“捕霧取水”

捕霧也能取水

宣金祥 《 光明日?qǐng)?bào) 》

    解決水危機(jī)，既要開(kāi)源，又要節(jié)流。除向大海要水外，大氣已成為重點(diǎn)開(kāi)發(fā)對(duì)象。科學(xué)家認(rèn)為：大氣是個(gè)天然水庫(kù)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，地球表面約有30%被云層覆蓋，一塊不大的積云，所含水分竟達(dá)10-100萬(wàn)升，人類(lèi)早已采用人工降雨方法向大氣要水。除了云以外，霧也極具開(kāi)發(fā)價(jià)值。霧是水的同質(zhì)異態(tài)物，可以直接轉(zhuǎn)化為生活和生產(chǎn)用淡水。捕霧取水已成為許多國(guó)家和地區(qū)，特別是干旱的山區(qū)、沙漠地區(qū)及海島等解決供水不足的重要途徑，一門(mén)新的科學(xué)——“霧水工程”正在興起。

    霧水工程的原理非常簡(jiǎn)單。霧是由密度很大的細(xì)小水珠所組成，遇冷就會(huì)結(jié)成大的水珠，凝結(jié)成水。為了從霧中大量取水，采用散熱快的金屬如鋁，制成表面光潔的圓筒，豎立于多霧的空氣中，其表面附著的霧很快便會(huì)凝結(jié)成水。在沙漠地區(qū)和一些陸地，晚上濕度大；而在海洋中的海島和艦船上，白天、晚上濕度都很大，均可利用這種方法從霧中取水。

    智利圣地亞哥的瓊貢戈村，地處阿塔卡瑪沙漠，用水十分緊張。科學(xué)家在山腰裝置了巨大的霧水轉(zhuǎn)換裝置，每夜可集水10萬(wàn)多升，從而解決了居民的生活用水及生產(chǎn)用水問(wèn)題。

    西班牙科學(xué)家發(fā)明了一種在沙漠地區(qū)從霧中取水的人造樹(shù)。這種“樹(shù)”的枝葉皆由吸水性很強(qiáng)的酚泡沫塑料制成，樹(shù)干由多層密度不同的聚氨基甲酸乙酯塑料制成。將其“種植”于霧區(qū)，酚泡沫塑料吸水性能非常強(qiáng)，用它制成的枝葉與霧的接觸面積又很大，散熱很快，所以吸附的霧和凝結(jié)的水分相當(dāng)可觀。這些水分通過(guò)樹(shù)干流入到沙漠中，白天水分又通過(guò)樹(shù)干從枝葉蒸發(fā)出來(lái)，使周?chē)目諝鉂駶?rùn)、溫度降低，甚至能形成冷空氣團(tuán)和云，出現(xiàn)降雨，有關(guān)科學(xué)家認(rèn)為：從現(xiàn)在看，大量“種植”人造樹(shù)，10年內(nèi)可使沙漠地區(qū)的生態(tài)環(huán)境大為改善，甚至變沙漠為綠洲。

 1.閱讀圖文材料，完成下列要求。（16分）

南美洲西部的阿塔卡馬沙漠是世界上最干燥的地區(qū)之一，平均年降水量不到1mm，被稱(chēng)為世界的“旱極”。然而，“旱極”卻并不缺“水”，只是它以霧的形態(tài)呈現(xiàn)在人們的眼前。

在智利中部的某海濱小村，有200余天被大霧籠罩。當(dāng)?shù)厝嗽谏狡律县Q立6張大網(wǎng)，當(dāng)霧穿過(guò)這張大網(wǎng)時(shí)，霧里的潮濕水汽在細(xì)小的網(wǎng)眼凝結(jié)成水滴，積攢的水通過(guò)大網(wǎng)下方的水槽和輸水管流到一個(gè)蓄水桶力。每年這些捕霧網(wǎng)可以從霧氣中獲得2.4L水。盡管水量不多，但對(duì)于滴水如油的沙漠村莊來(lái)說(shuō)卻是一筆巨大的財(cái)富。下圖為阿塔卡馬沙漠示意圖和捕霧網(wǎng)圖。

