因为一个奇特的物理现象,繁忙的地铁站发生了震惊世界的灾难

作者: 七君

来源: 把科学带回家

发布日期: 2021-03-25 10:54:30

30多年前,伦敦国王十字地铁站的一场火灾揭示了一个名为沟槽效应的物理现象,这一现象使得火势沿着斜坡迅速蔓延,最终导致31人死亡。这一事件促使全球地铁站加强火灾防范措施,并推动了对沟槽效应的研究。

火灾发生时什么样的地形很危险?因为人类不懂这背后的物理原理,30多年前曾经发生过一起震惊世界的恶性事件。而在这次事件后,一个奇怪的物理现象被研究者发现,现在这个物理现象成了消防员必备的知识。

伦敦的国王十字地铁站是伦敦的枢纽,也是全球最繁忙的地铁站之一。每年,国王十字车站有约9500万乘客通行。

1987年11月18日下午7点半左右,伦敦地铁国王十字圣潘可拉斯站的站台和售票大厅之间的一个自动扶梯上冒出了一个小火苗。消防员是在7点36分接到报警,7点42分赶到火场的。但是,在7点45分,火势迅速扩大,大火从木质的自动扶梯燃烧到了上方的售票大厅里。这场火非常难缠,150名消防员参与了救援,当时的英国运输大臣Paul Channon也亲自到现场指挥救灾。

最终这次大火造成了100多人受伤,31人死亡,其中包括1名消防员。

这个火灾有许多疑点,因此事后英国政府马上展开了调查。最大的疑点是,为什么火势会突然变大?在政府的委托下,位于剑桥大学的英国原子能科学研究院提出了一个新的解释:火焰仅仅沿着扶梯加速向上爬,而不是竖直地充满整个扶梯所在空间后才蔓延到售票大厅里去的。这个新发现的物理现象被命名为沟槽效应。

后来的研究发现,沟槽现象来源于经典的康达效应和烟囱效应的叠加。康达效应也叫附壁作用,意思是凸起物很“拉风”,气体和液体喜欢擦着凸起物流动,能绕着东西走就绝不走直线。而由于热气往上升,斜坡下部就会有空气流入,形成烟囱效应;新鲜的空气又会助长火势,让小火变成大火。

坡度越大,沟槽效应越显著。而斜坡的几何形态对沟槽效应也有重要的作用。实际上,沟槽效应也是山火最恐怖的一大特征,许多抢救山火的消防员就是因为沟槽效应而牺牲的。McArthur森林火险等级系统里就写着,山坡的斜度每增加10度,山火的蔓延速度就会增加一倍。所以你明白了吧,斜坡上着火的话应该往下坡跑,往上跑就是找死了。

这个问题并没有明确的答案,有人说是恐怖袭击,有人说是事故。

伦敦消防局的调查认为,烟民随意丢弃的火柴可能是导致火灾的直接原因。不论如何,经过这个事件,英国和全世界的地铁站开始重视火灾防范。原本缺乏地铁消防措施的英国在1989年通过了The Fire Precautions (Sub-surface Railway Stations) Regulations(地铁站火灾预防条例),规定地铁系统全面禁烟,加装灭火器和警报设施,木质扶梯也被替换成金属制。

其他国家也纷纷效仿,出台了车站禁烟等防火措施。

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