玻璃和冰箱中的现象揭示现代实验方法的应用

现代实验方法的应用

有一种现象不知道大家注意到没有：当我们面对一块玻璃或镜子呵热气时，玻璃、镜子表面会变得模糊不清；当我们打开冰箱时，有时会发现冰冻的食物上带有冰屑。这是怎么回事？好多人会迫不及待地解释：这是空气中的水汽凝成了水滴，或者水滴结成了冰。没错，看来，只要有条件，我们自己也可以模拟地制造雨水和冰雪。科学家们也正在沿着这条路日夜兼程。云室，一种对云进行实验模拟研究的主要设备，就是证明。

云室，它是用来模拟自然云的各种现象的。譬如，云滴是如何增长的、冰晶是如何产生和发展的、云中的雷电是怎么回事，等等。云室有大有小，小的只有几十毫升，大的可达上千立方米。它的研究对象很多，涉及到水汽的，有扩散云室和对流云室；涉及到温度的，有冷云室（低于0℃）、暖云室（高于0℃）、等温云室（温度分布均匀）、梯度云室（温度在垂直方向不同）；涉及到雾的，有混合云室和膨胀云室。

云室并不能代替真正的云，它只是一种模拟，这种模拟是有限的，但是它可以近似地反映云的各种实际现象，有利于人们弄清它的活动规律。我国在1985年就建有亚洲最大的综合性中性云室，约有96立方米。这个云室的温度、湿度、气压可以进行调节，云室顶部还装有风洞。另外，我国还有一些等温云室和小云室。等温云室可以对人工降雨的催化剂进行研究。

利用云室，科学家们取得了一些科学研究成果。日本科学家曾在一个同心圆柱形的对流云室的实验中发现：雪晶的形状与它们形成时的温度、湿度条件有关。如果温度在－5℃，雪晶会长成针状；在－15℃时，雪晶会长成枝状。因而，科学家们认为，改变云室的温度、湿度，就可以制造出不同图案的雪晶；反过来，通过雪晶的形状，就可以判断云层的温湿度。

再比如，美国科学家们通过混合云室发现，干冰可以使云冷却冰晶化、碘化银具有很好的成冰性能。正是从此处得到启发，气象工作者的人工降雨催化剂首选就是干冰和碘化银。

当然，建造云室只是人工模拟的一个方面。其实，不要说短期的天气现象可以模拟，信不信由你，气候变化也可以人工模拟呢！

气候模拟与现代大型电子计算机的出现分不开。20世纪第二次世界大战后，由于各个国家工业飞速发展，造成“三废”（废水、废气、废渣）对环境的严重污染，人为因素也在一定程度上造成全球的大气温度升高、气象灾害频繁等气候变化。为了探测未来气候变化的结果，提高人们的防范意识，一些国家的气象学家纷纷求助于大型电子电子计算机，他们把一些人为的因子引入气候模式，然后进行人工模拟。

这种气候模拟应该说比较可信。因为一些因子的反馈作用也被考虑进去了，这就使该模拟处于一种动态的系统中。比方说，由于温室效应作用，全球大气温度上升；大气温度上升，海面蒸发加剧，这样云量增多，削弱了太阳辐射，地面温度也因此相应降低，而大气主要吸取的是地面热量，所以大气温度的剧增也受到牵制。

目前，美国国家研究理事会的平衡气候模式模拟结果引人注目。他们认为未来气候会有以下变化：(www.xing528.com)

（1）平流层温度降低（平流层指对流层以上的一个层次）。

（2）全球地面平均气温增高。

（3）全球平均降雨量增多。

（4）海冰减少。

（5）极地气候变暖，特别是在冬季。

（6）大陆气候变干燥，尤其夏季最为明显。

（7）高纬度地区降雨量增多。

（8）全球海平面上升。

这些模拟结果，与近些年来全球某些气候变化的趋势相吻合。但是一些气象学家却抱着审慎的态度。他们认为，未来气候变化是否真正如此，还需要实际来检验。