 有的人或许已经见过消防员在消防局里刚出警时的情境：火警一响，消防员就不得不放下手中的任何活计，即便正在吃饭也要丢下饭碗，然后全力奔跑。消防员的行为令人钦佩。与此同时，不免让人疑惑，消防员为何一听到火警就必须立刻出警，连多吃一两口饭的时间都没有?毕竟根据我们所学的知识和日常生活的经验，生活中有不少东西是不易燃的，而且即便是易燃的物品，数量不够多的话也不会烧得那么快，因此两三秒的空余时间理应是有的。 其中一个主要的原因是沟槽效应，这个效应会导致一团小火苗在极短的时间变成难以抑制的大火，而正是这一效应使得消防员分秒必争。 被火焰吞没的伦敦地铁站 尽管消防员诞生的历史可以追溯到古埃及时期，但是沟槽效应在1987年之后才被注意到。1987年11月18日晚上7点36分，伦敦的消防员接到了报警，伦敦国王十字地铁站站台和售票大厅之间的自动扶梯下方有一团小火苗。6分钟之后，消防员就到了现场，此时火苗已经长到了一个纸箱那么大。 火势只有纸箱那么大?这不就是一个灭火器就能解决的吗?那时的伦敦消防员也是这么想的，于是他们不着急行动。但是仅仅在不到3分钟的时间，纸箱大小的火团突然扩大，沿着自动扶梯向上爬，火焰瞬间吞没了自动扶梯，来到上方的售票大厅。这时又恰逢下班高峰期，地铁里到处都是人，火灾又引起了骚乱和踩踏。
后来，火焰吞噬了整个地铁站。最后，150名消防员参与了救援，直到第二天凌晨的1点半，消防员们才扑灭了大火。而这场大火造成了31人死亡，100多人受伤。 火势为何在短短3分钟之内就变得如此之大?要知道，事发的扶梯高16米，长42米，宽7米。哪怕是人为扩大火势，需要的时间都不止3分钟。 事故之后，英国政府委托剑桥大学的英国原子能科学研究院研究车站火势突然变大的原因。后来，在目击者的证词、计算机模拟和实物模型的帮助下，科学研究院的科学家找到了火势突然变大的原因——沟槽效应。 沟槽效应 根据目击者说，火团是突然间变大，然后变成火蛇，紧“贴”着扶梯向上跑。随后，科学研究院的科学家利用当时计算力最强的超级计算机Cray-2对火灾发展进行了模拟，模拟的结果符合目击者的证词。火团突然变大，然后贴着扶梯向上跑的情况是真实存在的吗?这是计算机模拟的结果出来之后，不少科学家提出的质疑，当时他们认为火焰只会竖直地向上烧，而这也符合日常生活经验。 为了进一步验证超级计算机的模拟结果，英国职业健康与安全管理局的科学家直接建造了一个1:3的伦敦地铁站模型，不仅还原了扶梯，还还原了购票大厅，甚至连建筑材料都一样。现实的实验结果跟计算机的模拟结果一致。火团在大约1分11秒的时候就开始边变大，边沿着扶梯向上跑，火焰蔓延的速度达到了10米/秒，而这背后的物理学原理被命名为沟槽效应。至此，伦敦国王十字地铁站火灾的物理原因找到了。
什么是沟槽效应?沟槽效应其实是康达效应和烟囱效应的结合体。当水流或气流流过凸起的表面时，它们会沿着凸起表面流动，而不是呈切线般流出去，这种现象就是康达效应。康达效应在日常生活中最常见的一个例子，就是我们把一个水杯里的水倒向另一个水杯时，水到了瓶口会突然转弯，然后沿着外壁流。 烟囱效应则是当一部分的空气受热上升时，周围的空气会向下沉，形成对流，然后从底部流入被加热的空气的现象。火焰本质上是高温的气体，因此火焰也会受到康达效应的影响。扶梯台阶有着那么多的凸面，这就为火焰产生康达效应创造了极佳的环境。再加上烟囱效应，扶梯的火团底部会有源源不断的新鲜空气补充，而这又会助长火势，于是小火突然变成能攀爬的大火，沟槽效应就形成了。 之后的科学家又在实验室里，利用不同形状的长条木头对沟槽效应进行了研究。他们发现，只要有斜度，哪怕是平面，也会产生沟槽效应，不过不太明显。另外，凹型木的沟槽效应所造成的火势最大，回型木的沟槽效应所造成的火势的蔓延速度最快。 伦敦国王十字地铁站的火灾以及关于沟槽效应的各种发现给予了英国和其他国家警示：火警一响，一秒的时间都不能耽搁。 火警一响，分秒必争 现在让我们看看自己周围有没有凹型和回型的表面。最显眼的就是窗帘，它不仅易燃，而且有着不少的凹型表面，毫无疑问，一小簇火苗就足以引发大火。还有各种架子，而它们可以看成竖立的手扶梯。这样看来，家里有不少易燃物品可以产生沟槽效应，而消防员一听到火警就必须立即出警也就不难理解了。 除了城市火灾，沟槽效应也是山火最恐怖的一大特征。凹型地形在山上可以说是无处不在的。
另外，山里到处都是草和树木等可燃物。而且在山里，氧气又更充足。在这些条件的共同作用下，可想而知这样的沟槽效应所造成的火势究竟是多么恐怖的了。而这可以解释为何每次灭山火的时候，总有大量的牺牲。如果在扑灭山火的过程中遭遇了沟槽效应，那么几乎没有人能逃过速度达10米/秒的火龙。 最后回到伦敦国王十字地铁站的火灾，当时的新闻报道里似乎还没提到火灾的起始原因。后来，有的人说火苗是烟头引起的，有的人认为是恐怖袭击，也有的人认为是点烟的火柴引起的。无论如何，这团小火苗的来由很可能无法找到了。 |
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