災(zāi)難實(shí)驗(yàn)室

貝奇

要了解災(zāi)難，就先制造災(zāi)難。科學(xué)家們?cè)趯?shí)驗(yàn)室中模擬出各種極端天氣和自然災(zāi)難，以學(xué)會(huì)如何應(yīng)對(duì)它們。

制造颶風(fēng)? ? 美國(guó)弗羅里達(dá)州風(fēng)墻

2005年，美國(guó)歷史上最嚴(yán)重的自然災(zāi)害之一的卡特里娜颶風(fēng)造成了巨大的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，而這堵風(fēng)墻可以模擬出與卡特里娜颶風(fēng)相抗衡的風(fēng)力。科學(xué)家們通過(guò)這些風(fēng)扇測(cè)試建筑材料和室外設(shè)施，如太陽(yáng)能板、橋梁、屋頂?shù)鹊目癸L(fēng)能力。

受測(cè)物會(huì)被放置在風(fēng)扇前的一個(gè)轉(zhuǎn)盤(pán)上，風(fēng)扇打開(kāi)前，研究人員會(huì)撤退到安全區(qū)域，從監(jiān)視屏上觀察測(cè)試過(guò)程。

冰火天地? ? 瑞士天氣模擬實(shí)驗(yàn)室

在這座設(shè)施中，研究人員既可以模擬出暴風(fēng)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(chǎng)用于造雪，強(qiáng)風(fēng)則由一個(gè)高3.75米的風(fēng)扇制造;沙漠夜里極寒，白天炙熱的氣候由設(shè)施中強(qiáng)悍的溫度控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，設(shè)施中的最低溫可達(dá)-35℃，最高溫可達(dá)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(shí)驗(yàn)室由一家卡車(chē)制造商開(kāi)發(fā)，用于研究在極端天氣中，卡車(chē)行駛時(shí)各種功能的運(yùn)行情況，如雨刷器的反應(yīng)速度，駕駛員的能見(jiàn)度，以使卡車(chē)更安全;同時(shí)，該公司也希望通過(guò)這些實(shí)驗(yàn)，研究在苛刻的自然條件下如何提高燃油效率，減少?gòu)U氣排放。

制造瘋狗浪? ?英國(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)造波池

超過(guò)25米的巨浪被稱(chēng)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(gè)個(gè)無(wú)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(guó)愛(ài)丁堡大學(xué)的科學(xué)家和工程師們建造了一個(gè)直徑25米，深5米的水池，專(zhuān)門(mén)用來(lái)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(guò)程。水池邊緣安裝了168個(gè)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(dāng)幾組波浪從不同方向交叉?zhèn)鞑r(shí)，可以制造出高達(dá)28米的巨浪。

科學(xué)家們希望通過(guò)這個(gè)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(shí)體三維震動(dòng)破壞實(shí)驗(yàn)振動(dòng)臺(tái)

這里的房屋都是真材實(shí)料、真實(shí)大小，它們被置于一個(gè)振動(dòng)臺(tái)上，振動(dòng)臺(tái)中安裝了24個(gè)氣動(dòng)活塞陣列，由工程師控制，根據(jù)不同的地震強(qiáng)度要求向三個(gè)方向搖晃上面的建筑。

建筑公司通過(guò)這種模擬實(shí)驗(yàn)研究如何建造更加抗震的房子。

制造火災(zāi)? ? 美國(guó)南卡羅來(lái)納州野火模擬器

當(dāng)野火燒過(guò)之后，常常會(huì)發(fā)生“余燼風(fēng)暴”現(xiàn)象，余燼被風(fēng)裹挾著進(jìn)入附近的建筑物中，會(huì)對(duì)建筑物造成破壞。而在這個(gè)研究設(shè)施中，工程師設(shè)計(jì)了一個(gè)用來(lái)模擬余燼在風(fēng)中運(yùn)動(dòng)的系統(tǒng)。這座真實(shí)大小的房子被放置在一個(gè)旋轉(zhuǎn)平臺(tái)上，這樣余燼可以從不同的方向被吹進(jìn)房子里。

撞飛木頭

美國(guó)德克薩斯州撞擊實(shí)驗(yàn)室

龍卷風(fēng)可以以高達(dá)400千米/時(shí)的速度移動(dòng)，把地面的建筑、樹(shù)木卷起，并高速拋擲，砸到更多的地面設(shè)施、行人和車(chē)輛，造成巨大的破壞。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)室中，研究人員就是要測(cè)試這種破壞力。

研究人員發(fā)現(xiàn)，射速超過(guò)1000千米/時(shí)的子彈射向磚墻時(shí)，難以射穿，但一塊木頭只要時(shí)速到達(dá)160千米，就可以穿過(guò)磚墻。因?yàn)槟绢^雖然速度較低，但它較重，對(duì)墻面產(chǎn)生了更大的沖擊力。這也是龍卷風(fēng)拋擲物體碎片時(shí)會(huì)造成巨大破壞性的原因。

通過(guò)對(duì)各種碰撞的分析，研究人員可以測(cè)試防風(fēng)棚、安全室、門(mén)窗等在龍卷風(fēng)發(fā)生時(shí)是否安全。

巖漿的配方? ? 美國(guó)紐約水牛大學(xué)

2010年，冰島一座火山正在噴發(fā)，當(dāng)時(shí)，來(lái)自冰川的融水流入了這座火山，致使火山灰升至萬(wàn)米高空，導(dǎo)致5天里幾乎所有的歐洲航班都被取消。

當(dāng)火山與冰水相聚，為什么會(huì)產(chǎn)生如此多的火山灰？水牛大學(xué)的一個(gè)研究小組想自己試試“煮”一鍋巖漿。他們將玄武巖放進(jìn)爐子里燒烤，直到其溫度達(dá)到1316℃，接著將其倒入一個(gè)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(guò)30厘米的位置，水與巖漿相遇時(shí)，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(shí)會(huì)以蒸汽的形式逸出。