空氣中取水-視野
在靠近古羅馬時代修建的城市奇切斯特的蘇塞克斯郡,露珠掛滿了白堊山丘的草地。一個池塘神奇地出現在山頂,這汪水完全遠離任何泉水或溪流,卻常年綠波漣漣。它幾十年都沒有干涸過,即使是20世紀70年代中期長時間的干旱,也沒有使其干涸。
這是一個露水池塘,它的秘密是獲得了來自山里空氣中看不見的水分。
因此,山頂的位置很關鍵。隨著空氣的升高,它會逐漸變冷。冷空氣只能保持更少的水分,因此上升的空氣能夠形成云霧,形成水珠。在夜晚,隨著山上的空氣越來越冷,更多的水凝結成露珠。
或許,露水池塘比不上其他從空氣中獲取水分的方式。但它們的確提醒我們,水經常能從意想不到的來源發現。
一個世紀前,俄國工程師弗雷德里希·日伯德在克里米亞半島的一個山頂上,發現了13座石制的金字塔形建筑。每座有30英尺高,100英尺寬,看起來像墓碑。它們周圍是一些破損的用紅土做成的通向城市的管道,當地人將這些金字塔叫做“水源”。他由此得出結論:這些管道是收集露水的裝置。
任何時候,大氣中都含有約105億英畝呎水,是世界上所有江河水量的6倍多。其中,大約2%很快就會作為降雨落到地面,剩余的98%依然處于水蒸氣的狀態。人們造出了許多奇妙的機器來獲取這些水分。
20世紀30年代,法國氣象學家伯納德-杜勃斯提議建造了一個2000英尺高的煙囪,底部有一個噴水池,以產生向上排出的潮氣。他相信,這將會使上方的空氣充滿水分,產生降雨。這臺機器并未建成。40年代,南非氣象學家西奧多-舒曼建議在開普敦外的桌山頂上,安裝150英尺高、2英里長的電網,使空氣離子化,希望從大氣中每天凝聚數百萬加侖水。這個想法也沒有付諸實施。
有些人甚至提議,用聲音從空氣中獲取水分。在一個涼爽、寧靜的夜晚,空氣中的水分達到飽和后,即便是微小的空氣振動,如聲波都能凝聚水分,產生雨滴。在中國云南省的山區,村民們有個傳統,通過大聲喊叫來祈雨。據說,喊得越響,雨下得越大。
一個有趣的新想法看起來似乎可行。在溫室中從炎熱的沙漠空氣中凝聚水分,溫室用海水作為空氣調節器。當正好有寒冷的近海水流可以被抽到溫室里面的時候,溫室的效果最好。這種溫室實際上是巨大的露水制造機。
從2002年以來,帕頓的阿布扎比溫室已經在沙漠中種出了黃瓜、西紅柿和鮮花。10平方英尺的溫室每天可產生10加侖水——這比熱帶雨林通過降雨得到的水還要多。除了生產水外,熱量交換器可以調節溫室的空氣,因此也給沙漠中帶來了涼爽的氣候,從而進一步減少了作物所需要的水。
在世界上最干旱的沙漠之一,人們過去曾收集霧水。順著智利北部阿塔卡馬沙漠中綿延的山頂,懸掛著75張大塑料帆網。這里已經連續幾年沒有降雨了,但寒冷的近海氣流定期從太平洋上大量涌來,塑料帆網通過獲取這些霧中的水分而變得十分潮濕。
每片帆網有40英尺×10英尺大小,一天能收集40加侖水。那是一個只有350人的盛產魚類和貝殼的小鎮,從前用水完全靠從50英里外開來的運水車。這項工程每天平均可以給他們提供4000加侖水。
這個想法被廣為接受。南美洲的整個太平洋沿岸,很多社區已經建造了捕霧幕帳,用來給新栽的樹木供水。這種系統一旦建立起來,這些樹就可以在葉子上為自己收集霧氣,在沙漠中重新創造以霧為基礎的生態系統。
大自然也善于捕捉霧。在納米比亞,英國動物學家最近在沙漠中發現了一種甲蟲,它的身體上已經進化出了一層能上下活動的殼,這種結構能夠高效地從霧中獲取水分,甲蟲身上六角形的小峰和低槽,似乎能將小水滴擠到一起形成大水滴,從甲蟲的背上滾落流入它的嘴里。科學家們根據甲蟲的構造,制作了一個能捕捉霧的模型,模型獲取的水是帆網的5倍。