作為一個(gè)精致生活的人，我始終懷有一顆對(duì)美好生活向往的心。然而，自從來(lái)到西安生活了一年半之后，我發(fā)現(xiàn)，我對(duì)于美好生活的標(biāo)準(zhǔn)，竟然降低了。
唉，西安啊，冬季有一天是藍(lán)天我就知足了，咱還要啥自行車？
果然在山里面生活了18年還是孤陋寡聞，不知道山外面有這么優(yōu)秀的對(duì)手。據(jù)說(shuō)對(duì)于西安來(lái)講，躋身國(guó)家級(jí)霧霾競(jìng)賽的前十那是屬于裸考水平。稍微做點(diǎn)功課，前五不成問(wèn)題。再努力一下，搞個(gè)第一名還可以捧一個(gè)獎(jiǎng)杯回來(lái)，就是它了。
好了好了，咱先拋開這個(gè)除霾塔不談。我們知道，除去霧霾的常見方法一種是下雨，一種是刮風(fēng)。下雨通過(guò)水滴吸附霧霾顆粒從而讓霧霾沉降至地面。刮風(fēng)讓霧霾去到另一個(gè)地區(qū)。雖然我承認(rèn)后一種方法有一點(diǎn)不厚道，但能讓該地區(qū)的人開心就好。
可是我們?cè)賮?lái)看看西安。說(shuō)到西安與這兩者的關(guān)系，那是這樣一個(gè)故事：西安哥哥秋季是很受雨水妹妹歡迎的。尤其是在9月份的樣子，每天雨水妹妹都要來(lái)找他。終于有一天，西安哥哥生氣了，告訴雨水妹妹說(shuō)：“妹妹行行好，你別來(lái)煩哥了行不?？纯茨?，把我地下的文物都給泡壞了?！庇谑怯晁妹每拗x開了。
直到冬季來(lái)臨了，雨水妹妹看著西安哥哥太干燥，有些不忍心，但又有些猶豫。終于有一天，雨水妹妹鼓起了勇氣，再次來(lái)到了西安哥哥身旁，由于西安哥哥仍然對(duì)她非常冷漠，于是雨水妹妹就變成了雪，那是她冰冷的心啊。
但這雪它也不能沉降霾啊。
不過(guò)沒(méi)關(guān)系，我們還可以靠風(fēng)。
西安哥哥呼叫風(fēng)姐姐：“風(fēng)姐呀，快來(lái)幫我除一下霾吧?！憋L(fēng)姐說(shuō)：“西安娃子你莫急，老娘還正在幫你大哥北京除，這邊工作量大的很，累死個(gè)人了。等我除完這邊后就立刻趕過(guò)去，你看如何？”
隨后，風(fēng)姐氣喘吁吁地從北京趕了過(guò)來(lái)。但是，奇了怪了，這霧霾不但沒(méi)有緩解，反倒更嚴(yán)重了。
為啥呢？西安才發(fā)現(xiàn)原來(lái)是這缺心眼的秦嶺，張開了它的雙臂，在那里學(xué)開飛機(jī)。下圖[1]就可以瞥見這東北方向的霧霾是如何被風(fēng)姐帶了過(guò)來(lái)，秦嶺又是如何缺德的了。
看來(lái)，西安已經(jīng)容納不下一方凈土了。
突然，我想起從小我媽就教育我：靠天靠地不如靠自己。既然下雨和刮風(fēng)都靠不住?？磥?lái)，只能靠我自己了。
于是我把自己搬到了戶外去人工除霾。
一個(gè)人吸不行，就找個(gè)小伙伴來(lái)一起吸。兩個(gè)人不行就找更多的人。因此，我需要先粗略地計(jì)算一下，大約我需要找多少的小伙伴才能在一天內(nèi)一起把西安上空的霾吸完。
我們?nèi)∥靼彩忻娣e為1萬(wàn)平方公里。并且，我們假設(shè)霧霾只在垂直方向500米以下的區(qū)域均勻分布。以西安1月份的PM2.5的濃度來(lái)估算，2019年1月份PM2.5的平均濃度[2]為145微克/立方米。因此，我們要吸的霾一共有
還蠻多的哈。下面，假設(shè)我在寒冷的冬日戶外孤獨(dú)地吸了一整天霾，也就是24小時(shí)。平均我一次吸進(jìn)的空氣有500ml，一分鐘會(huì)呼吸14次。于是一天里，我吸進(jìn)的空氣有
假設(shè)霧霾只進(jìn)不出地來(lái)到了我的體內(nèi)，這樣我一天里吸進(jìn)的霾有
于是可以悄悄地計(jì)算出我需要找來(lái)的小伙伴有
這簡(jiǎn)直是要我將社交范圍擴(kuò)大到外太空的節(jié)奏啊。
不過(guò)沒(méi)關(guān)系。不妨假設(shè)現(xiàn)在我已經(jīng)把全球的人都召集到西安了，并且已經(jīng)成功地說(shuō)服他們24小時(shí)在戶外不停歇地吸霾。這個(gè)時(shí)候，我不得不再次向他們提出一個(gè)新的要求了：
大家傻站著干啥呢？
我們知道，運(yùn)動(dòng)會(huì)讓我們吸入更多的空氣，同時(shí)呼吸也會(huì)變得更急促。如果全世界的人都在西安一起燃燒卡路里，那不就可以彌補(bǔ)在人數(shù)上的缺陷了？接下來(lái)，我們就來(lái)計(jì)算一下，如果選取最簡(jiǎn)單的戶外運(yùn)動(dòng)——跑步。到底全世界的人需要以多大的強(qiáng)度奔跑，才能把西安上空的PM2.5吸到達(dá)標(biāo)線以下。
我們需要熟悉一些名詞，以求解出答案。
