珍贵的水资源（神奇的露水被人类）

随着全球气候变暖和人口快速增长，水资源短缺已成为全球共同面临的挑战。就目前情况来看，仅仅依靠自然降水很难满足人类生存和发展的需要。干旱灾害正呈现出常态化、全球性蔓延的新特点，人类抗旱形势十分严峻。

为了应对全球干旱的严峻挑战，近年来，人们逐渐走上了水资源开发利用的多措并举之路。在地表水、云水、土壤水等资源的开发利用过程中，水利建设、人工降水、保湿、雨水收集等措施得到广泛应用，成为地球上又一重要而宝贵的水资源，人们对露水的科学认识明显不足，对露水的开发利用没有得到充分重视。

露水是什么

露水的描写和理解由来已久。早在19世纪初，威尔斯就对露水的形成作了科学的阐述。20世纪60年代，世界气象组织（WMO）给出了露水的正式定义：露水是指水蒸气通过辐射冷却到洁净空气露点而在某一表面形成的冷凝水。我国学者在前人研究的基础上对露水的综合定义是：露水是指近地面空气在晴朗无风的长波辐射冷却下冷却到露点以下时，地面或地面物体表面水汽过饱和部分凝结而形成的水滴或者微风拂面的夜晚。

自然界中的露水只有在适当的条件下才能形成。一般来说，晴天露水更容易形成。从时间上看，露水多出现在夜间或清晨，春秋两季露水出现频率较高。

露水资源知多少

我们的祖先有使用露水的悠久传统。在山中修行的道士和隐士，经常从大自然中采集露水作为饮用水。

在干旱半干旱地区，如果大气水汽条件适宜，地表热条件一般更有利于露水的形成，露水有时可以达到自然降水的水平。在一些极端干旱地区，它甚至是生态植被唯一的液态水源。据估算，甘肃民勤地区年平均降水量在100毫米以上，露水可达100-200毫米。同时，近期的观测和试验也证实，干旱区平均露水量可达到0.1mm以上；如果选择当地理想的气候和地理环境条件，最大露水量可达到每天0.5mm以上甚至1mm以上。由此可见，自然界的露水资源不仅丰富，而且具有很大的开发利用潜力。

国际上很多国家都在开发露水资源开发利用技术。在加勒比海地区，露水被广泛收集并用作生产和生活中的饮用水源。相对而言，我国露水资源开发利用的尝试性试验不多，丰富的露水资源白白流失。

特殊的生态意义

与自然降水相比，露水具有非常独特的生态气候效应。首先，叶片露水可以直接被叶片吸收，从而有效地减少植被内部的水分亏缺。对于植物的生理需要，它往往比从根部吸收的水分更及时。其次，露水的形成一般比降水更均匀，能更充分地被土壤或植被的叶片吸收，不会形成水的浪费或损失等破坏或过度浸泡。第三，露水更容易被植物根系吸收，其吸收利用效率远高于普通降水或灌溉水。第四，虽然露水的量不一定很大，但其持续时间比降水的时间长得多，而且露水的频率比降水的频率高得多。它能延缓叶片的萎蔫，在极端失水后的关键时期维持植物的可持续生存。第五，露水可以直接凝结在土壤表面或形成露珠落入土壤中，直接参与土壤和植物的水分平衡过程。

此外，露水也是自然生态系统中昆虫和小动物的重要水源。它在维持和修复荒漠区微生态环境方面起着良好的作用，是土壤微生态系统的重要参与者和关键影响因素。

收集露水

现实中，不仅可以有效利用露水，还可以通过改善或选择当地气候条件、改造地表和地表特征等手段，为露水资源的形成创造有利的气象条件和适宜的地表热动力特征，从而增加结露量，达到开发的目的。在实践中，露水的发展主要从两个方面着手：有利气候条件的选择和最佳露水凝结面的开发。,

从当地气候条件看，当天空云量少、空气湿度高、风速适中、近地面逆温明显、地表温差大时，露水的形成率相对较高。结果表明，产生露水的理想气候条件是：近地大气相对湿度大于90%，风速保持在1～2m/s之间，地表温度低于露点，近地大气保持向下水汽输送状态，等等，从地理条件看，地势平坦开阔，有利于地表降温和水汽输送，露水相对容易形成。

同时，由于近地面大气温湿度梯度分布很大，不同高度的冷却效果和空气-水蒸气条件也会有很大差异，而集露装置离地面的高度也会影响露水的形成。结果表明，在一定高度下，采露效果较好。

露水凝结面的功率、辐射、热量和亲水性的提高将提高露水的形成效率，因此，对露水凝结面的改造和改善是目前开发露水资源的主要技术发展方向之一，比选择当地气候更为积极有效条件。

首先，改善结露表面形态是最简单可行的技术手段。通过制作一种开口大、体平、体轻的采集露水器，并将其置于空气中，可获得比自然状态更多的露水。

其次，提高结露表面的热性能也是新型结露器设计中常用的方法。它能更显著地提高冷凝表面的冷却速度，从而提高结露的效率。一般来说，利用导热性差、反照率高的材料制作结露表面是合适的。第三，由亲水性较好的材料制成的结露面也能增加结露量。清洁光滑的无机材料具有最好的亲水性。第四，可以选择最佳的凝结面角度，有效增加水的暴露量。结果表明，凝结面为水平面的30%。角落里收集的露水最多。第五，通过改进结露面结构设计，也可以增加结露量。网状结构具有通风充分、热惯性最小、多方向凝结等优点，是辐射冷却效果最好、水汽条件最好、凝结面积最有效的凝结面结构。

开发露水资源的新技术

目前，在实际应用中，采用金属网作为结露表面的结露收集器对结露量有较好的强化效果。该装置采用细钢丝编织直径约1米的漏斗形金属网，其中粗钢丝为经线，细钢丝为纬线，金属网由支架支撑，金属网漏斗下放置集露桶。为了更有效地增加露水的收集量，可以在大的金属网中设置小的金属网，也可以将细的金属网编织成松散的针状，放置在金属网中，以增强表面辐射，增加冷凝面积。

近年来，人们开始尝试应用纳米技术、新型生化材料等更先进的技术来提高露水的开发利用率。比如，有人用纳米尼龙纤维制成的无纺布网作为集露水器的冷凝面，效果很好。同时，也有人尝试在表面喷洒高科技生化材料，以增加表面的亲水性，从而提高露水含量。如果该方法测试成功，可以在许多领域得到广泛应用，其实际意义将更大。

从发展趋势来看，未来的技术方向应是将辐射冷却效果好、亲水性强的新材料与网状结构、空气放置等多种技术优势相结合的集成技术，这也给人类抵御自然灾害带来了新的希望。