灾难实验室
2019-10-16贝奇
贝奇
要了解灾难,就先制造灾难。科学家们在实验室中模拟出各种极端天气和自然灾难,以学会如何应对它们。
制造飓风 美国弗罗里达州风墙
2005年,美国历史上最严重的自然灾害之一的卡特里娜飓风造成了巨大的人员伤亡和财产损失,而这堵风墙可以模拟出与卡特里娜飓风相抗衡的风力。科学家们通过这些风扇测试建筑材料和室外设施,如太阳能板、桥梁、屋顶等的抗风能力。
受测物会被放置在风扇前的一个转盘上,风扇打开前,研究人员会撤退到安全区域,从监视屏上观察测试过程。
冰火天地 瑞士天氣模拟实验室
在这座设施中,研究人员既可以模拟出暴风雪,也可以变出沙漠中才有的热浪。雪由雪炮制造,这种设备常在滑雪场用于造雪,强风则由一个高3.75米的风扇制造;沙漠夜里极寒,白天炙热的气候由设施中强悍的温度控制系统实现,设施中的最低温可达-35℃,最高温可达50℃。设施内甚至可以模拟下雨,连水滴大小也可以调整。
这座实验室由一家卡车制造商开发,用于研究在极端天气中,卡车行驶时各种功能的运行情况,如雨刷器的反应速度,驾驶员的能见度,以使卡车更安全;同时,该公司也希望通过这些实验,研究在苛刻的自然条件下如何提高燃油效率,减少废气排放。
制造疯狗浪 英国爱丁堡大学造波池
超过25米的巨浪被称为“疯狗浪”,这种波浪可以轻易地将船只击沉,而且让船员们防不胜防,它们就像一个个无形的杀手,威胁着海上船只的安全。
现在,科学家居然能自己制造出这种巨浪。英国爱丁堡大学的科学家和工程师们建造了一个直径25米,深5米的水池,专门用来研究波浪是如何产生的,以及波浪和潮汐的能量转化过程。水池边缘安装了168个由电脑控制的桨,这些桨可以从任意方向产生波浪或潮汐,当几组波浪从不同方向交叉传播时,可以制造出高达28米的巨浪。
科学家们希望通过这个水池研究巨浪究竟是如何产生的,以帮助船只提升防范能力。
制造地震
日本实体三维震动破坏实验振动台
这里的房屋都是真材实料、真实大小,它们被置于一个振动台上,振动台中安装了24个气动活塞阵列,由工程师控制,根据不同的地震强度要求向三个方向摇晃上面的建筑。
建筑公司通过这种模拟实验研究如何建造更加抗震的房子。
制造火灾 美国南卡罗来纳州野火模拟器
当野火烧过之后,常常会发生“余烬风暴”现象,余烬被风裹挟着进入附近的建筑物中,会对建筑物造成破坏。而在这个研究设施中,工程师设计了一个用来模拟余烬在风中运动的系统。这座真实大小的房子被放置在一个旋转平台上,这样余烬可以从不同的方向被吹进房子里。
撞飞木头
美国德克萨斯州撞击实验室
龙卷风可以以高达400千米/时的速度移动,把地面的建筑、树木卷起,并高速抛掷,砸到更多的地面设施、行人和车辆,造成巨大的破坏。在这个实验室中,研究人员就是要测试这种破坏力。
研究人员发现,射速超过1000千米/时的子弹射向砖墙时,难以射穿,但一块木头只要时速到达160千米,就可以穿过砖墙。因为木头虽然速度较低,但它较重,对墙面产生了更大的冲击力。这也是龙卷风抛掷物体碎片时会造成巨大破坏性的原因。
通过对各种碰撞的分析,研究人员可以测试防风棚、安全室、门窗等在龙卷风发生时是否安全。
岩浆的配方 美国纽约水牛大学
2010年,冰岛一座火山正在喷发,当时,来自冰川的融水流入了这座火山,致使火山灰升至万米高空,导致5天里几乎所有的欧洲航班都被取消。
当火山与冰水相聚,为什么会产生如此多的火山灰?水牛大学的一个研究小组想自己试试“煮”一锅岩浆。他们将玄武岩放进炉子里烧烤,直到其温度达到1316℃,接着将其倒入一个绝缘的钢盒子里。然后,研究人员往岩浆中注入水,他们发现,在地表以下,深度超过30厘米的位置,水与岩浆相遇时,容易发生爆炸而产生火山灰;但在较浅的地表深度,水遇到岩浆时会以蒸汽的形式逸出。