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绕过人墙、半路转弯 怎么在世界杯踢出超帅“香蕉球”？******
又到了四年一度的世界杯
不知道大家是否还记得
2018届世界杯中
葡萄牙和西班牙相遇的小组赛
C罗在最后时刻力挽狂澜
踢出被解说员叹为
“翩若惊鸿，宛若蛟龙”的
“C型”任意球，扳平比分
被踢出的球为什么会迅速升降？
又为什么会“拐弯”呢？
首先我们来了解一下任意球
任意球是啥？
任意球是罚球的一种。它是一种在足球（或手球）比赛中发生犯规后重新开始比赛的方法。
任意球分两种：直接任意球，踢球队员可将球直接射入犯规队球门得分；间接任意球，踢球队员不得直接射门得分，球在进入球门前必须被其他队员踢或触及。判罚前场任意球后会使用一种泡沫喷剂划定球的摆放位置，以及人墙的站位，发任意球时需要用手触球，然后在裁判哨响后踢球。
香蕉球？能吃吗？
事实上，C罗踢出的这种任意球在足球比赛中并不少见。
在1997年，在巴西对法国的一场足球比赛中，巴西足球运动员Roberto Carlos，在没有通向球门的直接路线的情况下，从35米外开出一个任意球。他的射门使球飞过球员，并在快要出界的时候急转向左，砸入球门。
图源：网络 香蕉球图解
球的突然拐弯让在场球员，特别是法国守门员根本来不及反应。这个史上最漂亮，最具标志性和最违反物理学定律的任意球，被叫作“香蕉球”。法国物理学家对此研究了数年，终于用“马格努斯效应”解释了这个问题。
马格努斯效应
图源网络
当一个旋转物体的旋转角速度矢量与物体飞行速度矢量不重合时，在与旋转角速度矢量和平动速度矢量组成的平面相垂直的方向上将产生一个横向力。在这个横向力的作用下物体飞行轨迹发生偏转的现象。这是流体力学中的一种现象。
图源：陕西师范大学物信院 马格努斯效应示意图
旋转物体之所以能在横向产生力的作用，是由于物体旋转可以带动周围流体旋转，使得物体一侧的流体速度增加，另一侧流体速度减小。
是不是听得云里雾里？
香蕉球轨迹
球在气流中运动时，如果其旋转的方向与气流同向，则会在球体的一侧产生低压，而球体的另一侧则会产生高压。运动员的用力方向朝右，所以足球逆时针旋转。拐点处足球左侧产生低压，右侧产生高压，这样就导致足球存在横向的压力差，并形成向左侧的力。
图源：NKPhysics
根据物理公式，距离越远，速度越慢，球偏离角度也就越大。因此，我们能看到在香蕉球运行的末尾时刻，会发生更剧烈的偏转，给守门员一个巨大的“惊吓”。
我也能踢出和C罗一样的球吗？
回到文章开头提到的C罗“力挽狂澜”的任意球，这一球不止踢出了上述“香蕉球”的概念，同时也混合了“电梯球”，即指大力踢出的足球，下落很快，像是从电梯上下坠，它实际上是高速飞行的足球受到重力和大雷诺数阻力下的运动轨迹。
图源： 中国物理学会期刊网 皮尔洛的“电梯球”
葛惟昆教授解释说：“踢出电梯球的一大关键要素，就是球的初始速度要快。”要踢电梯球，球的初始速度应该接近150公里/小时，没错，就是一辆车在高速公路上狂飙的速度。
图源：科学世界
研究人员在进行场景模拟时发现，要想让100公里/小时以上速度的任意球避开人墙（假定在距离约9米远的位置有5名身高1.8米的对方球员并排）成功射门，球离开地面时与地面的夹角必须控制在15°～17°之间，也就是仅有2°的精度范围（在距离球门25米的位置，踢出转速为每秒8转的侧旋弧线的情况）。
