《流浪地球》| 讓地球“流浪”起來，他們用了這些軸承
《流浪地球》火了，一部被稱為“開啟中國(guó)科幻元年”的里程碑式電影，讓大家看到了工業(yè)實(shí)力逐漸雄厚的中國(guó)也擁有了制造出世界頂級(jí)工業(yè)科幻電影的能力。
原著中，末日氣息籠罩大地，人與人之間的感情已變得極為淡薄。愛情、親情都不再有意義。這種硬核設(shè)計(jì)在電影中被修改，親情反而成為了支撐人類生存下去的最大動(dòng)力。
然而，除了親情、勇氣……讓地球“流浪”起來還需要這些重要的軸承。
劉慈欣，「中國(guó)科幻第一人」 。4 次獲得全球華語科幻星云獎(jiǎng)，16 次拿下中國(guó)科幻銀河獎(jiǎng)，還是首個(gè)斬獲「科幻界諾貝爾」雨果獎(jiǎng)的亞洲作家。
劉慈欣的小說電影化一直是個(gè)問題，誰曾想，今年春節(jié)檔竟然有兩部劉慈欣的作品被搬上銀幕。
一部是集結(jié)沈騰、黃渤、徐崢三大喜劇金字招牌的《瘋狂的外星人》，靈感來自大劉的《鄉(xiāng)村教師》。
另一部，則是改編自其同名小說的
《流浪地球》
早在正式上映前就開啟了全國(guó)點(diǎn)映（春節(jié)檔唯一敢提前點(diǎn)映的電影），各大媒體和影評(píng)人都給出了一致好評(píng)。
就連《紐約時(shí)報(bào)》都報(bào)道，《流浪地球》標(biāo)志中國(guó)電影新時(shí)代到來。獨(dú)立影評(píng)人雷蒙德·周評(píng)價(jià)，「這如同科幻片元年的開啟。」
隨著口碑的發(fā)酵，最終票房成績(jī)將不可估量。預(yù)測(cè)票房甚至達(dá)到了 50.99 億。
《流浪地球》的設(shè)定是在不遠(yuǎn)的將來，太陽內(nèi)核持續(xù)老化，急速膨脹，最終產(chǎn)生一次叫作「氦閃」的劇烈爆炸。屆時(shí)，所有太陽系中的行星，都將面臨被吞沒的滅頂之災(zāi)，地球也會(huì)汽化至無影無蹤。
人類唯一的出路，是向外太空星際移民。
為了實(shí)現(xiàn)移民計(jì)劃，人類在最堅(jiān)實(shí)的亞洲、美洲大陸版塊上，建造了上萬臺(tái)「行星發(fā)動(dòng)機(jī)」。每一座發(fā)動(dòng)機(jī)高達(dá)11公里，將為地球提供150萬億噸的推力，驅(qū)動(dòng)整個(gè)地球離開太陽系。
展開 地球為何會(huì)發(fā)出"嗡嗡聲"，地球的9個(gè)神秘聲音錄！
研究人員也許終于找到了地球發(fā)出神秘“嗡嗡聲”的原因，解開了困擾科學(xué)家數(shù)十年的謎題。這種所謂的“微震活動(dòng)”通常過于微弱，令人類難以察覺。
此前的理論認(rèn)為，它的產(chǎn)生原因包括電磁輻射、秘密軍事活動(dòng)和潛艇通信。但現(xiàn)在，研究人員認(rèn)為，海浪最有可能是這種地球噪音的罪魁禍?zhǔn)住?利用關(guān)于海洋、風(fēng)和海底的計(jì)算機(jī)模型，一個(gè)由海洋學(xué)家法布里斯·阿爾丹領(lǐng)導(dǎo)的科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，海浪能夠在碰撞的時(shí)候產(chǎn)生微弱的地震波。速度較慢的海浪能夠產(chǎn)生頻率為13至300秒的地震波。這一頻率指的是波紋在進(jìn)入地幔消失前的持續(xù)時(shí)間。
研究人員說，如敲鐘一般的神秘聲音大都來自這種較長(zhǎng)的波。
阿爾丹說：“我認(rèn)為，我們的發(fā)現(xiàn)是朝著將神秘噪音，轉(zhuǎn)換成可理解信號(hào)邁出的重要一步。”他說，更好地了解這種嗡嗡聲，能使科學(xué)家繪制出更加全面的地球內(nèi)部構(gòu)造圖。
這種地震波能夠滲透到地幔深處，甚至有可能深達(dá)地核。這意味著對(duì)于這種活動(dòng)的分析有助于繪制出更加全面的地球構(gòu)造圖。
總之，類似微震活動(dòng)的產(chǎn)生可能還有其他的原因，如沿海岸線、海底山丘或洋中脊流動(dòng)的海浪也可能增強(qiáng)了這種整體效應(yīng)都有可能產(chǎn)生這種“嗡嗡聲”。
事物的發(fā)生總是有起因的，所以地球也不會(huì)平白無故的發(fā)出“嗡嗡聲”。只不過這個(gè)聲音的源頭，還在不斷地探索中。希望可以早日找到地球發(fā)生的根源在何處。
