蚊子遇到暴雨沒處躲會被雨點打死嗎?


————————6月19日更新————————————————————
我回答的原答案已經偏題。我主要考慮蚊子浸沒水中後的結果,以及持續暴雨雨滴對蚊子打擊造成蚊子最終墜落後的結果。

問題問的是「蚊子遇到暴雨沒處躲會被雨點打死嗎?」 這個應該是純物理的了,蚊子在雨中的死亡不是被雨點打死的,而應該是其他原因。為什麼在雨中不能被雨滴打死,果殼網上有篇介紹:

漫漫細雨對我們來說時常是浪漫而愜意的象徵,可你有沒有想過,對體積微小的昆蟲,譬如蚊子來說,雨中漫步簡直就是一場災難大片。一滴雨珠的重量可以達到蚊子體重的50倍之多,在蚊子眼中,我們口中的「毛毛雨」,不下於一輛輛甲殼蟲汽車從天而降!可惜的是,在如此漫天高速飛落的「甲殼蟲汽車」雨中,蚊子依然能夠嗡嗡作響而毫髮無損。是什麼賦予了它們如此神通?

為了破解這一謎題,美國喬治亞理工學院的胡立德教授與美國疾病控制中心合作,對雨中飛舞的蚊子進行了高速攝像,以便仔細觀察蚊子被雨滴擊中瞬間的行為。

這可不是一件容易的事情:首先,要從幾米高的距離外讓雨滴開始加速並準確「擊中」蚊子簡直是不可能的任務,「守株待兔」等蚊子被「人工降雨」自然擊中的概率也微乎其微。研究員們於是採用了「水槍打蚊群」的策略,將數以百計的蚊子裝入一個細高的透明容器中,從容器頂端用高速噴頭向蚊群發射與自然界中雨滴速度相仿(大約每秒9米 )的「模擬雨滴」,以增加蚊子被「雨滴」擊中的概率。

同時,由於蚊子與雨滴在瞬息之間便擦身而過,如何讓實驗設備自動而準確地捕捉這一時刻成了另一個亟需解決的問題。研究員們想出的辦法是,在蚊子飛行高度的上方設置一道「激光封鎖線」,雨滴穿過激光線時,便觸發高速相機開始以每秒4000幀的速度拍攝,詳細記錄蚊子與雨滴相互作用中的每一個動作。

通過拍攝下的高速視頻,胡立德教授與他的研究小組分析並歸納了雨滴擊中蚊子不同部位的各種情況,計算出了蚊子在遭遇雨滴的瞬間所受的作用力,以及其後隨雨滴向下移動的距離。他們發現,蚊子不像我們可能推測的那樣能夠躲避雨滴,但被雨滴擊中的蚊子也不會受到衝擊帶來的傷害。蚊子的秘訣,就在於它們體重極輕。

研究小組拍攝的高速視頻顯示,蚊子被雨滴擊中時並不抵擋雨滴,而是與雨滴融為一體,順應雨滴的趨勢落下。當雨滴擊中蚊子翅膀或腿部時,蚊子會向擊中的那一側傾斜,並通過高達50度的高難度「側身翻滾動作」讓雨滴從身側滑落。而當雨滴直接擊中蚊子身體時,蚊子先順應雨水強大的推力與之一同下落,隨之迅速側向微調與雨滴分離並恢復飛行。

圖A展示了實驗用的模擬雨滴與蚊子的相對大小;圖B為實驗裝置示意圖;圖C和圖D是視頻中的一系列截圖,顯示了蚊子被雨滴擊中後迅速作出高難度的「側身翻滾動作」讓雨滴從身側滑落。

研究小組發現,若是雨滴擊中蚊子時,蚊子棲息於無法移動的地面上,雨滴的速度將瞬間減小為0,並施加等同於蚊子體重10000倍的力在蚊子身上,足以致命。而當蚊子在空中被擊中並採用「不抵抗」策略時,蚊子受到的衝擊力就減小為自重的50-300倍,只相當於在蚊子身上壓了一根羽毛——這是蚊子所能夠承受的。兩者之間的區別,就如同「一拳打在鋼板上」和「一拳打在棉花上」。

