為乾渴的星球提供霧

對大多數人來說，霧是一件壞事。它延誤航班，危及司機，導致船隻擱淺，破壞山頂的景色，並通常造成陰沉潮溼的天氣。但是對於發展中國家的某些社群來說，霧可能意味著獲得足夠的清潔飲用水。實際上，一小群科學家和研究人員正在創造從霧中取水的技術。他們的成功表明，霧水收集可能是解決某些偏遠地區供水問題最簡單、最便宜和最環保的解決方案之一。

收集霧聽起來有點像試圖抓住實際的幾捧空氣。但是，當您考慮到霧與雨幾乎沒有區別時，這項任務就遠沒有那麼令人生畏了。兩者之間的區別在於水滴的大小和它們下落的速度。雨滴的直徑範圍為五毫米到0.5毫米，並以每秒2到9米的速度射向地面。另一方面，霧滴的直徑僅為40到1微米（1000微米為1毫米）；它們以每秒約1到5釐米的速度下落。由於它們非常輕且下落緩慢，因此即使在最輕微的微風中，霧滴也幾乎水平移動。

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因此，您不能用桶來接霧。相反，一個好的霧水收集器通常是一個垂直或幾乎垂直的表面，霧滴可以漂移到該表面上，然後流下來。遵循這種基本設計，實際上，樹木是極好的天然霧水收集器。“在阿拉伯半島的東南部地區有這樣的歷史，有些人會在樹幹周圍建造某種泥牆，以便將樹木收集的霧水在滴落成較大的水滴時限制在樹幹周圍，”加拿大霧水收集顧問羅伯特·舍梅瑙爾解釋說。“您會期望在世界上任何干旱地區都會發生這種情況。樹木收集霧水，當它滴落下來時，人們會看著它說，‘嘿，我需要水，’然後他們會在下面放一塊獸皮、葫蘆或一塊布來獲取水。”

智利的科學家已經對人造霧水收集器進行了數十年的實驗。該國北部沿海地區非常乾燥，但同時又有很多霧。其中一個地方是漁村鍾貢戈（Chungungo），這裡是首批霧水專案之一的所在地，並且至今仍是最大的專案。“海洋上空有大面積的低雲層，因此如果您站在鍾貢戈（Chungungo），您抬頭向上看，就會看到雲層的底部，它在您頭頂上方几百米處，”舍梅瑙爾（Schemenauer）在描述該地點時說。“風將雲層推向這些沿海山丘。因此，在雲層接觸山丘的地方，您就會有霧。霧會流過山丘中的山口，可能會覆蓋山頂，或者可能只是撞擊山坡。”

儘管有那麼多霧，但陸地實際上幾乎沒有降水。霧中的水滴被風吹過山坡，最終在更內陸的地方蒸發。“除非您有從地面伸出的東西可以有效地收集霧滴，否則您會失去水滴，”舍梅瑙爾（Schemenauer）解釋說。“那可能是植被，但問題是最初沒有植被，因此您無法在地面上獲得足夠的水來灌溉可能在那裡的任何種子。”

引入人造霧水收集器。人造霧水收集器在樹木的霧水收集技術的基礎上更進一步，使用了大型垂直網狀面板。當霧氣飄過網時，一些水滴撞擊到編織物上，順著面板流下來並被收集起來。然後，這些水可用於人類消費或農業，或用於重新造林該地區。在最後一種情況下，由此產生的植被可以充當天然霧水收集器，最終將一部分收集到的水傳遞到土壤中，滋養其他植物、野生動植物和人類可以使用的小溪流。

在 20 世紀 80 年代中期，智利研究人員向加拿大政府機構提交了一份建造霧水收集器的提案。該機構轉向當時正在進行無關霧研究的舍梅瑙爾（Schemenauer），要求進行評估。“我與智利人會面並研究了情況，並認為這對於北部沙漠來說確實是一個現實的可能性，”他說。舍梅瑙爾（Schemenauer）和智利天主教大學的皮拉爾·塞雷塞達（Pilar Cereceda）以及其他智利科學家開始評估地點，並最終在鍾貢戈（Chungungo）上方的沿海山脊線上建造了一系列大型功能性收集器。事實證明，他們可以用基本的廉價材料建造收集器，而且——如果在正確的位置建造——這些收集器可以產生令人印象深刻的高質量飲用水。

