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黑科技還是偽科學?天氣瓶真能預報天氣嗎?

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天氣瓶

 

真能預測天氣嗎? 


天氣瓶全名天氣預報瓶,又名風暴瓶,英文名

StormGlass




發明人說法不一,其中一位據說還是氣象學家羅伯特

·

菲茨羅伊(

Robert FitzRoy

——

此人就是達爾文進行環球考察時乘坐的那艘

小獵犬號

的船長。他把蒸餾水、樟腦、乙醇、硝酸鉀和氯化銨混合成溶液,密封在玻璃瓶子里。隨著天氣的變化,瓶子里溶液的結晶也會發生不同的變化,觀察結晶就能預報天氣。


然後就是各種淘寶賣家的介紹,都說能預測天氣

——「

當瓶中液體清澈乾淨,代表天氣晴朗;當瓶中液體混濁朦朧,代表天空多雲陰鬱;當瓶中出現大片結晶,代表將降溫甚至下雪。

  那麼,這種裝在玻璃瓶里的透明溶液會隨著天氣的變化長出各種漂亮的結晶,從結晶的形態還能看出是否要陰天下雨。這個小瓶子真有反映天氣的神奇功能嗎?



天氣瓶的來歷




自古以來,各個農耕文明都極其重視曆法與氣象觀測。到了海洋文明時代,對氣象預測的需求更加提升——如果在海上突然遇上一場風暴可不是鬧著玩的。正因為如此,在那個科技還不算髮達的年代,人們就開始積極地研究能夠反映天氣的設備了。






在19世紀中葉,氣象學主要應用於航海業或漁業,美國和歐洲的一些國家建立了氣象部門。氣象學在避免風暴帶來的經濟損失和人員傷亡時得到了認可。而「天氣瓶」誕生之初,其名稱就叫「風暴瓶」(Storm Glass)。


 「神奇的『天氣瓶』曾在達爾文與『小獵犬號』那次著名的航行中被使用。」在商家這句宣傳語中,我們可以覓得「天氣瓶」在歷史上留下的蛛絲馬跡。


相信很多人都聽過達爾文航行的故事:這位偉大的博物學家、生物學家搭乘「小獵犬號」進行了長達5年的科考之旅。而這次旅程正是促成他提出自然演化理論的契機。不過,人們可能並不知道這艘聲名遠播的英國海軍艦艇和氣象學的密切聯繫。事實上,這艘船的船長就是一位氣象學家,名叫羅伯特·菲茨羅伊。「天氣瓶」正是由他確定了配方,並在此次航行中使用。



達爾文的「小獵犬號」




氣象學家羅伯特·菲茨羅伊


在那個時代,菲茨羅伊所能掌握的專業氣象知識非常有限,不過他還是盡自己所能進行了一些天氣預報業務的嘗試。「氣壓下降可能會導致風暴出現」是那時人們比較信服的天氣規律,因此,在1854年建立英國氣象辦公室時,菲茨羅伊沿著英國海岸線建立了氣象觀測站網,嘗試進行風暴預警。

結晶能反映天氣嗎?




隨著環境的變化,在天氣瓶中確實可以看到形態各異的結晶,這個過程看起來相當神奇,也很有美感,

但它實在很難反映天氣的變化。





讓我們來看看「天氣瓶」溶液的基本配方,它包括蒸餾水、乙醇、樟腦、硝酸鉀與氯化銨。隨著環境的變化,溶液確實會產生結晶,且結晶形態不斷變化,變幻莫測而富有美感。這些變化正是由天氣瓶中溶液的成分所決定的。


日本科學家長島和茂帶領的研究團隊曾專門進行實驗,對天氣瓶的結晶條件和結晶成分進行了驗證。X射線衍射結果顯示,天氣瓶中美麗的結晶就是樟腦晶體,氯化銨與硝酸鉀在這個體系中並不會發生結晶,但它們的存在可以提供晶核。實驗還發現,環境電場、磁場、濕度、氣壓這些因素對瓶中晶體的生長都沒有影響,真正造成影響的主要因素只有環境溫度以及溫度變化速率。在這個體系中,當溫度下降到30℃以下時,樟腦就有可能結晶了。而降溫速率可以極大地影響結晶形狀。結晶在降溫快的時候會變成雪花狀,而降溫慢時則傾向於針狀。


從這一研究中可以看出, 

「天氣瓶」中晶體的變化只能反映氣溫的變化,氣壓、濕度等關鍵要素都無法得出,更不能量化。其預測天氣的功能實在無法期待。






來源:中國天氣網、果殼網









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