【專題報導】台灣多少年後會在7月下雪

【專題報導】台灣多少年後會在7月下雪

第三屆數感盃青少年數學寫作競賽

國中組專題報導類

優選《台灣多少年後會在7月下雪》黃聖翔、簡廷恩/高雄市鳳西國中

 



台灣多少年後會在7月下雪

(使用的為格里曆)

 

研究動機: 聯合國世界氣象組織(WMO)發表去年度評估報告指出,去年(2019 年)以來全球氣溫較工業革命前均溫高出攝氏 1.1 度,即將成為史上最熱 10 年。海洋吸收溫室氣體使溫度達新高;格陵蘭過去12個月融冰3290億公噸;全球海平面高度於去年10月達到歷來新高…… 既然氣溫對人類的生活有著密不可分的關係,我們身為在極端氣候下生活的國中生,想知道若全球暖化逐漸平緩台灣多少年後會在 7 月下雪?就讓我們以此為目標,攜手愛護這塊土地,愛護我們唯一的地球,定能減緩過多溫室氣體對環境的破壞,還後代子孫一個充滿生氣的大地。

 

  首先要知道,我們每年多出了多少秒。

儒略曆:4 年 1 閏,1 年為 365.25 天,這就是大家普遍知道的 1 年=365 又¼天。(之後我們設

365.25\(^D/_Y\)=a) 

格里曆:4 年 1 閏,遇世紀年 ex:100、200…… 不閏,但世紀年若被 4 整除 ex:400、800……則又閏, 400 年 97 閏,所以 365.2425\(^D/_Y\)(  這就是大家現在掛在牆上的陽曆。(之後我們設365.2425\(^D/_Y\)=b)

 

儒略曆的 1Y=365.25D=365D+6hr=a

格里曆的 1Y=365.2425D=365D+5hr+49min+12s=b

平均回歸年的 1Y≒365.2421990741D≒365D+5hr+48min+46s(+0.00224ms)

(設 365.2421990741\(^D/_Y\)=c)

e-f=26s

  阿洛伊修斯·里利烏斯:a-b=0.0075\(^D/_Y\)=(10min+48s)/Y,格里曆比儒略曆準多了,若用儒略曆不到 5 年半就會快 1 小時啦 !」

  格理曆是由阿洛伊修斯·里利烏斯出,可惜的是他算那麼辛苦,卻不是叫「阿洛伊修斯·里利烏斯」。不過話說月球上好像有一個隕石坑,名叫--「里利烏斯

   阿洛伊修斯·里利烏斯:???

 

小結論(1):若用格里曆每年將多出 26 秒。

  若要讓台灣在 7 月下雪,首先我們須從「每年多出 26 秒」與「歲差」下手。(我們設「每年多出 26 秒」=甲因素)、(我們設「歲差」=乙因素)。所謂的「歲差」在天文學中是指一個天體的自轉軸指向在空間中緩慢且連續的變化,就地球而言,大約 25,771.5 年(依據 2000 年的速率)的週期掃掠出一個圓錐

(圖片來源:維基百科)

甲:若只以「每年多出 26 秒」而言,想讓太陽在 7 月直射南回歸線,我們需要快上半年,也就是(平均回歸年的一年÷2)÷26\(^S/_Y\) =(15778463s)÷26\(^S/_Y\)≒606864 Y 後

乙:若只以「歲差」而言,想讓太陽在 7 月直射南回歸線,需要經過半個歲差,也就是約 25800Y

÷2=12900Y 所以:

設 1 段太陽從 7 月直射北回到 7 月直射南回的年數=1

(1/606864+1/12900)X=1

(51647/652378800)X=1

X=652378800÷51647≒12632≒12600 

 

小結論(2):台灣約在 12600 年後的那一年,7 月的氣溫將約等台灣現在 1 月的氣溫,且 12600 年之後,每(12600x2)=25200 年為一周期。

  但是……

 

  (圖片來源:中央氣象局)

一個很尷尬的問題,就是冬天好像也不會下雪。

  玉山:我會我會

  桃園:我勒?