地球的9個(gè)神秘聲音錄：
1
Upsweep
自從太平洋海洋環(huán)境實(shí)驗(yàn)室開始對(duì)SOSUS（Sound Surveillance Sytem，1991年建立在世界各地的水下聲吶監(jiān)聽系統(tǒng)）進(jìn)行錄音， Upsweep就被發(fā)現(xiàn)，一直作為無法識(shí)別出的一種聲音存在。
這種聲音每隔幾秒就會(huì)像火車發(fā)出的窄頻向上彎曲的聲音。“聲音的來源位置難以確定，只是可以估算在太平洋，大約澳大利亞和南美洲之間的中間地帶。
展開 我們附近可能存在另一個(gè)地球
我們時(shí)常會(huì)想，在茫茫宇宙中地球是如此孤獨(dú)，但事實(shí)恰恰相反，整個(gè)宇宙擁有超過10,000,000,000,000,000,000,000,000,000,000顆行星，這個(gè)數(shù)字甚至還不包括無家可歸的流浪行星。
你相信宇宙中存在第二個(gè)地球嗎？
當(dāng)然，很多行星環(huán)境極其惡劣，可能充斥著古怪的放射性物質(zhì)，或是由純氣體組成，但科學(xué)家仍然估計(jì)大約有3億顆行星位于類似太陽恒星的宜居帶，如果它是巖石行星，甚至?xí)?em>地球一樣誕生生命。
如果幸運(yùn)的話，另一個(gè)地球可能就生活在四光年之外，在我們鄰近的三星系統(tǒng)半人馬座α中，科學(xué)家將另一個(gè)地球命名為α-Cen Earth（半人馬座α的地球）。
根據(jù)我們所掌握的半人馬座α星的數(shù)據(jù)，研究人員使用數(shù)值模型在系統(tǒng)的可居住區(qū)創(chuàng)建了一個(gè)假設(shè)存在的巖石行星，這個(gè)區(qū)域基本上是恒星系統(tǒng)中最有可能擁有水并具有"恰到好處"生命誕生條件的地方。出于這個(gè)原因，它被昵稱為"金絲雀區(qū)"，既不太冷又不太熱，恰到好處。
Trappist-1恒星系統(tǒng)及其可居住區(qū)（綠色）中的三顆行星與我們太陽系進(jìn)行比較
根據(jù)模型的測(cè)算，α-Cen地球與我們的地球非常相似，它擁有一個(gè)地幔，以硅酸鹽為主，內(nèi)部的儲(chǔ)水能力與地球一樣多。但最令人驚訝，模擬的α-Cen地球似乎在大約40億至25億年前的太古宙時(shí)期表現(xiàn)出類似于地球的早期大氣層特征，那是生命首次以微生物形式出現(xiàn)在我們星球上的時(shí)候。然而，α-Cen地球與我們的地球也不完全相同，它可能有一個(gè)比我們地球略大的鐵芯，并且表面不遵守板塊構(gòu)造理論。
這個(gè)模型不僅為我們理解恒星與行星之間的關(guān)系鋪平了道路，而且它還及時(shí)提醒人們，地球之外有太多的世界等待我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)。
展開 黃少鵬：地球科學(xué)12個(gè)核心問題凸顯地?zé)嵫芯恐匾?/span>
這一個(gè)報(bào)告凝練出了未來十年美國(guó)地球科學(xué)需要優(yōu)先關(guān)注的12個(gè)最緊迫的核心科學(xué)問題。
雖然NASEM報(bào)告在對(duì)這12個(gè)科學(xué)問題的字面描述中直接提到地?zé)岬牡胤讲⒉欢啵羞@些問題的答案卻或多或少都與地?zé)釋W(xué)研究有關(guān)。
筆者謹(jǐn)參照NASEM報(bào)告對(duì)這12個(gè)科學(xué)問題進(jìn)行簡(jiǎn)要注釋，并從地?zé)釋W(xué)的角度進(jìn)行示意性的解讀。
01
地球內(nèi)部磁場(chǎng)是如何產(chǎn)生的？
在地質(zhì)時(shí)間長(zhǎng)河中，是什么驅(qū)動(dòng)著“地球發(fā)電機(jī)”？又是什么控制著“地球發(fā)電機(jī)”的變化速度？尋找這類問題的答案對(duì)于認(rèn)識(shí)地球內(nèi)部與大氣圈的相互作用具有重要意義。從地?zé)釋W(xué)的角度，“地球發(fā)電機(jī)”運(yùn)轉(zhuǎn)的前提是地核溫度隨深度（壓力）的變化曲線至少兩度跨越地核物質(zhì)的液相線，從而形成能夠發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)的固相和液相圈層。
