空气中取水

青年文摘 日期:2020-7-22

在靠近古罗马时代修建的城市奇切斯特的苏塞克斯郡,露珠挂满了白垩山丘的草地。一个池塘神奇地出现在山顶,这汪水完全远离任何泉水或溪流,却常年绿波涟涟。它几十年都没有干涸过,即使是20世纪70年代中期长时间的干旱,也没有使其干涸。

这是一个露水池塘,它的秘密是获得了来自山里空气中看不见的水分。

因此,山顶的位置很关键。随着空气的升高,它会逐渐变冷。冷空气只能保持更少的水分,因此上升的空气能够形成云雾,形成水珠。在夜晚,随着山上的空气越来越冷,更多的水凝结成露珠。

或许,露水池塘比不上其他从空气中获取水分的方式。但它们的确提醒我们,水经常能从意想不到的来源发现。

一个世纪前,俄国工程师弗雷德里希·日伯德在克里米亚半岛的一个山顶上,发现了13座石制的金字塔形建筑。每座有30英尺高,100英尺宽,看起来像墓碑。它们周围是一些破损的用红土做成的通向城市的管道,当地人将这些金字塔叫做“水源”。他由此得出结论:这些管道是收集露水的装置。

任何时候,大气中都含有约105亿英亩呎水,是世界上所有江河水量的6倍多。其中,大约2%很快就会作为降雨落到地面,剩余的98%依然处于水蒸气的状态。人们造出了许多奇妙的机器来获取这些水分。

20世纪30年代,法国气象学家伯纳德-杜勃斯提议建造了一个2000英尺高的烟囱,底部有一个喷水池,以产生向上排出的潮气。他相信,这将会使上方的空气充满水分,产生降雨。这台机器并未建成。40年代,南非气象学家西奥多-舒曼建议在开普敦外的桌山顶上,安装150英尺高、2英里长的电网,使空气离子化,希望从大气中每天凝聚数百万加仑水。这个想法也没有付诸实施。

有些人甚至提议,用声音从空气中获取水分。在一个凉爽、宁静的夜晚,空气中的水分达到饱和后,即便是微小的空气振动,如声波都能凝聚水分,产生雨滴。在中国云南省的山区,村民们有个传统,通过大声喊叫来祈雨。据说,喊得越响,雨下得越大。

一个有趣的新想法看起来似乎可行。在温室中从炎热的沙漠空气中凝聚水分,温室用海水作为空气调节器。当正好有寒冷的近海水流可以被抽到温室里面的时候,温室的效果最好。这种温室实际上是巨大的露水制造机。

从2002年以来,帕顿的阿布扎比温室已经在沙漠中种出了黄瓜、西红柿和鲜花。10平方英尺的温室每天可产生10加仑水这比热带雨林通过降雨得到的水还要多。除了生产水外,热量交换器可以调节温室的空气,因此也给沙漠中带来了凉爽的气候,从而进一步减少了作物所需要的水。

在世界上最干旱的沙漠之一,人们过去曾收集雾水。顺着智利北部阿塔卡马沙漠中绵延的山顶,悬挂着75张大塑料帆网。这里已经连续几年没有降雨了,但寒冷的近海气流定期从太平洋上大量涌来,塑料帆网通过获取这些雾中的水分而变得十分潮湿。

每片帆网有40英尺×10英尺大小,一天能收集40加仑水。那是一个只有350人的盛产鱼类和贝壳的小镇,从前用水完全靠从50英里外开来的运水车。这项工程每天平均可以给他们提供4000加仑水。

这个想法被广为接受。南美洲的整个太平洋沿岸,很多社区已经建造了捕雾幕帐,用来给新栽的树木供水。这种系统一旦建立起来,这些树就可以在叶子上为自己收集雾气,在沙漠中重新创造以雾为基础的生态系统。

大自然也善于捕捉雾。在纳米比亚,英国动物学家最近在沙漠中发现了一种甲虫,它的身体上已经进化出了一层能上下活动的壳,这种结构能够高效地从雾中获取水分,甲虫身上六角形的小峰和低槽,似乎能将小水滴挤到一起形成大水滴,从甲虫的背上滚落流入它的嘴里。科学家们根据甲虫的构造,制作了一个能捕捉雾的模型,模型获取的水是帆网的5倍。

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