  玉山:為甚麼把我槓掉!!!( 氣噗噗

  於是,我們決定鼓起勇氣會會「冰期」。(我們設「冰原最盛期」=丙因素)

  冰期是一段持續的全球低溫、大陸冰蓋大幅度向赤道延伸的時期,即導致冰河時期。而間冰期指兩次冰期之間,全球溫度較高,大陸冰蓋大幅度消融退縮的時期。每次冰期平均持續 7-8 萬年,而每次間冰期平均持續 2-3 萬年,1 冰期+1 間冰期≒10 萬年

目前處於 1.14 萬年前開始的間冰期。

2.5-1.14=1.36( 估此次間冰期所剩 1 萬 3600 年 )

7.5÷2=3.75( 估間冰期末冰原最盛期需 3 萬 7500 年 )

1.36+3.75=5.11≒5 ( 估今日冰原最盛期需 5 萬年 )

 

小結論(3): 台灣約在 50000 年後,將達下一次冰原最盛期,且 50000 年之後,約每 10 萬年為一周期。

  若想讓台灣 7 月的氣溫約等台灣現在 1 月的氣溫,並同時遇上冰原最盛期。

12600+25200x=50000+100000y=z (x,y 要為自然數),求 z 最小值

126x-500y=187,若 x=61 ; y=14.998≒15

則 z≒50000+15x100000≒1550000≒1.55x106

  所以在約 1.55x106之後的那年 7 月,將是以冬天的狀態遇上冰原最盛期。但故事還沒結束喔,因為……

 

  

  以上為全球平均溫度,約 15°C 以下為冰期,約 15°C 以上為間冰期,由此圖可知,冰原最盛期約低於均溫 3.5°C。

   

(研究者自行繪製) 小提示: 丙是冰原最盛期

   玉山:( 森七七

  就在 1.55x106年後的那個七月,就普通的台灣人而言已經冷到不行的,但孰知西伯利亞高悄向南擴散,造成臺灣的低溫現象,(我們設「寒流」=丁因素),此時臺北測站溫度的日最低溫度驟降到了≦10℃。

 (圖片來源:中央氣象局)

16.1-10=6.1,也就是說當極冷寒流來襲時,約能降 6℃

 

小結論(4):若以冰期而言,在冰原最盛期可降 3.5℃;若寒流剛好來襲,當日最低溫可降 9.5℃。

(3.5℃+6℃=9.5℃)

  我們分別取北(台北)、中(台中)、南(高雄)、東(花蓮)冬天的月均溫。若是夏天,太陽直射北回歸線,全台氣溫約同(先不論地勢),但當冬天太陽直射的是南迴歸線,南北溫差較大,故我們採四地區分別計算。

 

(參考中央氣象局資料,研究者自行繪製) 小提示: 丙是冰期;丁是寒流

  以「地勢」而言(我們設「地勢」=戊因素),高於海平面每上升 100 公尺,溫度下降 0.6

,但這不是絕對的,僅適用在台灣或潮濕的地方。

 

故100m ÷ 0.6 ℃℃=166\({6 \over 9} {^m / _℃}\) ≒ 167\( {^m / _℃}\)

(研究者自行繪製)

 

總結:結合甲~戊因素:

台灣北部高於海平面 1100m 處
台灣中部高於海平面 1200m 處

台灣南部高於海平面 1700m 處

台灣東部高於海平面 1400m 處 

  約在 1.55x106年後的那個 7 月,於清晨便聽說寒流來襲而溫度降到了極低,悠閒地品嘗,手中那杯白煙裊裊的熱牛奶。套上衣物,背起書包,當推開家中大門的剎那(0.0018 秒),白皚皚的雪花映入眼簾,輕輕、緩緩的飄落,雖然身上穿著厚重的溫暖,但卻絲毫掩不住內心的激動……

 

  不過以上的一切一切,是以地球不可繼續暖化為前提,所以我們一定要好好愛護我們唯一的地球,不然

  我們就白算啦!!!!!!!!

 

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