02
板塊構(gòu)造是在什么時(shí)候發(fā)生、為什么發(fā)生和怎么發(fā)生的？
目前地學(xué)界仍然缺乏對(duì)于“為什么只有地球有、而其他星球沒有板塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)”以及“地球板塊運(yùn)動(dòng)在地質(zhì)歷史時(shí)期的變化”等問題的全面認(rèn)識(shí)。
展開 
MATLAB模擬地球加速旋轉(zhuǎn)、減速旋轉(zhuǎn)、順時(shí)針旋轉(zhuǎn)、逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)
根據(jù)劉慈欣同名科幻小說改編的《流浪地球》，2019年春節(jié)期間上映啦！本文首先聲明絕無推銷該電影之嫌，因?yàn)樗麤]給錢，也絕無褒貶該電影之意，只是探討其中的科學(xué)問題。
《流浪地球》講述了“太陽將要成為紅巨星膨脹而亡，地球將要被太陽大氣膨脹淹沒”的生死關(guān)頭，人類聯(lián)合政府決定將地球作為一個(gè)飛船駛離現(xiàn)有軌道，駛向距離4.2光年的“半人馬座比鄰星”。如此宏偉的決定，需要經(jīng)歷五個(gè)階段：1.剎車階段：利用赤道上行星發(fā)動(dòng)機(jī)的巨大推力，使地球停止自轉(zhuǎn)。2.逃逸階段：全功率開啟行星發(fā)動(dòng)機(jī)，使地球加速駛出太陽系。3.先流浪階段：利用太陽和木星完成最后的加速，使地球駛向比鄰星。4.后流浪階段：全功率開啟行星發(fā)動(dòng)機(jī)，利用500年將地球加速到0.5%光速，然后滑行1300年；然后掉轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)，利用700年進(jìn)行減速。5.新太陽時(shí)代：地球泊入比鄰星軌道，成為“半人馬座比鄰星”的衛(wèi)星。
現(xiàn)在站在娛樂和研究的角度，利用MATLAB模擬地球的減速旋轉(zhuǎn)（剎車階段），加速旋轉(zhuǎn)，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)和逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)等過程。整個(gè)模擬特別簡(jiǎn)單，M文件沒有寫太多代碼，只是追求視覺上的感受而已。
第一，創(chuàng)建名為DrawEarth的函數(shù)文件繪制3D地球，具體代碼和相應(yīng)注釋見下圖（該函數(shù)在“航天派”微信公眾號(hào)2019年2月5日“模擬衛(wèi)星發(fā)射”的文章中也有介紹）。
第二，創(chuàng)建腳本，編寫主程序，具體代碼和相應(yīng)注釋如下圖。其中，E=DrawEarth(R)為調(diào)用DrawEarth( )函數(shù)繪制半徑為6730km的3D地球，rotate(E, direction, j)函數(shù)為圍繞z軸旋轉(zhuǎn)圖像對(duì)象（3D地球），j控制旋轉(zhuǎn)步進(jìn)（度），j的絕對(duì)值增大旋轉(zhuǎn)加快，j為正時(shí)自西向東（逆時(shí)針）旋轉(zhuǎn)，j為負(fù)時(shí)自東向西（順時(shí)針）旋轉(zhuǎn)。
第二，保存和運(yùn)行上述代碼，得到視頻中的旋轉(zhuǎn)地球。
展開 科幻與現(xiàn)實(shí)——透過力學(xué)看《流浪地球》
摘要：從力學(xué)角度分析科幻電影《流浪地球》所展示未來技術(shù)的實(shí)現(xiàn)可能性。
關(guān)鍵詞：地球自轉(zhuǎn)，地球公轉(zhuǎn)，經(jīng)典力學(xué)
科幻大片《流浪地球》展示了一幅人類為拯救地球而戰(zhàn)的驚心動(dòng)魄的壯麗畫面。電影里人類為帶領(lǐng)地球逃離太陽系，所實(shí)施計(jì)劃之宏偉遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了觀眾的想象。回到現(xiàn)實(shí)世界，太陽衰竭吞噬地球的時(shí)刻還極其遙遠(yuǎn)。真到了那一天，電影中展示的那些超級(jí)技術(shù)真能實(shí)現(xiàn)嗎。不妨從力學(xué)角度做一點(diǎn)分析。
