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我在2016-10-16 发表了《驱除雾霾的一点建议》(http://blog.sciencenet.cn/blog-3237474-1008978.html)
受到一些乐观的读者的支持,也收到两个悲观的读者的批评。一个具有代表性的批评是:
【迟老师异想天开的鬼点子蛮多的嘛,依我看很可能没效果。
北平雾霾严重,可局部试验你的方案,就算成功,但大面积推广成本高到没应用价值。】
【北平...】一词就可知这位是顽固地把脑袋锁在一九四九年之前。... 如果不是涉及实际的重大问题,我也不想跟这位朋友争个高低。但是雾霾问题实在是当今中国的影响重大的现实问题。对于这样一个问题,这位朋友的反应是不负责任的。既然您觉得是个【鬼点子】,您又无法从原理上提出任何批评意见,却要当头一棒打回去,这绝不是负责任的态度吧?一个药方只要无害,您又没有更好地方法,为什么不建议试验一下呢。有没有效果不是凭算卦而是靠实践。而算命先生多半是职业骗子。
在局部制造上升气流,能不能形成类似于cyclone那样的较大范围的激烈的气象活动我确实没有把握,但是上升气流肯定会改善局地空气污染的扩散,这应当有科学依据的。而且如果这个气流可以达到LFC(level of free convection)肯定会有水汽凝结的反馈发生。儿如果用氦气气球达到这个高度是完全可能的。也就是说,空气对流驱除雾霾的效果绝不仅仅是输入的那点能量造成的。所以所谓成本高到没有应用价值之说法实在是毫无依据的。再说成本也是可以减低的。
至于另一位说的:
【大气污染控制设备中有一种典型的除尘器:旋风除尘器(Cyclone separator),基本上就是这个原理。但它在集中控制源污染扩散时效率就很低,通常只作为预除尘。所以,您这办法应该不但难实现,还成本高、操作性差,不好用在霾控制上。】
就更是望文生义,把风马牛不相及的东西扯过来混淆视听。他说的也不是什么控制大气污染的设备,而是一种除尘器。名字叫cyclone separator,实际是利用旋转的离心力,他那个cyclone是靠容器的圆形器壁把吹进来的气流变成旋转,这是全靠输入功率来除去尘埃颗粒。而且他的话说反了,这个东西不是不好用在雾霾上,而恰恰就是用来在室内除掉包括雾霾在内的微粒的。不过跟我所说的东西不相干。这位其实明明知道他说的跟我说的不是一回事,只不过想用这种鱼目混珠的方式,迷惑不明真相的人们的而已,所以才会放上一个哈哈大笑的表情,否则,如果是友好的,我的方法不灵您又有什么可以高兴地呢?您如果假惺惺的同情一下,倒是更有迷惑性。
这个恶意的反对意见倒让我更坚定了要重新强调这个实验的决心。让想着如何改进我的建议让要摆在中间的人们更能听进去。这就是【说难】啊!!
