揭開霧霾成因的秘密

段玉佩

如果你生活在北京，那肯定不會對霧霾感到陌生。尤其是冬季供暖開始之時，幾天甚至十幾天，氤氳的霧霾郁積在城市的上空無法散去，不僅影響城市的觀感，還會對人體的呼吸系統(tǒng)健康造成威脅。究其原因，除了城市中大量排放的汽車尾氣及取暖對礦石燃料的燃燒之外，就是北京特殊的地理原因及北京冬季的氣象特點——其三面環(huán)山的地形和天氣靜穩(wěn)不便于污濁空氣的排放。

北京的地形自不必說，看看巍峨的長城就能明白，那延綿千里的城墻就橫亙在圍住京城的山巒之上。那空氣靜穩(wěn)是什么意思呢？就是缺少空氣的流動，更直白地說，就是沒有風(fēng)。那么，空氣不靜穩(wěn)時的狀態(tài)是如何的呢？那就會出現(xiàn)空氣流動順暢的現(xiàn)象，其本質(zhì)原因是溫度逆增導(dǎo)致的。今天我們就通過一個色彩繽紛的實驗來看看北京霧霾的成因吧！

實驗材料

4個空瓶子，食用色素，撲克牌，冷水與熱水

實驗步驟

將熱水和冷水各裝2個空瓶子，裝滿，然后將4個裝好水的瓶子并排放好。

分別向裝了冷水和熱水的瓶子中滴加藍(lán)色與黃色的食用色素以示區(qū)分。

我們先來看一下北京長期霧霾鎖城時的情況。將撲克牌放置在黃色的熱水瓶口處，倒過瓶子，以瓶口對瓶口的方式將裝有熱水和冷水的兩個瓶口對齊，然后抽掉撲克牌。這時你會發(fā)現(xiàn)，兩個瓶子不同顏色的水基本上是“井水不犯河水”，鮮有彼此交流的情況出現(xiàn)。

我們再看看相反的操作會有什么現(xiàn)象。將撲克牌放置在藍(lán)色的冷水瓶口處，倒過瓶子，仍然以瓶口對瓶口的方式將兩個瓶口對齊，抽掉撲克牌。和上面一步操作的現(xiàn)象一樣嗎？不一樣！是的，你會發(fā)現(xiàn)，藍(lán)色和黃色的水流快速地出現(xiàn)了交流。

將兩組瓶子并排放置，你會更明顯地發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別。

霧霾追因

將瓶子進(jìn)行相反的放置，為什么會出現(xiàn)情況迥異的現(xiàn)象呢？在剛剛的這個實驗中，我們是用水流替代了氣流，模擬了北京上空霧霾難以散去的原因之一。我們用熱水模擬了熱空氣，用冷水模擬了冷空氣。大家都知道一個常識，熱氣球可以帶著人們飛向藍(lán)天。為什么？原因就是熱空氣的密度小于常溫空氣，更小于冷空氣，所以被加熱后的空氣填充的氣球會產(chǎn)生向上的升力，帶著人們飛向高空。而冷空氣的密度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱空氣，熱空氣會在遇到冷空氣后，快速下沉，帶來氣流，形成風(fēng)，造成空氣流動。

在剛才的實驗中，黃色的熱水由于密度小于藍(lán)色的冷水，所以，基本上處于不交流的狀態(tài)，也就是靜穩(wěn)，此時的北京，容易形成霧霾天氣。而另一組瓶子則是藍(lán)色的冷水在上，黃色的熱水在下，容易造成水流流動，也就更充分地將黃色水流和藍(lán)色水流合在一起，變成了綠色的混合體。

探索發(fā)現(xiàn)

通過這個科學(xué)知識，我們也可以掌握一個夏天使用冷氣空調(diào)、冬天使用暖風(fēng)的小竅門。如果想更好地讓室內(nèi)溫度冷卻下來，應(yīng)該讓空調(diào)出風(fēng)口向上還是向下呢？如果想讓屋內(nèi)從上到下暖和起來，暖風(fēng)的出風(fēng)口應(yīng)該是向下還是向上呢？通過上面這個彩色實驗的證明，你有答案了嗎？