首先，能讓地球停轉(zhuǎn)嗎？地球繞地軸自轉(zhuǎn)，每個(gè)太陽日旋轉(zhuǎn)一圈，角速度是
地球相對(duì)地軸的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為
。
動(dòng)量矩為
如計(jì)劃在一年之內(nèi)使地球停止轉(zhuǎn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)量矩定理，必須施加的制動(dòng)力矩應(yīng)等于除以時(shí)間，即
影片里的技術(shù)方案是沿赤道安裝巨大的發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)地球制動(dòng)。原著中說明發(fā)動(dòng)機(jī)的推力高達(dá)150萬噸，即，赤道半徑為，算出所需發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量為
即需要約二千億臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)晝夜不停地工作一年。大大超出電影里設(shè)定的一萬臺(tái)。如加大發(fā)動(dòng)機(jī)的推力，或延長(zhǎng)停轉(zhuǎn)所需時(shí)間，則發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量可以減少。但也避免不了驚人的天文數(shù)字出現(xiàn)。
另一個(gè)問題是如何推動(dòng)地球脫離繞日的公轉(zhuǎn)軌道。利用發(fā)動(dòng)機(jī)推動(dòng)地球，最多只能利用地球的半個(gè)球面，讓裝滿地面的發(fā)動(dòng)機(jī)朝同一個(gè)方向同時(shí)發(fā)力。半個(gè)地球的面積為
按原著規(guī)定每臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)需要直徑安裝面積計(jì)算，約占據(jù)。半個(gè)地球只能容納，即三百萬臺(tái)機(jī)器。每臺(tái)推力按計(jì)算，可能產(chǎn)生的總推力為
地球質(zhì)量為，即大約60萬億億噸。與如此巨大的地球質(zhì)量相比，45億噸的推力顯得太微不足道。可產(chǎn)生的加速度為
即每秒改變約每秒0.0075微米的加速度，效果微乎其微。
即使無限加大發(fā)動(dòng)機(jī)的推力或增加發(fā)動(dòng)機(jī)的數(shù)量，也很難將地球推出軌道。因?yàn)樵谔柕囊Ψ秶鷥?nèi)，推力的作用只能使地球改變軌道參數(shù)，即軌道的幅度和偏心率。
展開 如果由地球提供電源，需要多少伏電壓才能點(diǎn)亮月球上的燈泡？
但氦-3在地球上很稀有，整個(gè)地球儲(chǔ)量只有約500公斤；氦-3在月球儲(chǔ)量卻很豐富，保守估計(jì)有100萬噸以上。如果用氦-3作為燃料核聚變發(fā)電，只要100噸就能解決全人類1年的能源需求。因此，月球氦-3是將來解決地球燃料問題的一個(gè)途徑。這樣，人類登月用電，又何必舍近求遠(yuǎn)，不正好利用氦-3發(fā)電嗎？
所以，不管未來怎么發(fā)展，直接從地球通過電線輸電去月球都是沒有必要的，這不是技術(shù)能不能解決的問題，而是舍近求遠(yuǎn)勞民傷財(cái)?shù)膯栴}。
大國(guó)重器：中國(guó)計(jì)劃發(fā)射小行星偏轉(zhuǎn)火箭以保護(hù)地球
中國(guó)正計(jì)劃向太空發(fā)射20多枚火箭，以偏轉(zhuǎn)小行星軌道，阻止其撞擊地球，這種撞擊很有可能在未來的某天終結(jié)我們地球上的大多數(shù)生命。
2021年4月28日，長(zhǎng)征五號(hào)乙運(yùn)載火箭發(fā)射升空，它運(yùn)載了中國(guó)空間站的天和核心艙
他們的目標(biāo)就是我們所熟悉的貝努小行星（Bennu），這是一顆重達(dá)8550萬噸的太空巖石，它有可能在2175 年到2199年間在地球軌道750萬公里范圍內(nèi)俯沖，雖然這個(gè)概率只有1/2,700，但這顆帝國(guó)大廈大小的小行星與地球的任何碰撞都將是毀滅性的。