如果是足球，以每小时90千米的速度每秒旋转8转，球会在这个距离内弯曲3米以上。
图源见水印
而踢出弧线的关键在于，落脚点在偏离球心的位置，偏离球心的幅度越大，球的转速越快。有研究人员称，安德烈亚皮尔洛等优秀的任意球球员会使球的旋转轴倾斜角度大于侧旋，让马格努斯力倾斜向下发挥作用，从而踢出“球速快、大幅弯曲的同时又急剧下沉的”球路。
资料来源：科学世界、中国物理学会期刊、科技日报、天津科普说、NKPhysics
整理：董小娴
东西问·深问丨庞军：中国减碳路如何跨越“气候变化陷阱”？******
中新社北京10月11日电 题：中国减碳路如何跨越“气候变化陷阱”？
——专访中国人民大学环境学院院长、国家发展与战略研究院研究员庞军
作者 徐雪莹
气候变化是否为西方限制发展中国家的陷阱？在目前的技术水平下，碳减排确实会以牺牲一定的经济增长为代价。近年来，美国更以“苛刻财政和经济负担”为由，曾退出《巴黎协定》。
中国作为世界上最大的发展中国家，其“双碳”进程何以同经济发展“双轨并行”？又如何以更短时间实现全球最大碳排放强度降幅？
“这些年，中国在提升能源使用效率、大力发展新能源及可再生能源等方面取得了很多成就。”中国人民大学环境学院院长、国家发展与战略研究院研究员庞军日前接受中新社“东西问”独家专访时指出，经济结构变化会影响能源需求总量和能源结构，推行低碳理念同样能带来更多商机。中国通过双碳“1+N”政策体系、减污降碳协同增效、建立健全碳定价等市场机制作用、大力发展新能源及可再生能源技术、加大碳捕获碳吸收技术开发利用等综合举措，有决心和意志如期完成“双碳”目标，贡献国际环保事业。
现将访谈实录摘要如下：
中新社记者：中国如何以更短时间实现全球最大碳排放强度降幅？其降碳举措和西方相比有何不同？
庞军：从碳达峰到碳中和，美国从2007年到目标2050年间隔43年，欧盟为71年，中国承诺实现的时间只有30年。
在碳减排上，中国如今面临的一些困难，是西方当年所没有的。西方提出减碳计划时，基本已走到工业化后期阶段，产业结构转型较为彻底，很多高污染、高耗能、高碳排放行业都转移到了发展中国家。中国由于人口、产业、技术等因素，加上国际产业分工的一些阻力，难以通过产业转移来减碳。同时，中国能源结构以煤炭主导的化石能源为主，碳减排任务更艰巨。
虽然只有30年时间，但中国有决心和意志如期实现“双碳”目标，具体行动包括以下几点：
首先，立足能源结构以煤为主的基本国情，大力提升能源使用效率，降低单位GDP碳排放量，同时大力发展新能源、可再生能源。目前，中国可再生能源发展已跻身世界前列，水电、风电和光伏发电装机规模居全球前列、新能源汽车市场迅速崛起，都利于减碳。
宁夏银川市贺兰县“渔光互补”发电项目。(无人机照片)袁宏彦 摄其次，在顶层设计上，中国提出双碳“1+N”政策体系，明确了具体的时间表、路线图。对能源、工业、城乡建设、交通运输等不同行业，针对重点领域出台碳达峰实施方案，梯次有序开展碳达峰行动。
再次，同西方相比，中国采取减污降碳协同增效的办法。即在降低二氧化碳等温室气体排放的同时，推进大气污染防治，加大氮氧化物、挥发性有机物(VOCs)、二氧化硫等传统污染物的协同减排力度。
最后，中国建立了全球最大的碳市场，相比于西方国家碳市场的体量更庞大。未来可以利用全国统一碳市场，纳入不同行业，通过核证自愿减排量(CCER)交易、碳税、可再生能源配额、可再生能源交易制度、绿色电力证书交易制度等措施，形成针对高耗能行业的有效减碳手段。
