从空气中取水

在靠近古罗马时代修建的城市奇切斯特的苏塞克斯郡，露珠挂满了白垩山丘的草地。

透过11月早晨缥缈的薄雾，我发现了一个池塘。

它神奇般地出现在山顶，就像沙漠中的一片绿洲。

尽管空气很潮湿，这一汪水却完全远离任何泉
水或溪流，而且由于地势过高无法获得周围牧场的水。

而这个池塘常年绿波涟漪。

它几十年都没有干涸过，即使是20世纪70年代中期长时间的干旱，也没有使其干涸。

那次干旱让河流断流、泉水枯竭，农田也几乎变为了沙漠。

我看到的是一个露水池塘，它的秘密是获得了来自山里空气中看不见的水分。

尽管这些露水池塘今天在很大程度上已经被人所遗忘，但它们对这些白垩山丘上遍布的大牧场而言，曾经至关重要。

它们是英格兰地貌中一个隐藏的秘密，直到现在，才出于怀旧之情和为野生动物提供水源被重新认识，得以复苏。

几个世纪以来，露水池塘在整个英格兰南部随处可见。

18世纪英国著名的南部农村编年史学家吉尔伯特·怀特，描述过位于汉普郡塞尔伯恩镇他家旁边山坡上高高的露水池塘，他写道：“池塘从来不超过3英尺深，直径不超过30英尺，里面的水或许不超过2～3大桶，然而从未听说过它干涸，尽管它要为300～400头羊和至少20头牛提供饮用水。

”他说，在夏季山谷中的溪流干涸的时候，山顶上的池塘中却总是有水。

自然学家们往往猜想露水池塘是史前遗迹。

这是可以理解的：许多池塘分布在古代遗址附近。

在南部的白垩山丘，我在靠近西斯伯里马场和查克顿伯里的铁器时代堡垒处看到了露水池塘，在靠近蓝星马场的凯尔特神庙旁也有池塘。

在诗歌《普克山中的小精灵》中，洛德亚德·吉卜林谈到了很早以前，“在原始人于查克顿伯里马场修建露水池塘”。

著名的战地摄影家唐·麦卡林也暗示了同样的古代遗迹。

随便翻开一本他的摄影作品集，其中都有许多精美的露水池塘照片，这些池塘靠近萨默塞特的格拉斯顿伯里岩山。

这里是英格兰第一个基督教堂的所在地，也是著名的亚瑟王宫和亚瑟王的家乡。

但多数露水池塘年代并不久远。

它们于18～19世纪修建，用来给在白垩山丘放牧的羊群供水。

随着羊群数量的下降以及20世纪自来水的到来，它们大量地被淘汰废弃。

池塘挖掘者的最后一位传人是来自奇尔特恩丘陵的史密斯先生，他自称，在20世纪30年代学艺，还在一个写着“父子秘传二百五十多年的工艺”的广告牌上面，留了一个用于免费估价的电话。