NASA拍攝的貝努小行星照片
貝努小行星撞擊地球的動(dòng)能預(yù)估為1,200兆噸，大約是投在廣島的原子 彈——“小男孩”能量的80,000倍。相比之下，滅絕恐龍的太空巖石釋放了大約1億兆噸的能量（前提是，如果恐龍是因?yàn)樾⌒行亲矒?em>地球而滅亡）。
中國(guó)國(guó)家空間科學(xué)中心的科學(xué)家們計(jì)算出，需要23枚重達(dá)992噸的長(zhǎng)征五號(hào)火箭同時(shí)推動(dòng)太空巖石，才能使小行星偏離致命路線9000公里，這大約是地球半徑的1.4 倍。
經(jīng)過數(shù)十年的發(fā)展，中國(guó)正在高精科技領(lǐng)域揚(yáng)帆起航。也期待在世界各國(guó)能通力合作，守護(hù)我們地球的安定祥和。
展開 地球上的沙子會(huì)被芯片用完嗎？你的結(jié)論呢？
宏觀資源的消耗
硅元素的消耗以前鮮有人提，因?yàn)槿藗兂３ＵJ(rèn)為地球上的硅元素是取之不盡、用之不竭的。但是，如果按照摩爾定律持續(xù)增長(zhǎng)的消耗來計(jì)算，就不是這么一回事了。
這里先給出一個(gè)結(jié)論：
所有按照指數(shù)規(guī)律增長(zhǎng)的曲線，在物理意義上都是不可持續(xù)的。而摩爾定律恰恰就是一條指數(shù)曲線，因此，摩爾定律也是不可持續(xù)的。在論證摩爾定律是否可持續(xù)的過程中，我們要回答以下幾個(gè)問題。
01
地球上有多少個(gè)硅原子
硅是一種極為常見的元素，廣泛存在于巖石、砂礫、塵土之中在地殼中，硅是含量第二豐富的元素，硅元素占地殼總質(zhì)量的26.4%
僅次于第一位的氧。
坐在沙濉上，望著浩翰無邊的大海，雙手捧起一捧沙子從指間慢慢滑落，我們可能會(huì)想，沙子應(yīng)該是取之不盡、用之不竭吧！我們就估算一下地球上到底有多少硅原子。
我們知道地球的總質(zhì)里:5965×
10
24kq，地殼約占地球總質(zhì)里的0.42%，硅占地殼總質(zhì)里的26.4%。那么可以計(jì)算得出地球上硅的總質(zhì)量：
5.965×
10
24×0.42%×26.4%=6.614×
10
21kg
這大約是地球總質(zhì)量的千分之一。
展開 地球物理流體動(dòng)力學(xué)中的絕對(duì)和相對(duì)渦度
在地球物理流體動(dòng)力學(xué)中，相對(duì)渦度是由氣流通過彎曲路徑和風(fēng)切變產(chǎn)生的。
三維旋轉(zhuǎn)，也稱為渦度，描述了海洋環(huán)流和天氣系統(tǒng)的行為
在地球表面，能量、動(dòng)量和水分通過大規(guī)模的流體波動(dòng)重新分配。在大氣中觀察到的三維旋轉(zhuǎn)負(fù)責(zé)將能量、動(dòng)量和水分從一個(gè)點(diǎn)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)點(diǎn)。三維旋轉(zhuǎn)，也稱為渦量，描述了海洋環(huán)流和天氣系統(tǒng)的行為。在描述大氣中的渦度時(shí)，絕對(duì)渦度和相對(duì)渦度是兩個(gè)需要理解和解釋清楚的術(shù)語。
什么是渦度？
渦度是一種顯微測(cè)量值，指示流體的自旋和旋轉(zhuǎn)。渦度描述了流體中局部旋轉(zhuǎn)的矢量表示。在地球系統(tǒng)中，渦度表示為風(fēng)分量變化的凈幅值。
通常，渦量定義為速度的旋度。沿正交笛卡爾軸 x、y 和 z 使用 u、v 和 w 表示的風(fēng)分量將流體包裹經(jīng)歷的完整旋轉(zhuǎn)或自旋描述為：
x、y、z 坐標(biāo)中的單位向量分別由 i、j 和 k 給出。
使用渦度分量表示大氣的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)
在討論大氣或氣象模型時(shí)，渦度是一個(gè)不可避免的量。使用參數(shù)渦度描述與水圈、對(duì)流層和大氣相關(guān)的旋轉(zhuǎn)動(dòng)力學(xué)。
渦度是一個(gè)具有水平和垂直分量的量。水平渦度矢量的方向連同水平速度矢量會(huì)影響上升氣流的旋轉(zhuǎn)，尤其是在雷暴期間。同樣，在關(guān)注大氣環(huán)流研究的同時(shí)，考慮了渦量的垂直分量，因?yàn)樗c散度、大氣中的垂直運(yùn)動(dòng)和水平渦量有關(guān)。