线路工人在安徽省淮北袁庄境内进行晋北-南京工程±800千伏特高压直流输电线路施工作业。该工程是国家大气污染防治行动计划12条重点输电通道之一。王文 摄中新社记者：乌克兰危机等国际局势下，全球能源价格飙升，欧洲国家持续面临“油气荒”。这会否延缓各国迈向“双碳”的步伐？对中国能源结构转型有何影响？
庞军：从短期来看，欧盟大量依赖俄罗斯天然气资源，乌克兰危机确实在一定程度上冲击了欧盟的低碳转型战略。
欧洲难以获取俄罗斯天然气，又即将面临冬季采暖压力。此时能源安全显然更优先于低碳与能源转型。为解决冬季采暖等能源需求问题，德国、意大利等国可能会重启燃煤发电，或延缓燃煤电站关闭时间。这甚至可能影响到欧盟在2030年底温室气体排放量较1990年减少55%的目标。
从长期来看，各国最终还是会向低碳方向迈进。若乌克兰危机持续，欧洲可能会重新考虑其能源转型路径。一会设法降低对俄罗斯的能源依赖，加大能源供应多样性。二会加大可再生能源的开发力度，如加快开发太阳能、氢能等能源。
对于中国能源转型，乌克兰危机的直接影响没那么明显。中国能源结构以煤电为主，区别于俄罗斯供应的天然气。从某种意义上来说，俄罗斯反而有更多的清洁天然气可以供给中国，有利于中国增加清洁能源。但乌克兰危机对欧洲能源的影响也给中国能源转型带来启示，过度依赖国外能源资源，会令本国能源安全存在隐患。
2022年10月，天津LNG接收站二期项目有序进行中，确保5#、6#储罐供暖季前投用。中新社发 王军 摄中新社记者：中国能源结构偏煤，产业结构偏重，减污降碳仍存在诸多困难和挑战。“双碳”行动中会采取哪些措施保证能源安全、产业链供应链安全？中国能源转型道路何以同经济发展相协调？
庞军：以煤为主的能源结构，在中国短时间内难以改变。要保证能源安全，必须充分认识到煤炭在中国能源中的主体地位，保证煤炭持续稳定供应。同时，把煤炭的清洁高效利用作为重要抓手。一方面，对煤炭企业采取适当措施，在清洁能源利用技术上给予适当支持，促进其技术升级。另一方面，重视能源供应多元化，加大对清洁能源的开发。
产业链供应链安全亦然。“双碳”工作不可能毕其功于一役，不能因为追求“双碳”目标，就对碳排放高的重要行业“一刀切”，而要挖掘、提升企业能源利用效率的潜力。
当下，中国经济进入高质量发展阶段，要求建立健全绿色低碳循环发展的经济体系。能源转型同经济发展相协调，须降低化石能源使用比例，促进能源多元化，加大对氢能等可再生能源的利用。这些都有赖于技术支撑。因此，还需不断开发新能源、节能增效等技术，通过技术挖掘转型潜力，最终实现经济发展所需要的能源能得到持续供应。
安徽省阜阳市颍泉区伍明镇境内的茨河(黑河)水系与设立的风力发电装备相映衬。王彪 摄同时，经济发展也是能源需求重要的驱动因素。能源需求通常会伴随经济发展不断增长，但经济结构变化也会影响能源需求总量和能源结构。发展高新技术、金融服务等高附加值产业，对传统产业进行升级改造，有助于加速能源转型进程。
中新社记者：中国幅员辽阔，不同地区在资源禀赋、产业分工、经济发展、碳排放水平等方面差异明显。中国各区域的产业结构调整方向有何不同？全国碳市场的设计如何考虑省际碳公平问题？
庞军：中国西部地区能源资源丰富，特别是新能源、可再生能源等，但经济发展水平较低；中部地区劳动密集型产业较突出，重工业、化工业占比较高，经济发展水平相对发达；东部地区经济发展水平较高，往往依靠外部供应能源。
