貝奇
要了解災(zāi)難,就先制造災(zāi)難??茖W(xué)家們在實驗室中模擬出各種極端天氣和自然災(zāi)難,以學(xué)會如何應(yīng)對它們。
制造颶風? ? 美國弗羅里達州風墻
2005年,美國歷史上最嚴重的自然災(zāi)害之一的卡特里娜颶風造成了巨大的人員傷亡和財產(chǎn)損失,而這堵風墻可以模擬出與卡特里娜颶風相抗衡的風力??茖W(xué)家們通過這些風扇測試建筑材料和室外設(shè)施,如太陽能板、橋梁、屋頂?shù)鹊目癸L能力。
受測物會被放置在風扇前的一個轉(zhuǎn)盤上,風扇打開前,研究人員會撤退到安全區(qū)域,從監(jiān)視屏上觀察測試過程。
冰火天地? ? 瑞士天氣模擬實驗室
在這座設(shè)施中,研究人員既可以模擬出暴風雪,也可以變出沙漠中才有的熱浪。雪由雪炮制造,這種設(shè)備常在滑雪場用于造雪,強風則由一個高3.75米的風扇制造;沙漠夜里極寒,白天炙熱的氣候由設(shè)施中強悍的溫度控制系統(tǒng)實現(xiàn),設(shè)施中的最低溫可達-35℃,最高溫可達50℃。設(shè)施內(nèi)甚至可以模擬下雨,連水滴大小也可以調(diào)整。
這座實驗室由一家卡車制造商開發(fā),用于研究在極端天氣中,卡車行駛時各種功能的運行情況,如雨刷器的反應(yīng)速度,駕駛員的能見度,以使卡車更安全;同時,該公司也希望通過這些實驗,研究在苛刻的自然條件下如何提高燃油效率,減少廢氣排放。
制造瘋狗浪? ?英國愛丁堡大學(xué)造波池
超過25米的巨浪被稱為“瘋狗浪”,這種波浪可以輕易地將船只擊沉,而且讓船員們防不勝防,它們就像一個個無形的殺手,威脅著海上船只的安全。
現(xiàn)在,科學(xué)家居然能自己制造出這種巨浪。英國愛丁堡大學(xué)的科學(xué)家和工程師們建造了一個直徑25米,深5米的水池,專門用來研究波浪是如何產(chǎn)生的,以及波浪和潮汐的能量轉(zhuǎn)化過程。水池邊緣安裝了168個由電腦控制的槳,這些槳可以從任意方向產(chǎn)生波浪或潮汐,當幾組波浪從不同方向交叉?zhèn)鞑r,可以制造出高達28米的巨浪。
科學(xué)家們希望通過這個水池研究巨浪究竟是如何產(chǎn)生的,以幫助船只提升防范能力。
制造地震
日本實體三維震動破壞實驗振動臺
這里的房屋都是真材實料、真實大小,它們被置于一個振動臺上,振動臺中安裝了24個氣動活塞陣列,由工程師控制,根據(jù)不同的地震強度要求向三個方向搖晃上面的建筑。
建筑公司通過這種模擬實驗研究如何建造更加抗震的房子。
制造火災(zāi)? ? 美國南卡羅來納州野火模擬器
當野火燒過之后,常常會發(fā)生“余燼風暴”現(xiàn)象,余燼被風裹挾著進入附近的建筑物中,會對建筑物造成破壞。而在這個研究設(shè)施中,工程師設(shè)計了一個用來模擬余燼在風中運動的系統(tǒng)。這座真實大小的房子被放置在一個旋轉(zhuǎn)平臺上,這樣余燼可以從不同的方向被吹進房子里。
撞飛木頭
美國德克薩斯州撞擊實驗室
龍卷風可以以高達400千米/時的速度移動,把地面的建筑、樹木卷起,并高速拋擲,砸到更多的地面設(shè)施、行人和車輛,造成巨大的破壞。在這個實驗室中,研究人員就是要測試這種破壞力。
研究人員發(fā)現(xiàn),射速超過1000千米/時的子彈射向磚墻時,難以射穿,但一塊木頭只要時速到達160千米,就可以穿過磚墻。因為木頭雖然速度較低,但它較重,對墻面產(chǎn)生了更大的沖擊力。這也是龍卷風拋擲物體碎片時會造成巨大破壞性的原因。
通過對各種碰撞的分析,研究人員可以測試防風棚、安全室、門窗等在龍卷風發(fā)生時是否安全。
巖漿的配方? ? 美國紐約水牛大學(xué)
2010年,冰島一座火山正在噴發(fā),當時,來自冰川的融水流入了這座火山,致使火山灰升至萬米高空,導(dǎo)致5天里幾乎所有的歐洲航班都被取消。
當火山與冰水相聚,為什么會產(chǎn)生如此多的火山灰?水牛大學(xué)的一個研究小組想自己試試“煮”一鍋巖漿。他們將玄武巖放進爐子里燒烤,直到其溫度達到1316℃,接著將其倒入一個絕緣的鋼盒子里。然后,研究人員往巖漿中注入水,他們發(fā)現(xiàn),在地表以下,深度超過30厘米的位置,水與巖漿相遇時,容易發(fā)生爆炸而產(chǎn)生火山灰;但在較淺的地表深度,水遇到巖漿時會以蒸汽的形式逸出。