地球物理流體動(dòng)力學(xué)和渦度
在地球物理流體動(dòng)力學(xué)中，渦量的垂直和水平分量非常重要。為了描述大氣的低層，使用了水平分量，而當(dāng)風(fēng)的速度或方向發(fā)生變化時(shí)，垂直分量起著重要作用。
渦度可以使用術(shù)語絕對(duì)渦度在慣性參考系中表示：
相對(duì)于地球的自轉(zhuǎn)，渦量使用以下等式描述：
在討論地球系統(tǒng)中流體的運(yùn)動(dòng)時(shí)，絕對(duì)渦度和相對(duì)渦度是交替使用的兩個(gè)術(shù)語。
絕對(duì)渦度
渦量的垂直分量在大尺度動(dòng)力學(xué)中非常重要。
展開 1 千米地球數(shù)字 Twins 對(duì)工業(yè)制造的意義
高分辨率地球建模不僅適用于氣候科學(xué)。它為制造商敲響了警鐘，要求他們認(rèn)真對(duì)待結(jié)構(gòu)化產(chǎn)品數(shù)據(jù)和模擬就緒組件。
一個(gè)研究小組剛剛完成了一件過去只存在于科幻小說中的事情：整個(gè)地球系統(tǒng)的數(shù)字模擬。這包括大氣、海洋、陸地、植被和生物地球化學(xué)，全部以 1.25 公里的分辨率運(yùn)行。而且，他們并不只是按下 "模擬 "鍵幾個(gè)小時(shí)。這種設(shè)置在現(xiàn)實(shí)世界中每一天的模擬天數(shù)超過 145 天。這遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了氣候科學(xué)的范疇。
對(duì)于工程師、設(shè)計(jì)師和制造商來說，這是一個(gè)路標(biāo)，指明了當(dāng)海量數(shù)據(jù)、可擴(kuò)展建模和多領(lǐng)域系統(tǒng)結(jié)合在一起時(shí)可能實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)。它還說明了為什么精確、標(biāo)準(zhǔn)化和易于訪問的組件數(shù)據(jù)并不是一個(gè)可有可無的東西。它是不久的將來數(shù)字系統(tǒng)的基線。
該項(xiàng)目由馬克斯-普朗克氣象研究所（Max Planck Institute for Meteorology）領(lǐng)導(dǎo)，在一些世界上最先進(jìn)的基于 GPU 的系統(tǒng)上運(yùn)行，包括德國(guó)的 JUPITER 和瑞士的 Alps。研究小組利用 ICON 模型模擬了整個(gè)地球系統(tǒng)，其粒度剛剛超過一公里。這使他們能夠以前所未有的逼真度捕捉到能量、水和碳在大氣、陸地和海洋中的物理流動(dòng)。技術(shù)論文全文可在arXiv.org 上查閱。
以前的地球全球模擬要么過于粗糙，無法捕捉局部事件，要么過于孤立。有的只模擬大氣層，有的只模擬海洋。這個(gè)項(xiàng)目把所有東西都連接在一起。它是局部粒度的完整地球系統(tǒng)。
展開 
2018 計(jì)算地球動(dòng)力學(xué)前沿問題國(guó)際學(xué)術(shù)研討會(huì)
會(huì)議成果包括：
1）國(guó)際著名的地球科學(xué)家中國(guó)科學(xué)院計(jì)算地球動(dòng)力學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的石耀霖院士，美國(guó)密蘇里大學(xué)的劉勉教授，以及科羅拉多州立大學(xué)的鐘時(shí)杰教授都介紹了地球科學(xué)前沿問題的最新進(jìn)展。包括地球計(jì)算的研究及進(jìn)展，數(shù)值模擬的發(fā)展及研究思路，地球深度動(dòng)力學(xué)過程及青藏高原地殼增厚和高原隆升的機(jī)制等。這些精彩的報(bào)告激起了聽眾們的極大興趣，并引發(fā)了熱烈的討論。