（1）簡(jiǎn)述阿塔卡馬沙漠成為世界上最干燥地區(qū)的原因。（6分）

（2）請(qǐng)從逆溫得角度分析智利西海岸霧形成過(guò)程。（6分）

（3）該地“捕霧取水”的不利條件有哪些？（4分）

【答案】

（1）終年受副熱帶高氣壓帶控制，氣候炎熱十燥，蒸發(fā)旺盛；秘魯寒流給沿海地區(qū)帶來(lái)的降溫減濕作用；沿海離岸風(fēng)強(qiáng)勁，加劇干燥程度。

（2）智利西海岸大部分地段受南太平洋副熱帶高壓影響，氣流下沉作用顯著，空氣干燥；大陸岸外有強(qiáng)大的秘魯寒流流經(jīng)，沿海空氣與寒冷水面接觸，下層冷卻，形成穩(wěn)定的逆溫層，冷濕氣流無(wú)法上升形成降雨，便只能維持大霧籠罩的形態(tài)。

（3）一年當(dāng)中有100多天沒(méi)有霧，不能“捕霧取水”；氣候于旱，捕霧獲得的水容易被蒸發(fā)．水分損失大。

【解析】整體分析：本題綜合性較強(qiáng)，難度較大。

第（1）題考查影響降水的因素，第（2）題考查逆溫的形成及其影響，第（3）題可根據(jù)材料得出答案。

第（1）題，從圖中可以看出，南回歸線穿過(guò)阿塔卡馬沙漠，該地區(qū)受副熱帶高氣壓帶控制，降水少、蒸發(fā)旺盛；氣壓帶、風(fēng)帶南移時(shí)，該處受東南信風(fēng)影響，東南信風(fēng)為離岸風(fēng)，風(fēng)從陸地吹來(lái)，加劇干燥程度；同時(shí)，南美洲西海岸的秘魯寒流有降溫減濕作用，使阿塔卡馬沙漠成為世界上最干燥的地區(qū)。

第（2）題，一般情況下，大氣溫度隨著高度增加而降低，當(dāng)大氣出現(xiàn)氣溫隨高度增加而升高的反常現(xiàn)象，就稱(chēng)之為“逆溫”，逆溫出現(xiàn)時(shí)，大氣穩(wěn)定，對(duì)流運(yùn)動(dòng)微弱。智利西海岸受副熱帶高氣壓帶影響，氣流下沉，空氣溫暖干燥；秘魯寒流流經(jīng)，洋面溫度低；沿海暖空氣與寒冷水面接觸，下層冷卻，形成逆溫層，冷濕氣流無(wú)法上升形成降雨，便只能維持大霧籠罩的形態(tài)。

第（3）題，該地一年有200余天被大霧籠罩，但仍有100多天沒(méi)有霧，并且該地區(qū)蒸發(fā)旺盛，水分損失大。

【點(diǎn)睛】

影響降水的因素主要有大氣環(huán)流、海陸位置、地形、洋流等。

（1）大氣環(huán)流：①低氣壓帶控制下，氣流上升易降水，如赤道低氣壓低帶控制區(qū)降水多、副熱帶高氣壓帶控制區(qū)降水少。②風(fēng)向由較低緯度吹向較高緯度易降水，如西風(fēng)帶控制區(qū)降水較多、信風(fēng)帶控制區(qū)降水較少。③風(fēng)向由海洋吹向陸地易降水，如夏季風(fēng)影響降水多、冬季風(fēng)影響降水少。

（2）海陸位置：距海近的地區(qū)，受海洋的影響較大，降水較多；距海遠(yuǎn)的地區(qū)，海洋水汽難以到達(dá)，降水較少。

（3）地形：迎風(fēng)坡降水多，背風(fēng)坡降水少。

（4）洋流：暖流有增濕作用，受其影響降水多；寒流有減濕作用，受其影響降水少。

2.（28分）閱讀圖文材料，完成下列要求。

阿塔卡馬沙漠分布在南美洲西海岸中部地區(qū)，位于阿塔卡馬沙漠北緣阿里卡，是智利太平洋岸最北的港口城市和重要魚(yú)港，是智利與玻利維亞、秘魯三國(guó)間的商業(yè)貿(mào)易中心。根據(jù)下列材料，結(jié)合所學(xué)知識(shí)，完成問(wèn)題。