霧水收集器可以收集多少水取決於霧的頻率和厚度。每立方米霧中的水量範圍為 0.05 克到 3 克。在鍾貢戈（Chungungo）的案例中，霧水收集器平均每天每平方米收集表面收集 3 升水。在最初的配置中，50 個每個 48 平方米的大型收集器每天平均產生約 11,000 升水。這為 330 位村民每人每天提供了 33 升飲用水。收集器的數量此後翻了一番。在鍾貢戈（Chungungo）建造霧水收集器之前，必須用卡車將水運到鎮上，這對居民和補貼水價的市政當局來說都是巨大的成本。村民們的水量還不到現在的一半。

該專案和南美洲其他專案的成功引起了世界其他地區的興趣，目前在許多國家/地區都有處於不同發展階段的專案，包括南非、多明尼加共和國、以色列、維德角和加那利群島以及尼泊爾。霧水收集器不僅在乾旱氣候中很有用，而且在一年中某些時候缺水成為問題的地區也很有用。它們甚至在一些水資源豐富的地區也被證明是有價值的：“它的一大優勢在於收集到的水沒有細菌汙染，”舍梅瑙爾（Schemenauer）指出。“因此，在某些地下水可能很多的地方，如果地下水被細菌汙染，您仍然可以將其視為提供水的另一種替代方法。”

儘管如此，霧水收集並非在任何地方都可行，建立新收集系統可能最困難的部分是評估哪些地點是合適的。“科學在於選擇正確的地點，”舍梅瑙爾（Schemenauer）說。“你不能在任何地方都這樣做。”弗朗索瓦·維特茲（Francois Vitez）熟悉潛在地點的調查，他曾在尼泊爾為加拿大國際研究與合作中心（CECI）從事霧水收集專案：“我在尼泊爾周圍的各個地方建立了一系列小型收集器，以瞭解那裡的潛力。”維特茲（Vitez）設定了取樣儀表，用於測量長時間內的霧水收集量。“您必須每天監測兩次從霧水收集器中獲得多少水。”這項工作通常由當地人接管，他們測量和記錄結果，然後將其傳送給科學家進行評估。

“尼泊爾和南美洲之間的主要區別在於，在南美洲，您有更多大規模的現象，”維特茲（Vitez）解釋說。“在尼泊爾的喜馬拉雅山脈，您得到的東西有所不同。那裡有小氣候、小環境條件，因此，您在山谷中的位置以及山谷從東到西的位置決定了您是否會得到霧，因此真正需要在那裡開發評估地點的技術。”總而言之，他看到了尼泊爾的潛力：“有很多社群坐落在高高的山上，而且並不總是有溪流可以為他們供水。”另一種選擇是將水抽到山上，這將需要電力——而電力通常根本不可用。

使這項技術非常有吸引力的一部分原因是隻需要簡單的材料。因此，大多數或所有元件都可以在使用它們的國家/地區製造，並且建造成本保持在較低水平。“木杆，三根，然後我們有這個棚布螢幕連線到這些杆子上，底部有一個排水溝，所以它非常像第三世界，你知道，非常簡單、便宜，而且效果非常好，”雅娜·奧利維爾（Jana Olivier）笑著說。奧利維爾（Olivier）是南非大學的教授，她在南非啟動了兩個成功的霧水收集專案。“基本上，我收集水，然後把它提供給缺水的社群，”她解釋說。“其中一個是學校社群——大約有 200 個孩子在學校，根本沒有水，所以他們現在已經有足夠的水兩年了，這是第一次。”

有些人認為霧水收集會從脆弱的生態系統中取水，但舍梅瑙爾（Shemenauer）不同意。“我們取出的霧水非常少，以至於沒有任何影響，”他說。“霧可能在山脊線上方 200 米厚，而我們在底部四五米處工作，因此有 196 米的霧從我們的收集器上方經過。”在實際透過收集器的部分中，只有一半被保留，因此他估計，捕獲的霧水不到透過山丘的總霧水的 1%。他還指出，霧水是在靠近收集地點的地方使用的，因此實際上並沒有離開生態系統。

“在像加利福尼亞這樣的地方，我認為這不會是未來的發展方向，”舍梅瑙爾（Schemenauer）在談到霧水未來的潛力時補充說。“我認為它將在發展中國家得到越來越廣泛的應用，因為隨著人口的增長和對地下水需求的增加，對霧水的需求將非常巨大。”——哈拉爾德·弗蘭岑