2）多位優(yōu)秀的青年學(xué)者在會(huì)議上展示了他們極具創(chuàng)新精神的工作。包括通過數(shù)值模型介紹海洋生態(tài)系統(tǒng)，給人很深的啟示；基于青藏高原東北緣的深地震反射剖面，探明青藏高原東北 部的巖石圈結(jié)構(gòu)，并分析探討了不同構(gòu)造單元之間的相互作用及演化過程；利用地球動(dòng)力學(xué)數(shù) 值模擬方法，研究地殼變形，地幔對(duì)流，板塊在地幔轉(zhuǎn)換帶的停滯等重要問題；通過構(gòu)造分析 及低溫?zé)崮甏鷮W(xué)工作，厘清高原的隆升機(jī)制并與約束生長(zhǎng)時(shí)間。這些工作讓人耳目一新，印象 深刻。
3）在和與會(huì)專家深入交流后，初步在下列重要問題的研究上達(dá)成了合作意向：利用Citcoms 程序，結(jié)合區(qū)域構(gòu)造背景，對(duì)地幔對(duì)流問題進(jìn)行深入的研究；利用熱-力學(xué)及數(shù)值計(jì)算方法，探討地幔轉(zhuǎn)換帶水的運(yùn)移機(jī)制；利用數(shù)值模擬方法結(jié)合地球物理觀測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)青藏高原的殼幔結(jié)構(gòu) 及深部動(dòng)力學(xué)過程進(jìn)行深入研究。
展開 給地球做“CT”！彩虹4完成5000測(cè)線飛行
航天彩虹無人機(jī)股份有限公司總經(jīng)理秦永明介紹，借助航空物探技術(shù)，用飛行器裝載的航空重力、磁力等探測(cè)設(shè)備，對(duì)地球可能儲(chǔ)存著各類礦產(chǎn)資源的區(qū)域進(jìn)行“掃描檢測(cè)”，以可視化的數(shù)據(jù)影像呈現(xiàn)地下礦藏資源，在科學(xué)考察、石油天然氣勘探等領(lǐng)域有著廣闊前景，這就好比給地球做“CT”。
據(jù)介紹，彩虹4無人機(jī)重磁綜合測(cè)量系統(tǒng)，是
全國(guó)首個(gè)實(shí)現(xiàn)無人機(jī)重磁綜合測(cè)量的飛行平臺(tái)
，實(shí)現(xiàn)了近21小時(shí)超長(zhǎng)航時(shí)單架次飛行測(cè)量，總有效測(cè)線2712公里，也是
目前全球物探領(lǐng)域單架次飛行航時(shí)最長(zhǎng)的航空器
。
參與項(xiàng)目的科研人員郭華表示，此次航空重磁測(cè)量系統(tǒng)由國(guó)內(nèi)相關(guān)單位研制，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備小型化和智能化的要求，在飛行中經(jīng)受住了高空惡劣環(huán)境和長(zhǎng)時(shí)間工作狀態(tài)的考驗(yàn)。此次飛行主要進(jìn)行了測(cè)線、基準(zhǔn)線的飛行測(cè)量和超長(zhǎng)航時(shí)（≥18小時(shí)）測(cè)線飛行測(cè)試。測(cè)量結(jié)果顯示，彩虹4重磁綜合測(cè)量系統(tǒng)狀態(tài)穩(wěn)定，飛行測(cè)量數(shù)據(jù)良好，航重測(cè)量系統(tǒng)和航磁測(cè)量系統(tǒng)達(dá)到或超過了國(guó)際先進(jìn)水平。
目前我國(guó)已經(jīng)能夠在青藏高原和中遠(yuǎn)海開展大中比例尺高精度無人機(jī)航空地球物理測(cè)量工作。在科技創(chuàng)新的引領(lǐng)下，未來以無人機(jī)為平臺(tái)的航空地球物理測(cè)量工作將建立新的研究方向，把相關(guān)領(lǐng)域研究推上新高度。
專家表示，相信在不遠(yuǎn)的將來，搭載多種設(shè)備、數(shù)千公里作業(yè)效率的航空地球物理測(cè)量新裝備，將會(huì)在各地展示“中國(guó)制造”的魅力，通過給地球做“CT”，用航空物探精確發(fā)現(xiàn)地球寶藏，造福人類。
本文來源：《人民日?qǐng)?bào)》
展開 一顆“潛在危險(xiǎn)”小行星將于今日飛掠地球
據(jù)NASA報(bào)告，一顆巨大的“潛在危險(xiǎn)”小行星將于今日飛掠地球，這顆編號(hào)為418135（2008 AG33）的小行星直徑預(yù)估在350米到780米之間，將以 37,000公里/小時(shí)的驚人速度進(jìn)入地球軌道。
