艾先立
       （1）1880年3月31日，人类的灯光第一次照亮这个世界。从此，深邃美丽的夜空便渐行渐远。如今，我们的地球在太空中就像游乐园一样，光点密集，熠熠生辉，尤其是欧洲和美国的夜空，人工光的亮度正以每年5%—10%的比率增长。
        （2）这眩目的明亮，会给我们带来了什么？在亿万年的进化过程中，许多动物依靠星辰和月亮的微光辨别方向，而人工光的泛滥影响了它们的生物节律，对它们造成伤害。据统计，每年有近一亿只禽类撞在北美洲的有光建筑上。在饰有华灯的华盛顿纪念碑下，一个半小时内就能找到500多只鸟的尸骸。明亮的灯光也会干扰蚕蛾的迁徙，使大批蚕蛾无端被困在黑暗的孤岛上，坐以待毙。“人工白昼”还致使许多昆虫被强光源周围的高温烧死，致使美丽的蝴蝶变得越来越少了。
        （3）受影响的还有一种甲壳纲动物和轮虫，本来它们在夜间游到水面吃水藻，白天则在水下休息并躲避猎食者。街灯的强光折射到水面后，这些微小生物一直停留在水面下。后果是，蜉蝣生物被剥夺了营养来源，以此为生的鱼虾大量减少；幸存的水藻却快速疯长，破坏了其它水生物的生长环境，使水体受到污染。可见，人工光的泛滥会影响到食物链彼此依存的正常关系。
       （4）更糟糕的是，西雅图市佛莱德癌症研究中心的科学家发现，夜间工作的妇女比非夜间工作的妇女患乳腺癌的几率高出60%；上夜班的年头越多，夜班时间越长，接触的光线强度越高，患病的可能性就越大。患病的可能性就越大。其它的研究还表明，照在视网膜上的灯光，即使在睡眠期间，也会减少褪黑激素的生成，而褪黑激素能帮助调节昼夜节律，还具有抗氧化的功能。神经内分泌学家鲁塞尔·雷特说：“灯光是一种毒品。滥用灯光，就是在危害健康。”
        （5）研究光污染的科学家们一致认为，社会应该采取一些切实有效的措施来降低光污染的程度。他们建议对固定照明设施进行遮盖，并将散射光的圆形灯换成不散射光的平底灯，让灯光照向需要照射的地方，而不是过路人的眼睛和居民的窗户。……阿尔瓦勒兹说：“装饰性灯光应该像高明画家的画笔，要画龙点睛地突出细节，而不应该像粉刷匠手里的刷子，均匀地细密地刷满整个建筑。”
                                                                                                                                                                                        （选自《生命世界》，文章有改动）
【相关链接】
某市将通过灯光建设，构筑几大主题景观体系，以展示该市作为现代国际大都市繁华的恢弘气势。景观一，由中心城区1000余条纵横交错的路灯廊道构成的“霞光千道”夜景景观。景观二，由百余栋公共建筑“里光外透”和200栋15层以上高层建筑灯光构成“都市辉煌”夜景景观。景观三、由18片居住小居的甬路灯光、楼道灯光、标识灯光和绿化小品等装饰性灯光构成的“万家灯火”的夜景景观。

手机确定你的位置

       当今时代，手机已经越来越普及，移动通信技术的发展使人和人之间的沟通更加方便，给人们的生活带来了很多的便利。随着手机技术的成熟和发展，同时也带动了各种新兴无线业务的出现，如彩铃、彩信和手机上网等等。我们在这里要介绍的是手机的无线定位技术。

       无线定位技术的应用非常广泛。在军事上，这项技术可以用以锁定敌对目标的位置，例如，在第一次车臣战争期间，俄罗斯军队用导弹击毙正在用手机通话的杜达耶夫，就使用了这项技术。在公共安全方面，警方在处理绑架案件的时候，可以通过这项技术确定使用手机的绑匪的位置。在日常生活中，这项技术可以派上大用场，例如，给迷路的人指引方向，救助突发疾患的病人等等。那么，怎么用手机来定位呢？

       无线定位可分为卫星无线定位和地面无线定位。在卫星定位技术中，最有名的就是全球定位系统（GPS），这是一种利用卫星系统实现移动目标三维定位的技术。而地面无线定位则通过测量无线电波的传播时间、信号场强、相位、入射角度等参数实现移动目标的定位，手机定位技术属于地面无线定位系统。

       手机定位有各种不同的形式，各种不同的定位业务对定位精度的要求也不相同。我们都知道，手机处在外地漫游状态时，其通话费的计算就另有标准，那么这种定位所需的技术就比较简单。移动通信网有很多基站，每个基站覆盖一定的区域，在这个区域内的手机与基站发生通信联系，从而确定其大致位置。