中国各区域的产业结构调整，要充分发挥其资源禀赋和比较优势，才能在全国整体的经济发展格局下，使各区域产业结构趋向合理，形成区域间协同分工。
东部地区要进一步加强传统产业改造和技术创新，发展外向型经济，如高附加值的高新技术产业、数字产业，提升国际竞争力。中部地区重化工业比例相对更高，要加快推进产业转型升级，引导高消耗、高排放、低附加值产业向低消耗、低排放、高附加值产业升级，推进第三产业发展。西部地区未来可作为中国新能源产业重要基地，为其他地区提供优质的清洁能源。
其中有一点尤为重要，即防止污染产业的跨区域转移。不能说东部地区要发展，就将污染产业转移至西部；西部地区为提升GDP，就把高污染高耗能的产业承接过来。
全国碳市场设计也应考虑到省际贸易问题。省际贸易中，能源产业较密集或重化工业所占比例较高的省份，往往会为外省承接一部分碳排放；经济发达且产业结构中以高附加值产业为主的省份，则会将部分碳排放转移到外省。
因此，为解决省际碳公平问题，首先要充分考虑碳排放的空间分布特性，科学界定各省碳减排责任。对于高耗能省份，全国碳市场的配额发放要有所倾斜。配额过于宽松，起不到约束作用；过紧又会给这些省份的产业带来很大影响。因此，碳配额应当适度，并给予调整空间，让各省份有时间逐步调整能源结构。
其次，从长远来看，真正的功夫应下到碳市场之外，即通过资金、技术、人才等支持，帮助高耗能省份尽快升级改造产业结构、能源结构。例如，通过适度的碳配额拍卖筹措碳减排资金，用以支持传统省份进行节能改造与产业技术升级，缓解因省际分配效应而加剧的地区不公平。
中新社记者：作为一场广泛而深刻的经济社会系统性变革，世界减碳历程有否可参考的经验？中国这场“双碳”变革又能为国际环保事业带来什么？
庞军：发达国家在减碳历程中，通过立法引领、财税刺激、科研指导等手段，促进企业减排降污，限制了高污染、高能耗行业的发展。同时，向民众推广低碳文化、低碳理念，在全社会形成崇尚低碳、清洁能源的良好风气。其为全球减碳做出的各项有效举措值得借鉴。
中国“双碳”变革必将为国际环保事业作出贡献。
一则，中国作为目前全球第一大温室气体排放国，在实现“碳中和”的进程中，对全球减排的贡献毋庸置疑。中国大力推进生态文明建设，推进新能源发展，进行低碳变革，为世界环保事业作出了突出贡献。
二则，让世界看到中国践行“双碳”理念。其他国家可以从中国的行动措施中获得经验借鉴。同时，形成示范效应与国际减碳风气，给部分消极国家带来压力，倒逼其推进减碳事业，最终促进全球减碳。
航拍塞罕坝千年秀林。(无人机照片)韩冰 摄最后，中国推行低碳还能带来更多商机。例如，大力发展可再生能源、开发新能源汽车等，均涉及数字化改造。这意味着部分企业在新领域的商机，也有助于加速国家新能源技术创新，甚至带动全球新能源技术的发展，为经济与生态带来双重增益。(完)
受访者简介：
庞军，中国人民大学环境学院院长，教授，博士生导师。主要研究领域为资源与环境经济学、能源与气候变化经济学。现为中国高等教育学会生态文明教育研究分会学术委员会成员、中国人民大学国家发展与战略研究院研究员、中国人民大学生态文明研究院研究员。
（文图：赵筱尘 巫邓炎） [责编：天天中] 阅读剩余全文（）  视觉焦点
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