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盘点不同球类运动，谁是“球中之王”？******

　　近日，在世界杯比赛中

　　葡萄牙队3比2险胜加纳队

　　下半场，C罗通过点球

　　帮助葡萄牙队取得领先

　　图源：FIFA

　　被判点球后C罗亲吻足球

　　他闭上双眼，深呼吸

　　然后助跑、果断起脚

　　皮球势大力沉直窜对方球门

　　图源：新华社

　　C罗也成为历史首位

　　连续五届世界杯取得进球的球员

　　大家观看比赛时有没有想过

　　在如此多的球类运动中

　　足球的球速是最快吗？

　　哪种球飞得最远？

　　球速之“王”竟然是它？

　　所有球类运动无非是用手、脚、球棒或球拍击打球，球的尺寸、形状和重量差异使得它们具有不同的速度以及运动轨迹。

　　那么问题来了，在这些球类运动中，速度最快的是哪种球？是令人热血沸腾的足球，是挥汗如雨的网球，还是快得看不清轨迹的乒乓球？

　　图源：摄图网

　　答案其实是外形最不像球的羽毛球。

　　目前吉尼斯官方认可的最快的羽毛球记录来自丹麦选手科丁，2017年1月10日，在印度羽毛球超级联赛上，科丁在正式比赛中杀出一记速度高达426 公里/小时（约118 m/s）的杀球。这意味着什么？这个记录中羽毛球的最高速度，比“复兴号”动车组列车最高运行时速（400公里/小时）还要快。

　　图源：Physics of ball sports各种球类运动的最高运动速度

　　羽毛球为什么能飞得那么快？原因其实并不复杂，主要是因为羽毛球比较轻（重量只有5克），并且球拍足够长（不超过680mm）。

　　图源：Annu. Rev. Fluid Mech 各种球的尺寸、重量及速度等基本参数

　　球体在空中的运动往往只受到空气阻力和重力的作用，它的速度一般只会逐渐减小（篮球等例外）。想要获得最快的运动速度，球体需要在离开运动员接触的瞬间获得最大的加速度。相对于网球、足球和其它球体，羽毛球非常轻，因此同等大小的力在它身上则会产生更大的加速度。

　　图源：Physics of ball sports 高尔夫球和羽毛球的挥拍动作

　　最能“飞”的球——高尔夫球

　　高尔夫球是飞得最远的球，单次击球可以移动200米以上，标准高尔夫球场，一般布置18个球洞，总长度要控制在6002～6400米，球场面积50～75公顷（1公顷=10000平方米），实际大小要根据球场的地形来确定。

　　不仅如此，高尔夫还走出了地球，成为了首个星际间的球类运动项目。1971年2月6日，执行阿波罗14号任务的宇航员艾伦·谢帕德（Alan Shepard）挥动球杆在月球上打起了高尔夫球，从而使他成为有史以来第一位，也是目前唯一一位在月亮上打过高尔夫球的人。

　　图源：NASA 正在月球打高尔夫球的宇航员艾伦

　　高尔夫球有一个让人大跌眼镜的现象：越是光滑的高尔夫球，越是飞不远。

　　我们都认为，球形是最完美的形体，表面越是光滑，则在飞行的过程中，球面与大气的摩擦就越少，同等用力的情况下，理应飞得越远。但是，高尔夫球不是这样。

　　图源：《高尔夫50年》高尔夫球的变迁

　　毛根海教授所著《奇妙的流体运动科学》一书中，有这么一个数据：同等条件下，布满小酒窝的高尔夫球，它在飞行中所受到的阻力只有光滑球的一半，而飞行距离是光滑球的5倍。物体在流体中运动时，前后压力差所带来的阻力就叫做“形状阻力”。现代核潜艇使用“水滴型”外形就是为了减少形状阻力。

　　图源：科普中国

　　如上图，顶部的垂直竖版，其形体阻力最大，原因是其后方的“低压区”面积最大，第二个球体的低压区有所减少，直至底部的水滴型，其形状阻力最小。通过流体力学实验，人们发现，光滑的与布满小酒窝的球相比，后者产生的低压区面积更少。球上的无数小酒窝，它可以起到让空气紧贴球面的作用，这使得平滑的气流能顺着球体表面延伸到更靠后的位置时才产生分离。

　　图片来自航空航天工程师Jeffrey A. Scott

　　最受欢迎的球类运动——足球

　　无论是从影响力、参与人数还是赛事热度来看，足球都是当之无愧的世界第一运动。不过今天既然讲到球速和形体阻力的问题，那么我们也一起来看看足球缝线对足球轨迹的影响。

　　图源：百度百科

　　普天同庆足球是2010年南非世界杯决赛阶段设计的新款足球，也是最近几届世界杯中，最饱受批评的一个足球。在它还刚刚面世时，生产厂家就宣传说：这个球只用了8块表皮就将足球拼接完成，完美地包住了内胆，这是史上最圆的足球。

　　然而，这颗球却是守门员的“噩梦”。空气动力学家梅塔博士提出，“粗糙度的大小，决定了出现‘蝴蝶球效应’的最佳临界速度是多少。”

　　蝴蝶球轨迹蝴蝶球指的是球在空中飞行时几乎没有旋转，从而导致它的飞行轨迹不可预测，守门员很难判断。蝴蝶球的原理是球表面上有缝线，在飞行过程中，气流经过缝线时，会产生更多湍流，由于左右不对称，湍流增加了球侧面的偏转力。尾流左右摇摆，飞行飘忽不定，如飞舞蝴蝶。