污染不能散去,本质就是缺乏垂直方向的对流。尽管通常大气的上升运动只有每秒十厘米的量级,但是只要有风就伴随有垂直方向的对流。而驱霾天气,属于所谓stratified,分层结构。大气一层一层相当均匀的构成一二稳定的系统。而局部的上升气流,即使不能形成cyclone(旋风),也可以造成convection(对流?我不确切知道该如何翻译),只要是导致大气的自己的运动,效果就不是输入那一点点能量所能及了。这种stratified系统,一旦打破,至少要塌陷一大块,因为储藏在底层的能量会释放出来。当然即使是台风,其能够破坏这个分层结构的范围也是有限的。比如就是今年最强的一号台风,所能扰动的,也不及太平洋热带区域的十分之一。所以那些说效果是有限的朋友们,可以免开尊口了。因为这个世界上根本没有什么无限的免费的午餐。
成本一定很高吗?这是人们的担心。我看事在人为,我们应当能想出减小成本的方法。现在首要的问题是,通过实验证明这个方式是否有效。如果有效,然后,我们可以设法降低成本。比如可以设计制造大型的飞艇,当个飞艇造价比气球高,但是可以重复使用,现在的飞艇,上升速度可以达到5米/秒以上(报道过得速度有8米/秒),上升到一万米,也不过2000秒,也就是半小时。那就是到了对流层的顶部了。飞艇的平飞速度跟汽车差不多,就算五十公里吧(最大的有150公里/小时的)。假设在天安门广场第一次升空,升空后向向西飞再有半小时就到了公主坟,下降,上升公一小时,再飞向另一个地点,比如丰台吧。平均两个小时一个点,一天24小时,一个飞艇就可以在北京城区跑个遍。它消耗的能量,主要就是水平跑路的动力。上升下降都是靠浮力的变化。当然这也需要一些充气,和抽气(把氦气压缩到气瓶里,这需要一些能量。下次充气就是这个压缩势能的释放。)
当然,第一个实验可以用气球,因为这个最方便可行。而且有克利夫兰的先例在那里。当然如果有现成的飞艇可用的话是另一回事。在百度上看到有个CA3000 组合飞艇,长300米,最大直径75米,气囊体积80多万立米。但是它的飞行高度只有两千多米,即使是空载也不可能达到五千米,这可能是必要的高度。但是如果加一个副气囊,就可以提高升限。我不能确定这个网上信息的可靠性。不过中国确实有一些生产飞艇的厂家,有相当的工业基础和技术储备。高校也有相当研究工作。
我希望中国的科学界的朋友们能够克服中国的【文人相轻】的劣根性,努力互相补台,批评也向着指出缺点,指出不完善之处,以你的高明补充别人的不足;而不是毫无根据轻薄拆台。
任何科学的新思想,都是不完善的,都可以扼杀在摇篮之中。相对论现在看起来很完善了,简直是物理学的 骄傲。但是洛伦兹变换在一开始简直是个不得不采用的怪胎,是庞加莱和爱因斯坦给它提供了理论的基础。现在还有谁怀疑这个变换呢?量子力学到今天还争议不断,固然是它涉及到深刻哲学内涵也是因为还没有一位有这些深度的物理学家给它一个让人宾服的解释。我高度欣赏庞加莱对相对论做出杰出的贡献而又对爱因斯坦完全不提及他的著作不置一词。
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2016-12-25增补:(顺便改了几个错字)
看了蒋大和老师的《北京第一高楼中国尊楼上拍雾霾~看混合层》中的照片,看到这雾霾之上是晴空,恐怕湿度也并不高。我对cyclone能否产生新生疑虑。关键要看湿度,湿度低cyclone将难以产生。
不过既然只有两三百米的逆温层,如果用一群大型的系留气球反复升降,也比现在有些地方搞的普遍洒水有用。这也是用扇子扇,不过动力是浮力而不是电风扇。应当效率高一些。
也许热气球会更有用。因为热气球要加热,对于扰动有双重作用。局部加热肯定能突破该地逆温层。
总之我希望大家群策群力,多方试验,找到一些可以减轻雾霾的方法。如果有人能造出轻巧物美价廉的清除雾
霾的面具也值得鼓励。
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下图无关博文。只是为了批驳魏焱明先生的多伦多平均身高六米的谎言之用。他居然说,那是他 DIY随机采样的结果。我就给他采一采样。在Google地图,这个大多伦多(Metro Toronto地图上),我随手撒下几个标记,大体在对角线上,从湖边到西北角。结果在跟帖里说了。这里给出这张图,请魏先生来验证。
记住我找的是各点我用Google 街景看到的罪矮的房子。一、六2亮点是平房,而第一个平房很高,算上烟囱肯定超过六米了。只有西北角有一处平房低于六米。如果他不认错,这样不讲理的人以后就没有什么可讨论的了。胡搅蛮缠的评论就应当直接删除。
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