       在手机的无线定位系统中，为了避免对移动终端增加额外开销，多采用的是基于网络的定位方案，由多个基站同时接收和检测手机发出的信号，根据测量到的参数由计算机对其进行定位估计。为了获得这些参数，就需要在基站中安装监测设备，在把这些数据通过计算机处理，从而估计出手机的大致位置。手机信号的参数有传播时间、信号场强、入射角度等。

       从手机发出的信号达到基站，需要一定的时间，根据电磁波的传播速度可以算出手机与基站之间的距离。那么，如果通过多个基站进行这种测量，就可以计算出手机的位置。这种技术对时间同步的要求很高，后来，人们研究出一种方法，可以通过计算时间差来确定手机位置。

       手机距离基站越远，所接收的信号强度越低。这样，通过测量接收信号的场强数据，以及一些相关的参数，就可以估算出手机与基站之间的距离。同时，由三个以上的测量值就可以估算手机的位置。这就是根据信号场强来定位的原理。由于在城市的复杂环境中，无线电波的传播非常复杂，所以，这种技术在定位精度上有局限性。

       手机发出的信号是一系列电磁波，电磁波到达基站有一定的入射角度，测量入射角度，就会得到一条从发射机到接收机的方向线，手机的位置就可以由这条方向线得到。当然了，至少要测量两个基站得到两条方向线才行。为了测量电磁波的入射角度，接收机的天线需要改进，必须配备方向性强的天线阵列。

       以上介绍的是最基本的手机定位技术。如果定位精度要求比较高的话，就需要多种定位技术混合使用，这就是混合定位技术。在混合定位技术中，手机也可以使用全球定位系统（GPS）为人们服务。特别是在城市里，可以利用基站密集的优势，利用卫星技术和基站信号混合的方式定位，实现在高楼层中的精确定位。

       虽然目前的手机定位技术还存在着很多问题，但是，随着技术的发展，手机定位技术一定会更好地造福于人们。

太空中的绿色动力——太阳帆

    ①太阳光传送光和热，照到人身上，人会感到暖洋洋的，但从来也没有人感觉到太阳光有压力。实际上，太阳光是有压力的，因为光具有两重性，既是电磁波，又是粒子——光子。光线实际上是光子流，当光子流受到物体阻挡时，光子就撞到该物体上，就像空气分子撞到物体上一样，它的动能就转化成对物体的压力。

    ②不过，太阳光产生的压力——光压是非常非常小的。不仅人感受不到，就连普通的仪器也测不出来。在地球附近，太阳光照射到一个平整、光亮、能完全反射光的表面时，产生的压力最大，大约是9×10－6牛/平方米，也就是说100万平方米平整光亮的面积上才受到9牛的压力，只相当于一个2分硬币的重量。在地面上，由于重力、大气压力、空气阻力、摩擦力等力的存在，微乎其微的太阳光压力被淹没在这些宏观力的汪洋大海之中。

    ③“山中无老虎，猴子称大王。”到了太空中，重力、大气压力、空气阻力、摩擦力等几乎完全消失，太阳光压才有了出头之日。一些具有创新思维的人开始想到利用太阳光压来推动航天器在太空飞行。早在上一世纪初，俄罗斯宇航理论先驱齐奥尔科夫斯基就提出过这一大胆的设想。以后，又有不少科学家进行过研究。然而，只有当科学技术发展到今天的水平，在有强大的火箭把航天器送入太空的条件下，利用太阳光作为航天推进力才有了实现的可能。

    ④太阳光压的大小是与接受太阳照射的面积成正比的。受照面积越大，产生的压力越大。为了获得一定的压力，必须有足够大的受照面积，从而引出了太阳帆的概念。

    ⑤太阳帆是一种面积很大，表面平整、光滑、无斑点和皱纹的薄膜，一般由聚酯或聚酰亚胺等高分子材料制成，表面镀铝或银，使其具有全反射的特性。

    ⑥一块面积为105×105平方米的太阳帆，在太阳光正射下可获得大约100毫牛的力，用它推动100千克的物体，可产生1毫米/平方秒的加速度。这个加速度极其微小，只有地面重力加速度的一万分之一。

⑦俗话说：“涓涓细流汇成大海，块块碎土堆成高山。”速度等于加速度与时间的乘积，尽管加速度非常小，只要时间足够长，终能达到一定的速度。即使航天器的加速度只有1毫米/平方秒，那么，一天以后，速度达到86.4米/秒；一个月后达到2592米/秒；130天后，就可超过第二宇宙速度，达到11.23千米/秒；一年后可达到31.54千米/秒，足以飞出太阳系，由此可见加速度不在大，时间长则灵。

神奇的瓦片

    ①瓦，作为中国传统的建筑材料，最早使用于西周早期，迄今已有3000多年历史。随着朝代更迭，瓦被广泛使用，时至今日，我们可以看到故宫奢华的琉璃瓦，也可以看到徽州质朴的粉墙黛瓦。千百年来，瓦的功能除了透风、挡雨、装饰，没有过改变。

