朱顏
1.露點越高,人越難受
濕度是用來描述空氣中水蒸氣含量的物理量。表達空氣濕度的方式有很多種,其中最常用的是氣象學里的“相對濕度”。
那什么是相對濕度呢?讓我們把空氣想象成海綿,它最多可容納的水是一定量的,比方說是1升。那么相對濕度就是指海綿的實際含水量(即絕對濕度)和最多可容納水量的比值。如果海綿沒有喝水,那么相對濕度是零;如果海綿喝了500毫升的水,那么相對濕度就是50%。
當濕度達到100%時,第二天早上一定會出現露水。
在水蒸氣含量不變的情況下,氣溫降低,相當于海綿變小,最后使空氣中的水蒸氣達到飽和狀態。于是,多余的水蒸氣就會析出,形成露水。
人們將空氣中的水蒸氣冷凝形成露水時的環境溫度稱為“露點”。比如露點為18℃,這就意味著外界溫度必須降至18℃以下,空氣中的水蒸氣才會達到飽和,在草上、樹葉上形成一顆顆亮晶晶的小水珠。
露點是衡量絕對濕度的一種方式。比如某地的露點為12℃,那么此地空氣的絕對濕度就是12℃時的飽和水蒸氣量。
由此可見,露點越高,說明空氣中的水蒸氣越多;反之,露點越低,則說明空氣中的水蒸氣越少。水蒸氣少也有兩種情況,一是氣溫低,也就是海綿小,裝水的容量不大;二是相對濕度低,也就是海綿雖大但吸的水少。
露點是衡量人體是否感覺舒服的重要指標。它和風、日照等因素一起,影響我們的體感溫度(即人體真正感受到的空氣溫度)。
露點高時,人們通常會感到不適。因為露點高時氣溫一般較高,這會讓人大汗淋漓。露點高有時還伴隨著較高的相對濕度,這會導致汗水揮發受阻,人會因體溫過高而感到身體不適,甚至會生病。而露點低時,氣溫或者相對濕度會比較低,二者都可令身體有效地散熱。
2.空氣干燥,唱歌易走調
我們的聲帶由一對左右對稱的黏膜組成。發聲時,從氣管和肺沖出的氣流不斷沖擊聲帶,引起聲帶振動而發聲。聲帶通過控制氣流,來控制我們說話或唱歌的聲調。有意思的是,在干燥的環境中,唱歌很難不走調。
事實上,據研究人員推測,正是濕度賦予了語言豐富的聲調。統計過遍布全球的3700多種語言后,他們發現,擁有復雜音調的語言——比如粵語、越南語和非洲的許多語言——更普遍地存在于氣候潮濕的地區。
研究顯示,絕大多數有著復雜聲調的語言,出現在東南亞和非洲的熱帶地區,少量位于北美、亞馬孫河流域和新幾內亞的潮濕地區。而非多聲調語言,例如包括英語在內的各種歐洲語言,一般出現在更干燥的地方——寒冷的北方或者干燥的沙漠。
之所以產生這種有趣的格局,是因為空氣的濕度會影響聲帶的彈性。聲帶表面的黏液層中的水分和多糖體有固定的比例,以保持黏液層松軟、有彈性,而這正是發聲的關鍵。吸入干燥的空氣會讓聲帶脫水,導致黏液層的黏稠度上升,彈性下降,聲帶很難發出復雜的聲調。
3.頭發可以測濕度
如果你有一頭長長的秀發,那可能就不用麻煩天氣預報來告訴你空氣的濕度了。因為頭發對空氣的濕度很敏感,空氣潮濕時,直發會變彎,而卷曲的頭發會更卷曲。瑞士的物理學家索斯爾發現了這一有趣的現象,然后,他利用頭發制造出世界上第一個頭發濕度計。
索斯爾將一束25.4厘米長的頭發一端固定到螺釘上,另一端則穿過滑輪,與一重物相連。頭發吸水濕潤之后會變短,帶動重物向上移動。索斯爾則根據重物移動的距離來計算空氣的濕度。
為什么頭發吸水之后會變短呢?
頭發的主要成分是一種叫角蛋白的蛋白質。我們都知道,蛋白質是由氨基酸組成的,氨基酸“手拉手”,排成長長的肽鏈。通過二硫鍵或氫鍵,肽鏈可以形成螺旋結構,并能進一步伸縮。
二硫鍵很穩定,它不受濕度的影響,只要你不燙發,它幾乎可以永久地存在。這賦予了我們的頭發強度和韌性。而氫鍵比較弱,它對濕度很敏感,隨時可以被打斷、重建。
潮濕的時候,空氣中有更多的水分子,這意味著除了相鄰的氨基酸之間可以形成氫鍵外,位于肽鏈不同位置和不同肽鏈的氨基酸之間也會形成更多的氫鍵,這會讓肽鏈不斷伸縮彎曲。而濕度降低后,許多氫鍵會被打斷,肽鏈重新伸展變長。其宏觀表現就是,頭發會隨著濕度增加而變短。
如果把頭發想象成彈簧,那么把頭發吹干就相當于把彈簧拉直,頭發會變長;而頭發潮濕的時候,大量形成的氫鍵會把彈簧進一步掰彎、折疊,甚至纏繞,頭發隨之變短。
雖然頭發濕度計很粗糙,我們甚至可以自己在家動手制作,但一直到20世紀60年代,頭發濕度計才退出歷史舞臺,被電子濕度計取代。
4.濕度告訴飛蛾哪里花蜜多
令我們討厭的悶熱、潮濕的環境,對于昆蟲來說,卻如同天堂一般。
和體型較大的動物相比,小蟲子更容易脫水,因為它們的相對表面積(體表面積與體積的比值)更大,這意味著從體表蒸騰散失的水分會更多。而我們知道,大多數昆蟲很小,濕度升高會提高它們的存活率,所以,昆蟲大多對濕度很敏感,總喜歡濕潤的樂園。其中以飛蛾為最,它們可以檢測小到4%的濕度變化。
另外,飛蛾還能通過檢測濕度的變化來找到它的食物——花蜜。
花蜜有蒸騰作用,剛盛開的花朵上方的相對濕度會比周邊環境的相對濕度高出約4%。隨后濕度差異會逐漸減小,直至大約半小時后花蜜耗盡。也就是說,半小時后,花朵也許依舊盛開,但花蜜已經沒有了。飛蛾只有找到那些開放時間不超過半小時的花朵,才可以享用到花蜜。所以對濕度變化的敏銳感知能力,能幫助飛蛾迅速判斷哪些花的花蜜更多。