材料一：阿塔卡馬沙漠及周邊區(qū)域示意圖（圖8）。

材料二：阿塔卡馬沙漠平均海拔較高，是世界最干旱的地區(qū)之一，被稱(chēng)為世界的“干極”，但其西部邊緣的海岸地區(qū)常常形成濃厚的海霧，卻無(wú)法形成降水。同時(shí)，阿塔卡馬沙漠還是全球最佳觀測(cè)星空的地區(qū)之一。

⑴分析阿塔卡馬沙漠被稱(chēng)為世界的“干極”的主要原因是？（8分）

⑵分析阿塔卡馬沙漠海岸地區(qū)形成濃霧及無(wú)法形成降水的主要原因是。（8分）

⑶分 析阿塔卡馬沙漠有什么絕佳的觀星條件？（6分）

⑷分析阿里卡經(jīng)濟(jì)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)區(qū)位條件？（6分）

【答案】

⑴①常年受副熱帶高氣壓帶控制，盛行下沉氣流（2分）②秘魯寒流減濕作用明顯（2分）③東部安第斯山脈阻擋了來(lái)自亞馬孫河流域的濕空氣（2分）④常年受離岸風(fēng)東南信風(fēng)的影響（2分）

⑵ 當(dāng)暖空氣吹經(jīng)秘魯寒流冷海面上時(shí)，其中的水汽就會(huì)冷卻凝結(jié)形成海霧；空氣下層冷，上層熱，大氣層穩(wěn)定，難成降水。（8分）

⑶①氣候干旱，大氣透明度極高（2分）

②荒無(wú)人煙，光污染和大氣污染極少（2分）

③海拔較高，觀測(cè)距離較近（2分）

⑷①地理位置優(yōu)越 ②邊境貿(mào)易發(fā)達(dá) ③海運(yùn)便利 ④附近海域漁業(yè)資源豐富（答對(duì)其中三個(gè)得6分）

【解析】

（1）從影響該地降水的因素去分析。從大氣環(huán)流分析，該沙漠常年受副熱帶高氣壓帶控制，盛行下沉氣流，降水少；常年受離岸風(fēng)東南信風(fēng)的影響，空氣干燥，導(dǎo)致降水少；從沿岸洋流分析，沿岸有秘魯寒流經(jīng)過(guò)，減濕作用明顯，導(dǎo)致降水少；從地形分析，東部安第斯山脈阻擋了來(lái)自亞馬孫河流域的濕空氣，導(dǎo)致降水少。

（2）從霧的形成條件分析，從下墊面分析，因有寒流經(jīng)過(guò)，下墊面溫度低；從大氣中水汽分析，因臨近海洋，溫暖 空氣中水汽含量大，所以遇冷水汽易凝結(jié)，而形成霧。從降水的形成條件分析，因該地空氣下層冷，上層熱，大氣層穩(wěn)定，不能形成上升氣流，所以不能形成降水。

（3）從大氣條件分析，氣候干旱，大氣透明度極高，觀測(cè)清晰；從周?chē)h(huán)境分析，荒無(wú)人煙，光的干擾少，大氣污染極少，透明度高；從地形條件分析，海拔較高，觀測(cè)距離較近，觀測(cè)清晰。

（4）從圖示位置分析，該城市位于邊境處，且臨近海洋，位置優(yōu)越，且利于從事邊境貿(mào)易；從交通分析，臨近海洋，海運(yùn)便利；從資源分析，沿海有上升流，漁業(yè)資源豐富。

考點(diǎn)：降水的成因、霧的成因、天體的觀測(cè)條件、區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

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適用對(duì)象：高中全體學(xué)生，中學(xué)地理老師，地理愛(ài)好者