1700042475
1700042476
那么，为什么我们总是不断听人谈到水资源短缺呢？为什么非洲的很多地区会因为缺水而造成农作物歉收呢？将地球上的水按人头来算，我们每人分到的水量是0．2立方千米。说得更精确点，人均得水量是212100000000升。
1700042477
1700042478
如果将你分到的水装进1公升的容器中，这些容器堆起来差不多有10000000千米——这个高度是地球与月球之间距离的26倍。按照每人每天消耗5公升水的合理的标准来算，地球上的水能用116219178年。而且，这还是基于水消耗了就不会再回来的假定下。实际上，许多被我们“消耗”过的水很快就能循环回来，以后还能使用。
1700042479
1700042480
当然，现实情况远比我们刚才展示的要复杂得多。日常生活中，我们每天的用水量远不止5公升。一个普通的西方国家的居民每天会用5000至10000公升的水。我们用水洗澡——浇灌草坪或是冲厕所——不过现有最耗水的还是加工人类日常消费的商品和食物，它远远超过个人用水量。仅仅是生产1只汉堡的肉饼就要消耗3000公升水，而制造一罐一公斤咖啡的整个过程需用水20000公升。
1700042481
1700042482
尽管如此，即便每天人均用水10000公升，在没有任何形式水循环利用的前提下，我们拥有的水还是足够使用57000年。那么，水资源短缺又从何而来呢？虽然地球上水资源丰富，但是大部分的水很难为人类所用。有些水被冻结在冰川中或是蕴藏在地底，但是，到目前为止，大部分——占地球总储水量97%——的水都在海洋里，在你飞行的旅程中你将可能看到它们。
1700042483
1700042484
对于任何一个拥有海岸线的国家来说，获得海水并不难，不过想要利用它却是件很费钱的事。事实上，像英国这样的岛国宁愿花巨资修建水库收集淡水，却不用唾手可得、取之不尽的海水，这说明将海水转化为可饮用的淡水的海水淡化过程是多么昂贵。水资源短缺实际上就是能源短缺。如果有足够的廉价能源，我们就能将大量的水运送到适当的地方，用最少的成本将海水淡化。
1700042485
1700042486
当你飞越大西洋、太平洋或是类似的海洋时，你能直观地感受到地球的水资源是多么的丰富。飞机以每小时超过800千米（约500英里）的速度飞了一个又一个小时，而你目及之处都是海洋。不过海水并不是一成不变的。即便身处高空，你还是能看到白花花的浪头和海水变换丰富的色彩，从最明亮的蓝色过渡到绿色、灰色甚至黄色。大海无边无际，不过它们绝不是一片死气沉沉、单调无聊的水面。
1700042487
1700042488
1700042489
1700042490
1700042491
飞行中的科学 [:1700041560]
1700042492
飞行中的科学 不等人的时间和潮水
1700042493
1700042494
海洋对地球最大的影响之一就是潮汐。几千年以来，人们一直困惑于海平面一日两次的涨落，这究竟是什么原因造成的呢？受到地球绕着太阳转这种新鲜理念的启发，伽利略确信涨潮落潮是地球运动的产物。他认为在地球急速环绕轨道运动、同时自身也旋转的情况下，海水被推向一侧，就如同飞速行驶的汽车在转弯时，乘客也会被甩出去一样。伽利略将潮汐作为地球绕着太阳转的主要论据。不过这个论据也有一些小小的缺陷——按照伽利略的理论，每日只有一次潮水，而事实上却有两次。
1700042495
1700042496
一些与伽利略同时代的科学家猜测是月亮引发了潮汐，因为海水的涨落与天空中月亮的位置有着某种巧合。他们认为月光给水施加了某种神秘的影响。不过，有人提出在月亮被云层遮覆时，海水还是涨落如旧，因此，这种说法最终被淘汰了。如今，我们知道潮汐是由太阳和月亮的引力导致的。
1700042497
1700042498
受太阳的影响，地球上有了四季变换，不过这里我们先撇开太阳不说，月亮不知疲倦地影响着我们，地球上才出现了潮汐。试想一下，地球和月亮高悬于宇宙之中。地球的引力吸引着月亮，而月亮也同样牵扯着地球。离吸引你的物体越远，你所受到的引力就越微弱，因此，地球上靠近月亮近的地方受到月亮的引力就越强，反之，离月亮越远受到的引力则越弱。
1700042499
1700042500
这意味着，地球上面向月球的海水暴涨，朝天空中月亮的方向掀起高涌的潮头。而地球的另一侧，由于离月亮较远，海水受到月球的引力相对微弱，产生离心的趋势，因此在背向月球的海面也形成隆起的潮头。这些潮汐追随着天空中月亮的位置，横扫整个地球表面。
1700042501
1700042502
如果月亮表面也存在水的话，相应的，地球引力将使这些水迸发出惊人的威力，生成24小时一刻不停的海啸。地球的重量大约是月球的80倍，而重力的大小与物体的重量成正比。重量加倍，重力也随之加倍。所以，假设两个星球的水量一样，地球引力引发的月球潮汐的能量将是月球引力引发的地球潮汐的80倍。
1700042503
1700042504
假如你听说过月球表面的重力是地球表面的1/6（回想一下那些宇航员在月球表面弹跳着行走的画面），那么，80倍的说法听上去就似乎有些夸大了。地球的重力只有月球的6倍，那么，为什么地球的吸引力会是月球的80倍呢？
1700042505
1700042506
1700042507
1700042508
1700042509
图10 月球引力产生的潮汐
1700042510
1700042511
这是因为，吸引你的物体的质量和你与物体中心之间距离的平方还决定了重力的大小。月球的质量是地球的1/80，而它的半径比地球的小了3．6倍。因此，如果你站在月球表面，你与月球中心的距离要比地球上你与地心之间的距离小3．6倍。这意味着若两个星球质量相等，你在月球上受到的重力将会约是地球上的13倍（3．6×3．6）。加上月球只有地球1/80的质量，你在月球上所受到的重力将会是13/80——差不多是地球上所受重力的1/6。
1700042512
1700042513
1700042514
1700042515
1700042516
飞行中的科学 [:1700041561]
1700042517
飞行中的科学 风口浪尖处
1700042518
1700042519
和潮汐不同，海面上波光粼粼的浪花并非出自月亮之手，而完全蒙太阳所赐。太阳的光和热导致了气候的形成与变迁，包括风，风又促成了浪。（海啸是个例外，它是由地震和山崩引起的，但是，绝大多数的浪都是在风吹拂海面时形成的。）
1700042520
1700042521
1700042522
1700042523
1700042524
迷你浪花