值得慶幸的是，這顆小行星對(duì)我們星球造成危險(xiǎn)的概率微乎其微。在其最近點(diǎn)，這顆以超過30倍音速飛過的小行星將進(jìn)入距離地球約320萬公里的范圍內(nèi)，這大約是地球與月球之間平均距離的八倍，這聽起來可能是一個(gè)很大的距離，但按照宇宙標(biāo)準(zhǔn)，它實(shí)際上只是一步之遙。
NASA將距離地球1.2億英里（1.93億公里）范圍內(nèi)的空間物體標(biāo)記為“近地物體”，將465萬英里（750萬公里）范圍內(nèi)的快速移動(dòng)物體標(biāo)記為“潛在危險(xiǎn)”物體。一旦這些“潛在危險(xiǎn)”物體被標(biāo)記出來，天文學(xué)家就會(huì)密切監(jiān)視它們，以及時(shí)發(fā)現(xiàn)它們可能與地球發(fā)生的碰撞。
這顆小行星2008 AG33還不是未來幾周從我們身邊飛過最大的太空巖石，小行星467460（2006 JF42）將在5月9日經(jīng)過我們，它的估計(jì)直徑在380米到860米之間。
世界各地的太空機(jī)構(gòu)都開始研究可能使該物體偏轉(zhuǎn)的方法，2021年11月24日，NASA發(fā)射了一艘航天器，作為其雙小行星重定向測(cè)試任務(wù)的一部分，該任務(wù)計(jì)劃通過將一顆無害的小行星撞擊偏離軌道來重定向它。中國(guó)也開始進(jìn)行相關(guān)的任務(wù)，據(jù)悉23枚長(zhǎng)征5號(hào)火箭將被用于撞擊小行星貝努，其威力足以轉(zhuǎn)移太空巖石相對(duì)地球的運(yùn)動(dòng)軌道。
展開 地球流浪之旅中 “等離子行星發(fā)動(dòng)機(jī)”的前世今生
“每當(dāng)想起曾經(jīng)的地球，一股暖流就涌進(jìn)我這年邁僵硬的身軀，我干涸的老眼又濕潤(rùn)了。我好像又看到萬物沐浴在溫暖的光芒中。
啊，地球，我的流浪地球……”
在春節(jié)假期期間，最火爆的影片當(dāng)屬科幻巨制《流浪地球》了，它已成為人們茶余飯后的談資。影片中，因太陽即將爆炸，所以全世界的人類通力合作，在地球上建造了12000多臺(tái)等離子行星發(fā)動(dòng)機(jī)，利用其反作用力推動(dòng)地球前進(jìn)，向著地球從沒有去過的星際空間進(jìn)發(fā)，開啟了一場(chǎng)生死未卜的流浪之旅。
地球逃跑計(jì)劃的核心，正是這些大型等離子發(fā)動(dòng)機(jī)，它們高達(dá)11,000多米，主要分布在北半球的亞洲和美洲地區(qū)，通過將石頭等物質(zhì)聚變?nèi)紵蟀l(fā)出等離子體光柱駕馭地球進(jìn)行剎車、啟動(dòng)、加速、變向等機(jī)動(dòng)。然而這些出現(xiàn)在科幻電影中的等離子發(fā)動(dòng)機(jī)在現(xiàn)實(shí)世界中是否真的存在呢？
等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)歷史
早在20世紀(jì)初，等離子發(fā)動(dòng)機(jī)的概念就已經(jīng)被美國(guó)著名發(fā)明家羅伯特·戈達(dá)德提出，他設(shè)想利用電磁場(chǎng)加速離子來推進(jìn)飛行器。但在當(dāng)時(shí)，受到了媒體的冷嘲熱諷，《紐約時(shí)報(bào)》的記者們嘲笑他甚至連高中的基本物理常識(shí)都不懂，而整天幻想著去月球旅行。
1998年發(fā)射升空的美國(guó)“深空一號(hào)”（Deep Space-1）試驗(yàn)性探測(cè)器使用了基于靜電力的離子電推發(fā)動(dòng)機(jī)，將戈達(dá)德教授的設(shè)想變成了現(xiàn)實(shí)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)使用氙作為推進(jìn)劑。當(dāng)氙進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)室后，其中的氙原子核和電子首先在電場(chǎng)的作用下分離，使氙原子核變成游離的氙離子。
雖然深空一號(hào)僅花費(fèi)了74公斤推進(jìn)劑，就實(shí)現(xiàn)了人類飛行器史上不依靠借力飛行等其他手段而實(shí)現(xiàn)的最高速度增量。
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