他的池塘“保证收集和保存上好的净水，不需任何抽水设备”。

“秘传工艺”是什么呢?在白垩山上，水很快会透过多孔的岩石渗到地下，因此首先需要防水衬砌。

露水池塘的挖掘者用当地的黏土，通过驱赶一群牛在里面“搅拌”达到防水效果。

但这并不能解释池塘从何处得到水。

这是一个不易解释的秘密。

当然，有一些水来自降雨，但露水池塘的真正秘密是获取空气中的水分，在飘过的云雾中捕捉微小的水滴，促使更多的水蒸汽以露水的形式凝结在地面上。

因此，山顶的位置很关键。

随着空气的升高，它会逐渐变冷。

冷空气只能保持更少的水分，因此上升的空气能够形成云雾，形成水珠。

在夜晚，随着山上的空气越来越冷，更多的水凝结成露珠。

当地有一位历史学家名叫马丁·斯诺，多年来一直
在绘制苏塞克斯白垩山丘上露水池塘的位置图。

他说，许多池塘选址非常好，建在向山上输送薄雾、潮湿空气的干燥山谷嘴子上。

他推断，过去的牧羊人注意到雾萦绕在这些山嘴子上，青草总是湿漉漉的。

“建造池塘肯定是获取这些水的一种自然的方法。

”
但是被池塘挖掘者保存的“秘传工艺”决不仅是个位置的问题。

他们的诀窍是，提供一个尽可能凉爽的、有利于露珠凝结的表面，从而建造一个可以最大限度获取湿气的池塘。

他们通过将稻草垫在黏土下面，把石头放到顶上以便吸收湿气。

稻草隔离了黏土，使它在晚间比下面的土壤更凉。

石头在夜晚散发热量快，会使温度进一步降低。

露水池塘建好后，实际上是从空气中汲取水分。

近几十年来，随着牧场让位于耕作农业，许多露水池塘已经被填平了，其他的也是杂草丛生。

在沃森的山坡上，当地居民依然记得，在通往芬登牛羊集市的路上，牧羊人常常在托尔麦亚农场的露水池塘停下来，让羊群饮水。

今天，那个池塘已经干涸了，中间竖立着一个广播发射塔。

在西斯伯里马场，陆军的坦克已经将池塘的黏土外壳碾碎了。

但还有数量惊人的池塘仍在继续从空气中获取水分。

露水池塘从最近英国恢复和挖掘各种池塘的努力中得以复苏。

国民托管组织改建了一个位于比格诺山上的露水池塘。

这是一座青铜时代的山岗，一条新石器时代的道路和一条罗马时代的道路在此交汇。

苏塞克斯白垩山丘保护委员会2004年在苏塞克斯大学的校园里新挖了一个露水池塘。

斯诺伤心地说：“绝大多数革新者更关心为野生生物提供水，而不是为其本来的用途重建露水池塘。

”
比格诺的露水池塘现在长满了茅草及黄菖蒲，还有开着粉红色花朵的拳参，这种植物长在水中和陆地上。

当然，这也很有意义，但是池塘被一道围栏围了起来，羊群无法饮水。

或许，露水池塘比不上其他从空气中获取水分的方式。

支持者们把它们当成农村里的稀罕玩意儿，而不是获取水源的新方式。

但他们的确提醒我们，水经常能从意想不到的来源发现。

例如，露水收集者就在亚德里亚海的几个克罗地亚小岛上以同样方式取水。

在缺水的威斯岛上他们一个圣方济会教堂后面的山坡上平整土地，从炎热干燥的夏季空气中收集水分，并将水输送到水槽中。

在加纳利群岛中的兰萨罗特岛，度假者很少注意到，当地农民用一些火山石将他们的庄稼地围起来，凝聚大气中的水分。

或许最奇异的奇迹是一个世纪前在克里米亚半岛由俄国工程师弗雷德里希·日
伯德发现的。

他在一个拜占庭时代的小镇费奥多西亚周围森林的山顶上，发现了13座石制的金字塔形建筑物。

每座有30英尺高，100英尺宽，看起来像墓碑。

但日伯德注意到，它们周围全是一些破损的用红土做成的通向城市的管道，当地人将这些金字塔叫做“水源”。

他由此得出结论：这些管道是收集露水的装置。

他还通过在附近修建了一个模拟装置来证明了这一点，结果连续几年每天产生35加仑水，直到裂开一道大缝后才被废弃。

那么能否以某种相当有规模的方式从空气中获取水分呢?在任何时候，大气中都含有约105亿英亩水，是世界上所有江河水量的6倍多。

其中，大约2％已经凝结
成云中的水滴，用不了多久就会作为降雨落到地面，剩余的98％依然处于水蒸汽的状态。

这是一个诱人的目标，人们造出了许多奇妙的机器来获取这些水分。

20世纪30年代，法国气象学家伯纳德·杜勃斯提议建造了一个2000英尺高的烟囱，底部有一个喷水池，以产生向上排出的潮气。

他相信，这将会使上方的空气充满水分，产生降雨。

这台机器并未建成。

但军方一直在进行试验，通过操纵云中的电荷，促进雨滴的形成。

90年代中期，我在前往伊拉克边界的路上，遇到一支小规模的俄罗斯部队，他们正在约旦的荒野中进行类似试验。

但是这方面的成果很少公布过。

在40年代，南非的首席气象学家西奥多·舒曼建议在开普敦外的桌山顶上，安装150英尺高、2英里长的电网，使空气离子化，希望从大气中每天凝聚数百万加仑水。

