FYI:蚊子如何才能在暴雨中生存?

雨滴对于蚊子来说,就像下坠的大众甲壳虫对于人类一样。然而,令人难以置信——也令人抓狂的是——蚊子竟然能在暴雨中存活下来。它们是怎么做到的?

想象一下,你正在公园里散步,突然有成千上万辆大众甲壳虫汽车从天而降。它们下坠的速度是你奔跑速度的五倍,所以躲避是不可能的。对你来说,是不是游戏结束了?如果换成是蚊子,就不是这样了。诚然,雨滴对于这种讨厌的昆虫来说,就像大众汽车对于我们一样,但蚊子在这种情况下有一些人类没有的天然优势。

蚊子在暴雨中生存的秘密并非来自于什么精妙的技巧或空中杂技。乔治亚理工学院机械工程学助理教授大卫·胡(David Hu)表示,这是它们低质量、疏水性翅膀以及“随波逐流”心态共同作用的结果。胡博士研究了蚊子在雨中的飞行行为,以更好地理解微型飞行器(MAVs)的局限性。这些微型机器人飞机可以小到像昆虫一样,因此了解蚊子如何承受雨滴碰撞,可以帮助科学家开发更可靠的MAVs。

了解蚊子如何承受雨滴碰撞,可以帮助科学家开发更可靠的MAVs。“如何制造这些东西以及制造出来后它们的局限性,仍然是一个问题,”胡博士说。蚊子可以为这些局限性提供一些解决方案——为MAVs如何更好地适应空中碰撞提供思路。

雨滴以大约每小时10英里的速度从天而降。当它以这个速度撞击坚硬表面时,会迅速减速100%,并产生大约是蚊子体重10,000倍的力——足以杀死它,胡博士说。

但蚊子非常轻,所以当雨滴在空中与它碰撞时,蚊子只减速2%到20%,产生的力大约是蚊子体重的50到300倍——这仍然是一个相当大的力,但由于蚊子极其坚固的外骨骼,不足以在撞击时杀死它,胡博士说。“这就像你从夹克上取下一根羽毛,然后把它放在蚊子的正上方,”胡博士说。

很容易想象,羽毛的一扫不会伤害蚊子,但蚊子是如何承受雨滴的冲击力的呢?会发生两种情况之一:如果雨滴击中蚊子的腿或翅膀,蚊子会失去平衡,在空中旋转,雨滴从它具有防水性的末端滑落。蚊子会重新调整姿态,在大约百分之一秒内恢复正常。

蚊子在大约百分之一秒内恢复正常。如果雨滴直接击中蚊子的身体,冲击力会大得多。而不是在空中旋转,雨滴会抓住蚊子,并将其迅速加速向下。这就好比你走在街上,突然被一辆每小时10,000英里的大巴撞到,然后被它带着一起飞驰。

蚊子以超快的速度搭乘雨滴的“便车”前行大约5到10厘米,然后它会做一些出乎意料的事情——它会从雨滴上“剥离”下来,并继续沿其飞行路径前进。

胡博士说,这个过程就像那个不幸被公共汽车撞到的人碰巧浑身盖满了报纸一样。当他和公共汽车相撞时,他报纸状的四肢开始在风中挥舞。由于蚊子的长腿和翅膀延伸到了雨滴的边缘之外,它们产生了风和力矩,从而使蚊子得以解脱。

蚊子是终极的太极大师:它们不抵抗外力。尽管经历了这一切动荡,你可能会认为蚊子会改变行为来避开雨滴。是的,它们可以承受冲击力,但在飞驰的雨滴上向下冲刺肯定不好受。你会认为它们会这样做,但你错了。

“我称蚊子为终极太极大师,因为它们根本不抵抗力,”胡博士说。相反,蚊子只是随遇而安,尽管经历了喷气式飞机的加速。

但这种随遇而安的态度在它们离地面太近时可能会对蚊子不利。如果蚊子距离地面只有10厘米或更少,并且被雨滴直接击中身体,它就没有足够的时间“剥离”下来。相反,它会被撞到地面上。对于这位太极大师来说,游戏结束了。

此故事由西北大学梅迪尔新闻学院合作制作。如需更多FYI信息,请点击此处

 

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