标题:揭秘“蝴蝶效应”:微小变化如何引发巨大影响?
生活中,我们时常会听到“蝴蝶效应”这个词,但究竟什么是蝴蝶效应呢?蝴蝶效应,指的是在一个长时间和大范围内,微小的变化可能导致一系列连锁反应,最终引发其他系统的极大变化。这一概念由著名气象学家爱德华·洛伦兹在上世纪60年代提出,他在进行“天气预报”的模拟实验时,发现即使对输入的数据进行微调,得出的计算结果也会大相径庭。这一理论形象地体现在:德克萨斯州的一场龙卷风或许正是由于一个月前,巴西的一只蝴蝶轻轻拍动翅膀所引发的。
对于气象学家来说,天空中有无数“蝴蝶”在影响着我们的天气。除了城市热岛、温室效应外,复杂的地形地貌也对天气变化起着至关重要的作用。植被和水体的变化更是增加了天气预报的难度。例如,在一个对流天气频繁的季节,或仅仅地形复杂的地区,小范围内的天气变化却可能截然不同,甚至相隔一座山的两个地方,也可能形成完全不同的气候类型。2015年的台风“灿鸿”就是一个例子,其走向“飘忽不定”,最初的登陆点预测从温州变为台州,再变为宁波,最终预测登陆点又变为三门到舟山。
虽然以数值预报为代表的对天气变化的求解和运算已有几十年历史,而建立在现代科学基础上的天气预报也仅有一百多年的历史。然而,许多天气现象的发生、演变的内在机理和规律,人类尚未完全掌握。可以说,气象科学仍是一个处于青年时期的学科。
“蝴蝶效应”并不仅限于影响天气,它还可能对地质活动产生巨大影响。2013年4月,泽日山发生的大滑坡,就是由冰川碎石松动所引发的“蝴蝶效应”造成的。滑坡源头海拔超过5000米,在过去被大量冰川覆盖。由于春夏季气温变暖,导致冰川下的石头出现风化。在石头风化后,坡面最年轻的物质体被严重风化,巨大的石头变成碎石,整个山体变成风化的块体。由于热胀冷缩的原理和雨雪天气等细微外因的诱导,松散后的碎石就会向山下滑动。在下滑过程中,碎石流就像“滚雪球”一样,由势能转化成为动能,从而形成巨大的碎屑流,产生十分巨大的破坏力。一个原因可以引起另一个原因,而另一个原因再度引发其他的原因,从而让事物连绵不绝地发展下去。这就是“蝴蝶效应”对地质活动产生的巨大影响。
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