但同样，这个想法也没有付诸实施。

有些人甚至提议，用声音从空气中获取水分。

在一个凉爽、宁静的夜晚，空气中的水分在达到饱和状态后，即便是微小的空气振动，如声波都能凝聚水分，产生雨滴。

在中国南方云南省的山区，村民们有个传统，通过大声喊叫来祈雨。

据说，喊得越响，雨下得越大。

这也是对非洲的“祈雨舞”做出了一个有趣的科学解释，祈雨舞曾一度被视为迷信。

一个有趣的新想法看起来似乎可行。

在温室中从炎热的沙漠空气中凝聚水分，温室用海水作为空气调节器。

当正好有寒冷的近海水流可以被抽到温室里面的时候，温室的效果最好。

英国工程师查理·帕顿在加纳利群岛的特内里费岛和阿联酋的阿布扎比以及阿曼已经建成了可行的“海水温室”。

这种温室要求复杂的热量交换系统充分发挥作用，它们实际上是巨大的露水制造机。

英国皇家建筑研究院称这个设计是“一个真正有独创性的想法，它具有可以影响世界上数百万沿海缺水地区居民生活的潜力”。

从2002年以来，帕顿的阿布扎比温室已经在沙漠中种出了黄瓜、西红柿和鲜花，10平方英尺的温室每天可产生10加仑水——这比热带雨林通过降雨得到的水还要多。

除了生产水外，热量交换器可以调节温室的空气，因此也给沙漠中带来了凉爽的气候，从而进一步减少了作物所需要的水。

在阿布扎比温室，这意味着用同样的水可生产10倍的作物。

在世界上最干旱的沙漠之一，人们过去曾收集雾水。

收集的场所看起来像一个排球场那样大：顺着智利北部阿塔卡马沙漠中绵延的山顶，悬挂着75张大塑料帆网。

这里已经连续几年没有降雨了，但寒冷的近海气流定期从太平洋上大量涌来，塑料帆网通过获取这些雾中的水分而变得十分潮湿。

就像巨大的帆船在山脊上迎风航行一样，这些聚丙烯制成的帆网收集了雾里面三分之二的水分。

每一片帆网有40英尺乘10英尺大小，一天能收集40加仑水。

微小的水滴在帆网上积聚，直到形成某个大的水珠，通过水槽流向冲岗沟，那是一个只有350人的盛产鱼类和贝壳的小镇，从前用水完全靠从50英里外开来的运水车。

这项工程每天平均可以给他们提供4000加仑水。

在历时7年的研究试验之后，埃尔托夫山脊的帆网被认为是一个世纪以来第一个提供饮用水的新方法。

“在我们建立供水系统以前，小镇奄奄一息，”加拿大人鲍
勃·舒米纳尔说。

他曾在20世纪90年代帮助智利研究人员掌握了这项技术，并从那建立了自己的公司进行开发。

“随着供水的稳定，人们开始返回，一座座新房拔地而起。

”
上面这番话是20世纪90年代他见我时所说的。

5年后，他的这番话得到了更好印证。

小镇的确发展了，发展得如此之快，以至于这些帆网无法满足它的需要。

山脊上有足够的空间，但人们并没有安置足够的帆网，政府决定投资100万美元给这个复苏的小镇安装了一条水管。

从此以后，地方当局和镇里都没有人在维护这些帆网了。

这个系统如今已经失灵，破烂的塑料帆网废弃在山脊上。

但这个想法却被其他地方广为接受。

南美洲的整个太平洋沿岸，很多社区已经建造了捕雾幕帐，通常是用来给新栽的树木供水。

这种系统一旦建立起来，这些树就可以在叶子上为自己收集雾气，在沙漠中重新创造以雾基础的生态系统。

舒米纳尔的业务不断扩大。

他为其他干旱地区开发了雾采集系统：从加勒比的岛国海地到纳米比亚，从尼泊尔到也门，以及危地马拉和厄立特里亚。

在阿曼，过度开采已经破坏了地下水，海水淡化厂成为主要的供水来源。

那里每年大约有80
天有雾。

当舒米纳尔在当地安上网以后，产出的水是智利的10倍。

在也门，中央高原地区预计2010年将用光地下水，他想在山坡古老的水槽上架起帆网来获取水源。

以色列科学家也正在内盖夫沙漠和戈兰高地做实验。

在秘鲁的沙漠以及加纳利群岛的特内里费岛也正进行试验。

毫无疑问，这项技术是可行的。

但如果说智利的经验有什么指导意义的话，那就是想办法鼓励当地人使用帆网。

因为一旦到了无水可用的时刻，政府肯定不会坐视不管。

大自然也善于捕捉雾，这可能对一些想要收集雾的人有借鉴意义。

在另一个加纳利岛屿埃尔哈洛人，人们直到100年前都在从树叶上收集雾滴。

与此同时，在纳米比亚，英国动物学家最近在沙漠中发现了一种甲虫，它的身体上已经进化出了一层能上下活动的壳，这种结构能够高效地从雾中获取水分，甲虫身上六角形的小峰和低槽，似乎能将小水滴挤到一起形成大水滴，从甲虫的背上滚落流入到它的嘴里。

牛津大学的安德鲁·帕克率领一批科学家们根据甲虫的构造，制作了一个能捕捉雾的模型，模型获取的水是舒米纳尔帆网的5倍。

他们取得了专利，几家公司正在竞相制造可以放在楼顶甚至帐篷顶上的集雾设备。

（摘自《当江河枯竭的时候：21世纪全球水危机》，知识产权出版社2009年8月。