    ②但，如今，瓦的功能性被扩大化了，这一改变源自薄膜太阳能企业汉能公司推出的新一代产品“汉瓦”。“汉瓦”的神奇之处在于，这种瓦片不仅具有屋顶建材的基本功能，还具有发电的功能，是更符合现代建筑审美需求的新一代屋面瓦，也是现有市场里太阳能产品和传统屋面瓦的升级产品。

③“汉瓦”之所以能发电，核心技术是，它将柔性薄膜太阳能芯片与屋面瓦融为一体，换言之，就是将轻薄、高效、柔性的铜镓硒（CIGS）薄膜太阳能芯片通过内外双层的夹胶封装工艺，精密封装在透光度超过91.5%的玻璃内层中，这种太阳能芯片能让瓦片像绿色植物一样直接利用阳光，进行薄膜发电。

    ④除了具有发电功能之外，相比传统屋面瓦，“汉瓦”还具有隔热、保温、防火、防渗水、抗冰雹等特性。“汉瓦”具有玻璃材料、U型挡水条、F型卡槽三重防水保护。其中，玻璃材质永久不透水，U型挡水条保证瓦片安装后上下方向不渗水，F型卡槽双扣结构保证瓦片安装后左右方向不渗水。

    ⑤为了适应不同使用场景，目前上市销售的“汉瓦”包括三个系列，分别是曲面、平板、倒C型三款。不过这款神奇的瓦片售价也不菲，每平方米售价在千元以上。

选自《东南快报》

什么是热带气旋

    ①热带气旋是一种低气压天气系统，通常形成于离赤道平均5纬度外的热带地区海面上，它是一个由云、风和雷暴组成的巨型的旋转系统，是一个由地球的自转和引力支持的巨型的“热力发电机”，它的能量来自水蒸气冷却凝固时放出的潜热。

    ②国际气象界以热带气旋中心附近的最大风力来确定其强度，中心附近最大风力8级（10.8——17.1米／秒）的被称为热带低压，中心附近风力8——9级（17.2一24.4米／秒）的被称为热带风暴，中心附近最大风力10——11级（24.5——32.6米／秒）的被称为强热带风暴，而中心附近风力12级以上（大于等于32.7米／秒）的则被称为台风或飓风。

    ③要分析强热带风暴的形成原因，就要研究热带气旋形成的条件。首先是足够广阔的热带洋面，提供热带气旋高温、高湿的空气，这是热带气旋产生的一个最基本的条件。这个洋面水温不低于26.5摄氏度，且暖水层必须有60米左右的厚度。之所以热带气旋主要在夏季后期发生，是因为海水温度在这个时候最高。通常9月是热带气旋最活跃的月份，5月则是最不活跃的月份。此外要有足够大的地球自转偏向力。因赤道的地转偏向力为零，而向两极逐渐增大，所以热带气旋发生地点大约离开赤道5个纬度以上。在强热带气旋形成之前，预先还要有一个弱的热带涡旋存在。在一个事先已经存在的热带涡旋里，涡旋内的气压比四周低，周围的空气挟带大量的水汽流向涡旋中心，并在涡旋区内产生向上运动。而湿空气上升，水汽凝结，释放出巨大的凝结潜热，它促使热带气旋这部大机器运转。最后，在弱低压上方，高低空之间的风向风速差别要小。在这种情况下，上下空气一致行动，高层空气中热量容易积聚，从而增加能量。

    ④强热带风暴的风力足以损坏甚至摧毁陆地上的建筑、桥梁、车辆等，特别是在建筑物没有被加固的地区，破坏更大。强热带风暴带来的大风及气压造成的水面上升可以淹没沿海地区，这种风暴潮往往是热带气旋各种破坏之中夺去生命最多的。为了最大限度降低强热于风暴灾害的影响，人们积极展开防灾减灾工作。首先是监测预报。由于热带气旋登陆后造成的危害最大，所以预报其登陆，就十分关键。通过卫星云图和气象雷达获取的图像和数据，能够预侧热带气旋的路径。不过，由于气象学界对影响热带气旋发展的因素仍未全面了解，预测难以做到万无一失。还有就是要做好防范措施。例如船只回港进风，对房屋进行加固，必要时疏散人群等等。此外也有国家曾经尝试主动干预。在上世纪六七十年代，美国政府曾尝试以碘化银使热带气旋螺旋云带的水分过度冷却的方式，人工减弱热带气旋。但是由于被人工减弱的风暴有太大的不确定性，有时会改变路径，并迅速恢复能量，所以这项工作并没有普遍开展。更重要的是，作为大自然自我调节的一个工具，热带气旋能为干旱地区带来重要的降水。并且可维持全球热量和动能分布平衡，所以专家认为最大限度降低其破坏性的最好办法仍是顺其自然，做好防范。