　　图源：中国科普博览常规足球通常将32块球面通过缝线拼合而成，缝线的总长度以及缝线的深度决定了足球的光滑度，缝线越多越粗糙。常规足球一般在48公里每小时球速时才会产生最大化的“蝴蝶球效应”。

　　而普天同庆足球，由于其总缝线长度很短，导致其成为当时最光滑的足球，经过空气动力学试验，人们发现，在80～88公里每小时球速时，普天同庆才会产生最大化的蝴蝶球效应，而80公里左右时速恰恰是射门，以及任意球的典型球速。

　　END

　　资料来源：央视科教、科普中国、中国科普博览、知乎

　　整理：董小娴

2022年广州空气质量改善再获突破******

　　广州日报讯 (全媒体记者杜娟 通讯员穗环宣)2022年广州市蓝天保卫战取得积极进展，空气质量改善再获突破。记者1月16日从市生态环境局获悉，2022年，广州市5项污染物指标明显优于国家二级标准，均同比下降或低浓度持平。其中，PM2.5平均浓度22微克/立方米，全年每天达标，再创新低，在国家中心城市中保持最优。此外，空气质量优等级天数同比增加50天；“十三五”期间一直超标的二氧化氮实现连续三年稳定达标，平均浓度创历史新低。

　　落实“控车、降尘、少油气”七字治气方针

　　2022年，广州坚持系统治理，制定实施全年工作总计划、年中专项行动方案、年末百日攻坚强化方案等，推进落实“控车、降尘、少油气”的治气思路，深化PM2.5和臭氧协同控制。2022年新增纯电动巡游出租车1823辆，占比超90%；累计推进氢燃料电池车辆约300辆；注销国Ⅲ排放标准营运柴油货车1901辆；全市1278个涉油工地94%落实使用合格油品措施；6艘珠江游电动船投入运营，全港岸电覆盖率超90%。检查挥发性有机物生产、销售企业745家次，查处相关环境违法行为；对132家涉挥发性有机物重点企业进行分级管理，推进升级改造；全市362家企业完成一轮次污染物吸附设施的更新，565座加油站、18座储油库完成密闭性检查，完成17家企业50多万个密封点泄漏检测与修复。开展扬尘防治日常检查、“回头看”抽查和专项巡查，检查建设工地10000余个次，立案处罚建筑废弃物违规排放运输1180宗。

　　加强科研支撑，开展专项执法

　　充分发挥大气环境预警防控专家团队作用，建立专家帮扶工作机制；建设13个挥发性有机物组分监测站，黄埔、白云、番禺区建成293个小型空气质量监测站，在300辆出租车上安装空气质量移动监测系统，用好广州塔垂直监测数据，每日提供重点管控区域及重点抽查企业建议名单，为科学治气提供技术支撑。

　　利用铁塔公司视频监控、小型空气质量监测站、在线监控、走航监测、无人机巡查、遥感监测、黑烟车抓拍、电力监控等技术锁定污染源，精准打击，严格查处环境违法行为。7月以来开展挥发性有机物专项执法行动、百日攻坚执法保障行动共检查企业4429家次，发现问题企业812家，立案调查89宗，责改403宗，取缔关闭15家。

　　约谈石化行业相关企业和重点用车大户，压实重点企业臭氧污染防治社会责任；发布《关于错峰卸油、夜间加油和绿色出行的倡议书》《关于重点企业加强污染减排的倡议书》，督促签订《广州市柴油车重点单位环保用车公开承诺书》，引导全民参与治气。

　　2023年广州大气治理的工作重点有哪些？

　　2023年广州大气治理的工作重点又有哪些？市生态环境局有关负责人表示，将继续按照“控车、降尘、少油气”的治气思路，牵头持续深入打好蓝天保卫战，重点做好六方面工作。

　　强化科技支撑。强化大气环境预警项目的支撑，深化臭氧、PM2.5协同控制研究，注重边研究、边产出、边服务。

　　收严排放标准。生物质、燃气锅炉执行《锅炉大气污染物排放标准》(DB44/765-2019)特别排放限值通告，氮氧化物标准由150毫克/立方米收严至50毫克/立方米。2023年全市推广使用国6b标准车用汽油，实施重型柴油车国6b排放标准。

　　深化移动源污染防治。协调巡游出租车、市中心区公交车全面实现纯电动化，组织落实国Ⅲ柴油货车分步限制通行措施；协调推进国Ⅲ营运柴油货车淘汰。

　　加强挥发性有机物污染治理。加快推进含挥发性有机物原辅材料源头替代；实施石化、化工和表面涂装等重点领域深度治理，提升泄漏检测与修复工作水平，推进502个储油罐挥发性有机物排放控制。

　　强化面源污染精细化管理。聚焦建筑施工、城市道路、线性工程、运输车辆和裸露地面等领域扬尘污染源，协调督促建设工程严格落实“6个100%”要求，加强余泥运输车辆规范化管理。

　　精准应对污染天气。加强空气质量会商和专家研判，动态更新污染天气应对减排清单并落实应对减排措施，利用在线监测、走航监测、无人机巡航、电量监控等科技手段，实施针对性管控。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）