隧道会“呼吸”？

0 引言

“湿度又跳动了”，“湿度又开始跳动了”，每天上午 9 ：00 跟下午18 ：00 左右放置在隧道中段的湿度传感器数值会出现一次“心跳”现象，这也太玄乎其玄了，隧道不归于生物这一范畴，为啥会出现这种所谓的“呼吸”情形呢？到底为啥会在固定时段按时激增 15% 以上，又逐渐归于平静呀？我立志去做“科学侦探”，把它全面研究透彻！

1 数据侦探：Excel 里的“心跳图”

当我们把湿度传感器从中段迁移到隧道两端时，察觉到隧道“心跳”停了，但当我们又把传感器重新挪回中段，“心跳”又重新启动工作了，莫非传感器真的坏掉了？面对这一现象，我觉得唯有借助数据方可揭开此谜团，我们借助微软 Excel 构建数据分析，查看 2024年 9 月至 11 月的湿度监测数据，把 X 轴定义成每日时间段（8：00 起至 22 点），把 Y 轴定义成湿度的百分比，当三个月的数据叠加起来呈现的时候，两条仿佛锯齿样的脉冲带在上午 9 ：00 跟下午 18 ：00 位置一下子凸起，平均的相对湿度从 78. 3% 迅速上涨到了 90.2%，相对增幅攀升至 15%，再做入口 / 出口传感器数据的同步比对工作，但留意到二者的波形似直线般平稳，如图 1 所作出的呈现。为了剔除外界所产生的干扰，我们把同期天气数据结合到一起进行统计分析，不管是出现降雨的日子还是无降雨的日子，均未能改变数据折线图的走向，“故障说”自行崩塌，现象与数据说明：这是隧道自身显现出的规律性“生理现象”。

2 群体智慧：72 张灵魂画作拼出“水珠密码”

于隧道里向前迈步，我们发现隧道壁面出现了一条条白色的钙化痕迹。为了找到湿气散发的源头，首先得精准查到钙化点的位置。我们发起了一次面向全年级的隧道壁面觅“湿”活动，我制作一张调查问卷，把详细记录的调查时间、天气状况及观察点指引任务说明写进去，之后附上一张明确显示距离标尺的隧道手绘图模板，如图 2 所示。经过我们对“图册”精细严格的筛选，剔除绘制效果差或者无效的图片，我们把筛选后的 72 张优质图依次铺在了教室的地面，筛选合成了一幅“灵魂画作”：处于全长600 米的隧道范围里，250 米到350米的中段区间密集呈现出红色水笔留下的痕迹，而该区域墙壁上呈现的一道道白色钙化的痕迹，进一步验证是水气长期留存、矿物质析出产生的实证。这场借由群体智慧推进的绘图普查，圆满地把出现在隧道中段的湿度异常情况转变成具体空间位置的“水珠密码”以及精准的定位靶点。

图1 湿度叠加折线图

图2 手绘图模板

3 热成像狙击：捕捉尾气与混凝土的“冷热交锋”

确认好具体的隧道渗水位置以后，我们在重要的两个时间点也就是早上九点以及下午六点的时候准备用摄像机去录下来这个隧道由干变湿的过程，于是我们把学校实验室里 FLIRONE 热成像镜头通过橡皮筋给绑到了一个两米高的自拍杆的最顶端，然后再把这个自拍杆绑在了另外一个高度一米五左右的金属架子上，因为考虑到这个镜头是热成像镜头所以我们要给它做一个隔离避免抖动，我们在架子上面放置了一个海绵垫子，狙击到的效果就是 8 点 58 分钟的时候，镜头拍摄到的画面中隧道中间顶上飘着一个橙红色的高温气团，然后在 18 点02 分的时候也出现过同样的一个气团，这两个时间都恰巧是隧道开通后早晚高峰期的时候，车辆在行驶过程之中都会排放出大量的尾气，其中的水蒸汽含量较大，因为发动机在工作燃烧的过程中就存在大量水蒸汽。 橙红色高温气团便是汽车尾气温度叠加到的最热段，热气团靠近到混凝土以后，镜头里面又一次蓝紫色气团突然出现，气温一下子下降到 19.3℃、19.7℃（温差达到 12.9℃、11.6℃），赶紧把镜头拉近，看一眼，蓝紫色气团边上就冒出了一些“汗珠”，这也是证明着这个热学现象的存在，高温湿气团遇到混凝土冷气以后瞬间凝结成水膜！

4 结语

经过这一系列的推理审定，隧道“湿度飙升”的原因最终水落石出：早晚交通流量的高峰期，好多车辆会排放又热又湿的尾气，而且隧道中段是不通风的，湿热空气很易堆积后留存，这些湿热空气跟温度偏低的混凝土表面接触之后形成了较大温差，好似刚从冰箱取出的物件表面一下子就凝结出不少小水珠，隧道内的湿度跟着急剧上扬！

此次探索令人兴奋不已。我们把数学数据、地理环境、物理热学与凝聚相关的知识用在这，学习借助眼睛观察身边事物的细节并认真探究剖析；学会跟他人协同合作去完成团队任务。原来，科学其实离我们没多远，就在我们平常路过的隧道内，在 Excel 做成的折线图里面，在同学们用心勾勒的“藏宝图”之上，在进行实验搭建的自制仪器里面。

参考文献：

[1] 赵凯华，罗蔚茵.《新概念物理教程：热学》[M]. 高等教育出版社 ， 2017

2] 郝吉明.《城市机动车排放控制》[M]. 科学出版社， 2020

[3] 王伟等. 城市隧道通风系统对污染物扩散的影响[J]. 环境科学与技术 ， 2023

曹慧（1981.11），女，汉族硕士，高级工程师，从事软件技术方面研究。

汤玢月（2007.9）， 女，汉族学生。