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太科學研究—「借東風」?

相信大家都聽過「借東風」呢個家傳戶曉嘅故事,據聞喺曹操進攻荆州嘅時候,諸葛亮同周瑜共同制定了火攻曹營嘅大計,萬事俱備,只欠東風 ,於是諸葛亮通過推測,結合史書上對長江流域天氣變化的記載推算規律 ,準確地預測出東風的到來,從而打敗了曹操的故事。


為何正值冬天會吹來東風?


首先我哋要了解風係點樣形成,簡單來說,風係一種空氣流動嘅自然現象,同時亦由太陽輻射差異而引起。因為太陽照喺唔同不同地方造成溫差,有了溫差,就自然會有空氣流動,繼而產生風。中國有著特殊的地理位置。佢位於歐亞大陸嘅東端。由於西南受青藏高原阻擋,東臨太平洋,對中國影響最大的係陸地與海洋之間隨季節有規律變化的「季風」。在中國,冬天吹西北風,夏天吹東南風。春秋兩季交替出現兩種風。這個氣候法則從古至今都適用,當然也包括赤壁之戰。


但另一種「海陸風」,其原理與季風類似,不隨季節變化,而是隨晝夜變化,發生喺局部地區,主要是沿海地區。白天嘅時候,喺海邊嘅陽光照射下,陸地迅速升溫,形成低壓。至於海水,佢會緩慢升溫並變得高壓。高壓區嘅空氣向低壓區移動,從而產生海風。到了晚上,情況則相反。陸地和海洋開始散發熱量。土地迅速冷卻並形成高壓。海水慢慢冷卻並變成低壓。陸地上的高壓空氣向海洋上空的低壓區域移動,形成陸風。海陸風的另一個特點是,在季風微弱時,可以發揮作用,直接忽略它。


但屬於季風區的赤壁明明位於內陸,如何會有海陸風呢?


赤壁附近有一大片水域,名為「雲夢澤」,是中國歷史上最大的淡水湖,位於今日湖北省的江漢平原,最大時有4萬平方公里,但因泥沙堆積而今日變成陸地,僅有零星水體例如洪湖,當時雲夢澤是長江以北一帶的湖泊總稱,換言之,即是雲夢澤有大大小小的湖泊,包括沼澤及勉強供人行走的小路,環境雖然比不上海洋,但因含水量高,近乎和湖泊沒有分別,在相同條件下都能產生類似海陸風的「湖陸風」,加上赤壁東南方有一座叫做「幕阜山」的大山,海拔約1600米,佔地6500公頃,規模之大足以影響現場一帶局部氣候。


以赤壁為中心,西北方有雲夢澤,東南方有幕阜山,已經有產生湖陸風的地理條件,假如在某個冬天,赤壁一帶風和日麗,幕阜山因岩山結構,比熱更小、升溫更快,形成低壓,雲夢澤則是比熱大、升溫慢,形成高壓,氣壓差就更大,所以產生強勁西北風,與季風相同,但到了晚上,情況完全相反,幕阜山降溫快,變成高壓,至於雲夢澤降溫慢,變成低壓,於是吹起強勁東南風,當季風不強時,加上白天陽光充足,到了晚上就會吹起東南風。


但赤壁之戰的東風又如何產生呢?


水嘅比熱容量很大,換言之,吸熱及散熱能力非常強,所以一般人在夏天時游水散熱,但觸摸物件例如石頭,就覺得該物件燙手,全因其比熱容量相對小。我哋可以相像歐亞大陸就如石頭,太平洋就係水,夏天來臨嘅時候,歐亞大陸內嘅北半球吸收大量熱量而升溫,加上歐亞大陸結構是砂石土壤,比熱小、升溫快,表面嘅空氣被加熱後,暖空氣比冷空氣輕,容易上升,形成低氣壓,相反太平洋比熱大、升溫慢,貼近水面嘅空氣低於附近空氣嘅溫度,冷空氣密度大而下沉,形成高氣壓,通常高氣壓區嘅空氣流向低氣壓區,於是太平洋嘅暖濕氣吹往歐亞大陸,產生東南風,同樣道理,北半球冬天時,歐亞大陸變成高氣壓,太平洋則是低氣壓,吹起乾冷西北風。


赤壁之戰正值冬天,中國大部分地區都係吹西南風,包括現今位於湖北省嘅赤壁,加上現場同樣屬於季風區,毫無疑問係西北風,理應與東南風無緣。


《三國演義》寫出當時傍晚沒有起風,急到周瑜以為諸葛亮未能成功「借東風」,但到了三更的確吹起東南風,三更即係指深夜11時至凌晨1時,一切在科學上變得合理,黃昏時幕阜山尚未降溫,必須等得深夜,由於氣溫降低,才能產生湖陸風。


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