浅谈气味圆锥体的变形

姜杰清 林 超

气味是警犬嗅觉作业的基础，气味圆锥体理论贯穿于我们的日常追踪、搜索等许多使用科目的训练中，把握气味在传播过程中的变化对于警犬的训练成果和使用效益提高至关重要。笔者结合自身多年警犬训练、使用中的实验、实践经验，在研究学习国内外气味学研究文献和成果基础上就气味分子扩散过程中影响警犬训练使用的气味圆锥体的形成与变形规律进行初步探讨，现综述如下：

气味产生的过程即是气味分子从一个物体（即气味源）扩散到空气中并被感受到的过程，随着气味分子从物体扩散出来的数量越来越多、越来越远，就形成了一个气味圆锥体（见图1) 。在气味圆锥体中，气味分子浓度与距离成反比，即越接近锥点（即气味源）气味分子浓度越大； 相反，与锥点距离的变大，气味分子浓度逐渐衰弱、越加分散。然而，这只是气味圆锥体的理想模型，在理想气味圆锥体模型中，一头经过合格训练的警犬能够依据发现的气味和气味浓度变化追溯到锥体顶点并确定气味源。但是在我们实际使用、训练警犬追踪、搜索的过程中，气味源的扩散受到气流、天气、地形和时间等影响发生中断和增强导致气味圆锥体变形。比如气流可以使气味分子远离气味源，同时环境中的物体可能阻碍气味分子按照理想轨迹正常移动。

一、气味池的形成

当没有气流的时候，气味容易在气味源周围形成气味池，即一级气味池（见图2) 。气味分子逐渐地扩散到空气中的同时，被气味源周围的土壤从各个方向吸收。

二、气流与气味圆锥体的关系

平稳定向的空气流动能使气味分子远离气味源，形成一个浓度呈“梯度”降低且扩散范围呈“梯度”增加的圆锥体形（见图3）。圆锥体顶端位于气味浓度最大的气味源。在气流的作用下，气味锥体沿纵轴越远离锥点锥体剖面越宽。

在没有横向气流状态下，气味分子随着光热作用下形成的上升气流在气味源上面形成一个垂直的气味圆锥体，而不是分散在气味源的周围（见图4）。

三、障碍物与气味锥体的变形

气味分子在随气流移动中遇到障碍后往往会改变方向或重新聚集，在远离物体的地方形成一个二级的气味圆锥体。例如，当气味分子在撞击小山边缘的时候，能在小山脚下形成一个二级气味池（见图5）；例如，当气味分子遇到植物时，能在植物底部形成一个新水平的气味圆锥体 （见图6）。

四、水流与气味圆锥体的变形

（一）气味分子在渗入土壤后，有可能被地下水流吸收且被带离气味源（见图7)，并在距离气味源很远的地方中再次出现。

（二）气味分子从气味源扩散后，可能沿着地表扩散到坡下，进入到水流中，气味源下面的地面和在气味源附近气味圆锥体中气味分子的浓度将减少（见图8)。

（三）当气味源位于水下时，气味分子会随着水流逐渐扩散并远离气味源，扩散的距离取决于水中温度的“梯度”变化情况（见图9)。

五、可变气流与气味圆锥体的变形

如果风是间歇的或多方向的，气味圆锥体可能会被破坏，气味分子分布将会呈现不均匀的状态（见图10)。此时，对于警犬来说，气味是断断续续的、不规律的，从而导致其不能连续的追溯到气味源的位置（见图11)。但是如果带犬民警仔细观察，不难发现气味圆锥体即使扭曲、变形，警犬依然能做出微弱的示警。

六、气味扩散空隙的产生

气味扩散空隙在水下或地上都有可能产生。一是在水中气味源扩散出的气味分子被涌流带离运输至远离气味源的地方浮出水面时，在气味源附近的水中极易产生气味空隙（见图12)。二是以物体悬挂举例来说，气味分子形成的气味圆锥体是水平的，警犬在追溯气味源的过程中是不可能到达圆锥体的顶端的，悬挂物体周围如气味圆锥体的狭窄部份的下面可能会产生气味空隙（见图13)。

通过对上述几种情形分析我们不难总结出以下几条规律：一是气味在气流作用下沿气流方向运动并形成气味圆锥体，气味分子浓度与距锥点的距离成反比；二是气味扩散过程中气味分子可能会沿着地表或地下水流形成的通道或其他方式被带离，并形成新的气味源和气味圆锥体；三是在气流或水流作用下，气味锥体可能会发生变形，并在距离原气味源很远的地方形成新的（二级）气味池及新的（二级）气味圆锥体；四是当气流变换时，可能在空气中引起气味分子的分布不均匀和气味圆锥体变形或断裂；五是水流能中断气味源附近土壤吸收气味源扩散出的气味，造成气味的传播空隙；六是高位置的气味源在形成水平气味圆锥体的同时，在气味源附近可能产生气味传播空隙。

在实际训练和使用过程中，带犬民警如果能正确掌握分析警犬使用环境情况，合理运用气味圆锥体变形规律，预判警犬的反应，合理的指挥警犬工作，往往会取得事半功倍的效果。