雖說蚊子看似柔弱如風中浮萍被雨滴砸得搖晃不定,但正是由於蚊子的重量微不可記,在與雨水碰撞的過程中,雨滴幾乎沒有減速,動能並未轉化為能量擊打在蚊子身上,而是讓蚊子瞬間加速,從而化解了高速下降的雨滴帶來的巨大衝擊。這就像是「以柔克剛」, 達到「四兩撥千斤」的效果。 想不到小小的蚊子還個個是太極高手呢!

除了避免衝擊帶來的傷害,蚊子雨中求生的另一秘訣則是它們疏水性的細毛。覆滿防水細毛的身體使得蚊子在隨著雨滴下落的過程中與雨滴保持分隔狀態,從而能夠迅速擺脫雨滴重新飛起,在雨滴將它們砸落地面造成致命傷害前逃出生天。

胡立德教授的這一發現被發表在《美國國家科學院院刊》(PNAS)上,並引起了廣泛關注。事實上,這項研究不只是跟蚊子有關。在對於自然界的應對之道上,動物往往有著比我們更豐富的經驗,並在千萬年的進化過程中發展出了適合它們生存環境的結構和功能。研究和模擬這些動物應對大自然的特殊本領,可以為我們的科學家和工程師提供新的設計思想,解決機械技術上的很多難題——比如,如何更好地設計微型飛行器,讓它們能夠像蚊子一樣,在雨中輕盈地翱翔。

所以,我理解是蚊子不能被雨滴打死,但是暴雨中持續性的密集雨滴撞擊會使蚊子墜落(間歇雨滴撞擊、短時間雨滴撞擊難以使其墜落),而墜落的蚊子在暴雨下很難從水面從新起飛,造成長時間浸水,死亡原因應與撞擊不是直接關係。
————————————————6月18日原回答——————————————————————
謝邀@無韻醬,其實知乎上好多邀請我的題目都是涉及到昆蟲的物理題,這個題目就是這樣的,太考驗我了。

根據我對蚊類的觀察,蚊子成蟲持續長時間浸在水中或半浸濕於水中的成活率很低,在暴雨發生且無遮蔽的情況下,蚊子基本無法在雨中倖存。主要表現在蚊子體軀較為嬌弱,水滴的衝擊力對它來說還是具有很強大的衝擊效果的,飛行中的蚊子會被打落,造成長時間浸水;再一個是蚊子浸水或浸於水中一般是頭胸部在上(非下雨時的靜止水面上,蚊子在水面不會下沉,可藉助表面張力立於水面),腹部在下(主要是腿節都在胸部),腹部有供呼吸的氣門,長時間浸於水中無法呼吸(昆蟲呼吸不靠頭部啊,靠腹部氣門)。 不過,蚊子活躍的地方,植株或房屋等遮蔽物較多,一般下雨時多停留於遮蔽處。

蚊子幼蟲孑孓就不怕水了,蚊子產卵在水中的。

水中的孑孓


答案是,當然不會,這個研究果殼網早就有了。實際上我曾經做過實驗,即使是洗澡的噴頭噴出的高速水柱也不能砸死蚊子。


不會。


研究小組拍攝的高速視頻顯示,蚊子被雨滴擊中時並不抵擋雨滴,而是與雨滴融為一體,順應雨滴的趨勢落下。當雨滴擊中蚊子翅膀或腿部時,蚊子會向擊中的那一側傾斜,並通過高達50度的高難度「側身翻滾動作」讓雨滴從身側滑落。而當雨滴直接擊中蚊子身體時,蚊子先順應雨水強大的推力與之一同下落,隨之迅速側向微調與雨滴分離並恢復飛行。

沒想到小小蚊子,也學會了太極神功,懂得借勢卸力。


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