阅读下面的文字,完成4-6题。
与先前许多伟大的探险一样,我们的旅程起始于厨房。
当我们看向水面,通常觉得水是平的,然而仔细观察一杯水时,你会发现杯中的水面并不完全平坦,它在边缘处略微向上弯曲——这是它的“弯月面”,这个弯月面的形成是因为水受到了玻璃的吸引,它被拉向杯壁。
注意这一点又有何用?只关注这一点,可能没什么用。但与其他几个因素联系在一起,它便能帮助我们理解河水何以泛滥。
水会受到玻璃的吸引,这是水的一个特性。有些液体,比如唯一的液体金属——水银,会受玻璃的排斥,因而它的表面会像倒扣的碗,叫作“凸月面”,液体内部也有微弱的吸引力,若非如此,它们便会散开,成为气体。正如老师为我们反复讲述的那样,水分子由两个氢原子和一个氧原子紧密结合而成。但老师——至少我的老师——没有教我的是,一个水分子中的氢原子还会受到其邻近水分子中的氧原子的吸引,这使得水分子之间互相依附,为了帮助理解这一点,可以设想两个在羊毛衫上摩擦过的气球会因静电轻轻地黏附在一起。
想要展现水的这种“黏性”很简单,接一杯水,在一个平滑的防水面(比如厨房的操作台)上倒上几滴。现在弯下身,直到自己的视线与液滴平行。你是否看到水自然地形成一些微微凸起的“小水塘”?假如倒得够多,有一些会流下去,但还有一些会留在台面上,之所以会这样,是因为水会受到相邻的水的吸引,这种黏性或张力强大到有些时候能够对抗重力。
水吸附自身以及杯壁的张力还引发了一种叫“毛细作用”的现象,每当把画笔蘸在水中,
我们都会发现水沿着刷毛向上流。想要解释毛细作用,只需将我们已经了解过的两种效应结合起来考虑。水会受到某些物体表面的吸引,比如玻璃和画笔的纤维,此外它还会受到自身的吸引。因此当一个开口足够细小时,便会发生一件有趣的事:水面会受到它上面材料的吸引,被向上拉,又因为开口太过狭窄从而使得液体的整个表面都被向上拉动。之后,由于水受到了自身的吸引,下面的水也跟着被拉了上去。
现在该去野外观察一下这种效应了,下次当你路过一条两边是泥岸的小河、小溪,注意观察一下岸边的泥,被河水打湿的泥会又黑又湿,但是注意,泥土湿润的地方要高于河水拍打的位置。高于水面的泥是颗粒和气孔的混合物,有点像有着纤细壁管的细密蜂巢。河里的水因毛细作用而被向上吸入这些气孔中,结果就是水面以上的泥被浸湿了。水向上传输的高度受一系列因素的影响,其中包括水的纯度——干净的水要比受污染的水升得更高——但主要因素还是颗粒间的气孔大小。气压也会影响在泥土间向上传输并停留在那里的水量。这意味着,当气压突然降低,比如风暴来临的时候,土壤无法吸附如此之多的毛细水,于是水就会回流到原来的溪流中,从而加大了在风暴天气中出现洪涝的可能性。
海面高度会受到潮汐状态的影响,而潮汐又会受到很多因素的影响,在这里我只提一种——气压。低气压时的海面要高于高气压时,当高气压系统转变为低气压系统,海面通常会上涨30厘米左右,设想你正身处一片你所熟悉的沿海区城,这时你突然注意到海面似乎比你之前任何时候看到的都要高,这或许会让你猜测气压一定是大幅度下降了。这又意味着,你不仅能预测到坏天气要来了——因为气压表显示气压下降时很可能出现坏天气,而且还可以预测出出现洪涝的风险大大上升——因为在第一滴雨尚未降落时,所有溪流和河流中因毛细作用而被吸附在岸上的水将会被释放出来。
(摘编自特里斯坦·古利《水的密码》,许丹译)
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