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1、破解“妖風”之謎破解“妖風”之謎德清實驗學校501班許涵飛一、前言暑假去表哥家里玩,表哥搬了新家,小區(qū)里都是嶄新的高樓大廈。一天吃完晚飯我和表哥下樓玩,已經(jīng)快六點了,可太陽還是熱辣辣的,一絲風也沒有,氣溫肯定40度以上。表哥挑了一塊背陽的空地,才玩了十幾分鐘,我們就已經(jīng)汗流浹背。正玩著呢,當我的滑板經(jīng)過一個路口時,忽然一陣涼風吹來,我不禁激靈靈打了個寒顫,差點兒從滑板上掉下去,風又大又涼,我渾身雞皮疙瘩都起來了??墒黔h(huán)顧四周,花草樹木卻紋絲不動,正納悶呢,表哥急匆匆過來拉上我就走,神秘兮兮地告訴我:“這是‘妖風’,吹不得!”見我半信半疑的樣子,
2、表哥接著說:“你別不信,我外婆說的,如果‘妖風’上身,準要生病!”。晚上回到家,我越想越奇怪,我可不信什么妖魔鬼怪,任何事情都應該有一個合理的科學解釋,我準備去解開這個“妖風”之謎。11/11破解“妖風”之謎一、解密”妖風”第二天,我又來到那個路口,根據(jù)實際情況畫了如下的示意圖:11/11破解“妖風”之謎小區(qū)的最南面是一大塊綠地,接著是二層樓高的幾棟排屋,再后面就是十六層高的小高層。吹“妖風”的那個路口其實是一塊綠化帶,大概有六、七米寬十幾米長,而且據(jù)我觀察一般在午后“妖風”開始有明顯感覺,一陣一陣的很像山上吹的山風。實地勘測完畢,我拿著第一手
3、資料坐在電腦旁開始尋找答案。經(jīng)過一個多小時的比對、查找,我終于找到了答案,所謂的“妖風”其實是由于“峽谷效應”引起的氣象學中一種空氣流通的現(xiàn)象。“峽谷效應”也叫狹管效應,指的是地形的狹管作用,當氣流由開闊地帶流入地形構(gòu)成的峽谷時,由于空氣質(zhì)量不能大量堆積,于是加速流過峽谷,風速增大。當流出峽谷時,空氣流速又會減緩。這種地形峽谷對氣流的影響,稱為“狹管效應”。由狹管效應而增大的風,稱為峽谷風,而另一種通俗的說法叫做“穿堂風”。而表哥的小區(qū)環(huán)境剛好形成“峽谷效應”:南面一大片綠地和低矮的排樓形成一片開闊地,后面屹立的小高層卻阻擋了空氣的流通,于是兩
4、幢小高層的間隙提供流通通道使大氣快速通過,就形成了“妖風”。不過表哥說的也沒錯,如果身體素質(zhì)不好,經(jīng)常吹過堂風,輕者容易感冒,嚴重的容易患風濕,更有甚者會導致身體癱瘓等病癥。我長長地舒了口氣,正想為找到了答案慶祝一下,一個念頭冒了出來,表哥家住在十五層,如果南北窗對開也能形成“穿堂風”,為什么風卻沒那么大,“穿堂風”的大小和什么有關呢?我急忙再次上網(wǎng)查找,可怎么也找不到答案,我想還是自己做實驗尋找吧,于是我動手制作了模型進行了下面的實驗。11/11破解“妖風”之謎三、實驗過程一、實驗準備:實驗目的:研究影響“穿堂風”大小的因素實驗器材:紙板箱、
5、電風扇、自制風速儀實驗方法:由于“穿堂風”是由狹管效應引起的,所以我認為“狹管”的大小、形狀是影響風力大小的主要原因。為了驗證我的想法,我準備了兩個相同的紙板箱用于模擬小區(qū)的樓房,穩(wěn)定的風源用家里的電風扇就可以了,風速儀是個問題,因為要測出風速沒有專業(yè)設備是不可能的,這可怎么辦?忽然我靈機一動,我如果能測出風力的變化就可以知道大小、形狀的變化對風速的影響,這樣的話沒有準確數(shù)據(jù)也沒問題。那怎樣才能測出風力的變化呢?我馬上想到了小時候玩的風車,加上幾個紙杯,只要在其中一個紙杯上做點記號,紀錄風車轉(zhuǎn)動的圈數(shù)不就可以知道風力的變化了嗎!一切就緒,我立刻
6、開始實驗。真實的風速儀和我自制的風速儀對比圖11/11破解“妖風”之謎二、實驗數(shù)據(jù):電風扇離開風速儀一米距離,通過改變兩個紙板箱間隔距離、形狀,測試風速變化。1、狹管大小對風速的影響間隔大小風扇風力風速(圈/分鐘)備注無間隔一檔(慢)28三檔(快)30.526cm一檔(慢)35與風扇同寬三檔(快)4914cm一檔(慢)43風扇一半寬三檔(快)607cm一檔(慢)48風扇1/4寬三檔(快)68實驗啟示:狹管效應對風速的加大效果十分明顯,而且風力越大、通道越窄,狹管11/11破解“妖風”之謎效應越明顯,風速增強的幅度也越大。所以當臺風來臨時,經(jīng)過狹
7、管效應放大后最多可以增強一倍多。不過實驗中當間隔小于7cm或大于26cm以后,狹管效應就開始減弱了,這說明并不是有了通道就會產(chǎn)生狹管效應,當通道足夠?qū)捇蛘?,狹管效應就會消失,所以建筑房屋的叔叔阿姨們?nèi)绻梢宰⒁膺@一點那么就可以大大減輕自然災害對建筑物的破壞。1、狹管形狀對風速的影響形狀風扇風力風速(圈/分鐘)備注不封閉通道三檔(快)68封閉通道三檔(快)75通道上面加蓋形成封閉通道雙通道三檔(快)63封閉通道用板隔成上下兩個通道正喇叭口狀三檔(快)51喇叭口正對風扇反喇叭口狀三檔(快)靜止但抖動喇叭口反對風扇實驗啟示:形成封閉通道后,風速明顯加
8、大,這讓我突然想到了火箭發(fā)射,火箭的尾部有一段很細的部分然后再變大,一定也是運用了狹管11/11破解“妖風”之謎效應讓燃料加速流出加大發(fā)射時的動力。不