能否通过播撒致冷剂对抗全球变暖?
能否通过播撒致冷剂对抗全球变暖?
理论上可行。有一门学科叫做“地球系统工程”(Geoengineering),是一门基于“脑洞”的科学,里面有很多类似的让地球降温的奇思妙想。
太阳光来到地球,一部分被反射回太空,大部分被地球吸收,这是地表的能量收入。地球向外辐射(红外线为主)则是地球的能量支出。地球表面温度就建立在这样一个动态平衡上。要降温,不外乎两种途径:第一,降低能量收入,可以通过炸掉太阳或者增加反射率等方式;第二,增加能量支出,可以通过降低温室效应来实现。
地球系统工程学就是本着人定胜天的勇气去实现这两个目标。由于现阶段技术水平无法对太阳做什么手脚,因此能够减少能量收入的思路都是如何让地球反射更多太阳光,换句话说,就是如何让地球变得更白更闪亮。
当中有两个方法便是通过撒播“致冷剂”来实现的——第一,平流层颗粒;第二,海上增云。
平流层颗粒是目前看起来最有希望的一种方法。它的灵感来自于1991年的皮纳图博火山喷发后的全球降温。
那年的火山送出了两千万吨的二氧化硫和大量颗粒物进入平流层。平流层是大气中间的一层,特点是气流平稳,几乎没有垂直方向的对流,因此大多数民航客机飞行也在平流层底部。二氧化硫和硫化氢在平流层会被氧化成硫酸盐,形成气溶胶颗粒。这些气溶胶将太阳光散射,导致皮纳图博火山喷发的第二年全球平均气温降低了0.5摄氏度,也就是所谓的“火山冬天”。顿时大家意识到这可以被我们利用。
另一种播撒方案,也就是海洋增云技术,则发生在平流层之下的对流层。2008年,英国曼彻斯特大学的 John Latham 提出,用喷洒水雾来增加海面上云的颗粒密度,能够提高云的反射率(让云更白),从而实现降温。这个方法主要是针对一些偏远的远洋地区。那里空气非常清洁没有多少颗粒,因此形成的云液滴体积大。如果能增加这些地方的颗粒物,就会形成细粒的层积云。这些层积云能够极大地提升当地的反射率。Latham估算在最好的情况下,这个效应能够抵消大气二氧化碳翻倍所带来的温室效应。
■知乎ID:HaoX,加州理工学院地球化学博士生
为什么船舶的造型直观上不符合减少阻力的设计?
这需要从现代船舶尾部变化的发展史说起。15世纪起,风帆时代船的船尾是方形的,并且通常都带很多窗户。设计成这样的主要原因是船长的住处就在船尾,当时的等级制度决定了,作为上流社会的船长需要一个体面的符合身份的住所,即使是在海上航行时。
对于船舶本身而言,这部分其实就是没什么意义的多余重量。随着航海技术和火炮技术的发展,人们发现高大的方形尾不仅影响船舶稳定性,在海战时更是一个火炮的活靶子。工程师们尝试了很多不同的船尾形式,但是都不算很成功。
直到风帆时代末期,蒸汽铁甲船已经出现,不同的材料给了船舶工程师修正这个问题的可能性,他们开始了削减船尾的工作。从方形变成圆形再变成后来的流线式的长椭圆形,泰坦尼克号是一个杰出代表。
现在这种船尾形式已不多见。和方形船尾消失的原因差不多,这种设计下,舵是一半在水下,一半在水上,且舵是在船体的最后面,暴露在外。另外,螺旋桨后方的船体长度有限,舵机也只能布置在毫无保护的露天甲板上。在海战时,舵和舵机就成为了天然的弱点受到对方重点攻击。
针对这个缺陷,以及舵的技术发展,军舰上改良出了一种新的船尾形式。例如日本的大和号战列舰,首尾依然是流线型。但是尾部已经发生了巨大的变化,螺旋桨后方还有一部分船体在水线以下,而舵已经完全淹没在水里。螺旋桨后方船体加长加高之后,有了足够的空间,舵机也从主甲板上移到了甲板之下,有了装甲保护。这种船尾因为首先采用在巡洋舰上,于是就叫做巡洋舰型尾。
在实践中,工程师们发现采用这种船尾后,船体吃水线延长,船舶的阻力反而减小了。很快,这种形式就从军舰发展到了民船。只是商船大多把典型巡洋舰型尾的尾尖部分劈掉,换成了一整张平板,看起来就是方的。
原因是为了“方便建造”。商船和军舰不同,首先就要考虑经济性。完整的巡洋舰尾虽然尾部多了一些面积,但是这部分面积基本派不上大用,货舱主流都设在船体中间,后面这点地方由于舵机的存在不能放货舱。不论减少油耗还是提高速度,降低自重都是一个不错的选择。
■知乎ID:水银,船舶工程师
食盐都是一样咸的吗?
首先咸是一种主观感觉,所以它可能被很多因素左右。不管海盐还是井盐或其他来源的精制盐,只要不是特制的低钠盐,氯化钠含量至少都在97%以上。所以从一般情况来说,氯化钠含量对咸度影响微乎其微。
那么影响咸度的因素有哪些呢?第一是盐颗粒的大小。这是因为人的味蕾只会对水里溶解的化学物质起反应,而颗粒小的食盐溶解速度更快,这就造成了它对味蕾的刺激更强。现在有公司研制出了“纳米食盐”,将它撒在薯片等食物上时,只需要一点点就能达到很强的咸味,以此来控制食物中的钠含量。
要注意的是,这仅指把食盐“直接尝”的咸度。如果食盐完全溶解了,那不管颗粒大或者小,都没任何区别了。所以考察“做到菜里”的咸度的话,颗粒大小不会造成多大区别。
第二是菜中的其他味道。在烹饪科学中,适量的酸味可以提升咸味,适量的鲜味也可以提升咸味。
第三是舌头本身的不确定性。做感官实验做多了,感觉同一种东西,每天尝到的甜味、咸味强度都有微妙的区别。所以感官实验一般都是要拿标准样做比较的,没有对照就什么问题都说明不了。
■知乎ID:钱程,食品工程师