1、代謝當(dāng)量(metabolic equivalent,?MET)。它可以用來(lái)量化運(yùn)動(dòng)時(shí)身體消耗的氧氣。1個(gè)代謝當(dāng)量(1MET)即代表著在靜息時(shí)，每公斤體重分鐘消耗3.5毫升氧氣。也就是說(shuō)，假如，你體重為60公斤，這個(gè)時(shí)候你靜靜地思考著人生，那么在1分鐘的時(shí)間內(nèi)，你的身體會(huì)消耗60×3.5毫升（即210毫升）氧氣，來(lái)幫助你思考你的人生。顯然，我們可以通過(guò)身體消耗的氧氣含量來(lái)表征運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度。
2、潮氣量(tidal volume)。即我們每次呼吸時(shí)吸入或呼出的氣體量。如果潮氣量為500毫升，則代表每次呼吸時(shí)，吸入的氣體為500毫升。當(dāng)然，我們吸入了多少氣體也會(huì)呼出多少氣體，否則我們就爆了或者癟了。因此我們每次也會(huì)呼出500毫升氣體。
3、每分通氣量(minute ventilation volume)。即每分鐘進(jìn)入或排出肺部的氣體總和。顯然，每分通氣量等于潮氣量X呼吸頻率。舉個(gè)栗子，如果一個(gè)人潮氣量為500毫升，呼吸頻率為12次/分鐘，則每分通氣量就為6L。
下面我們有幾點(diǎn)假設(shè)：
1、將西安視作一個(gè)底面積為1萬(wàn)平方公里，高度為500米的密閉容器。
2、霧霾在該容器內(nèi)均勻分布。
3、霧霾一旦被吸入后即進(jìn)入肺內(nèi)或附著于呼吸道上，不會(huì)隨著呼氣而被排出。
4、全世界的人均看作質(zhì)點(diǎn)，即只有質(zhì)量，沒(méi)有體積，以確保西安容納得下。
5、全世界的人都是理想人，即可以24小時(shí)內(nèi)不停歇地以同一速率奔跑。
接下來(lái)，我們來(lái)設(shè)一波未知數(shù)：
1、潮氣量為a(升)
2、呼吸頻率為f(次/分鐘)
3、跑步速率為v(米/分鐘)
4、參與吸霾的人數(shù)為N(人)
5、霧霾的總質(zhì)量為m(微克)
6、全人類平均質(zhì)量為x(千克)
7、一天內(nèi)總共呼吸次數(shù)為n(次)
8、密閉容器的體積為T(立方米)
9、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度(即氧氣消耗量)為B(升/分鐘)
10、初始時(shí)刻PM2.5濃度為ρ0(微克/立方米)
11、終了時(shí)刻PM2.5濃度為ρn(微克/立方米)
由于霧霾在密閉容器內(nèi)是均勻分布的，因此，隨著霧霾濃度不斷減少，每次吸入的霧霾量也會(huì)相應(yīng)減少，使得除霾效率下降。
所以，假設(shè)在第k次呼吸前，霧霾的濃度為ρk-1，剩余質(zhì)量為mk-1，第k次呼吸完成后，霧霾濃度為ρk
因此，該次呼吸全球的人吸入的霧霾總質(zhì)量為
吸完后霧霾剩余質(zhì)量為
于是，可以得到
通過(guò)遞推，我們可以得出
也即有
再悄悄地化它一簡(jiǎn)，有
而吸入的總次數(shù)又有關(guān)系式
隨后，我翻遍了大學(xué)圖書館后，終于找到了潮氣量和呼吸頻率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系[3]
我把數(shù)據(jù)導(dǎo)入MATLAB后，用計(jì)算機(jī)擬合得出在該區(qū)間里潮氣量和呼吸頻率與運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系式分別為
最后，我在ACMS大學(xué)的教材[4]上找到了運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度和跑步速率的關(guān)系
即在跑步時(shí)，每分鐘每千克重量消耗的氧氣量為3.5+0.2×速度+0.9×速度×坡度百分比。
由于西安畢竟不是我家鄉(xiāng)重慶，我們直接取坡度百分比為0，好伐？
這樣就得到
我們不妨取
西安2019年一月份PM2.5平均濃度145(微克/立方米)為初始濃度ρ0，
空氣質(zhì)量?jī)?yōu)時(shí)PM2.5的濃度[5]35(微克/立方米)為末時(shí)刻濃度ρn。
我成功邀請(qǐng)來(lái)的和我并肩作戰(zhàn)的小伙伴共77億為總?cè)藬?shù)N。
西安面積為1萬(wàn)平方公里，霧霾分布高度為500米（即總共的體積T為5千億立方米)。
好了，前期任務(wù)終于做完了。
我們將上面的數(shù)據(jù)代入，并聯(lián)立方程①②③④⑤，然后進(jìn)行一通狂算。半個(gè)小時(shí)后，得到了我的小伙伴們跑步的速率需要維持在248米/分鐘，大概就是4米/秒。
我想了想，這個(gè)速度也還是可以接受的嘛。也就是說(shuō)，要想把西安上空的霧霾吸到達(dá)標(biāo)線以下，需要把全世界的人召集過(guò)來(lái)，并且以平均4米/秒的配速不間斷地奔跑24小時(shí)！
24小時(shí)后，我們就可以舉西安同慶了！
簡(jiǎn)單算一算平攤下來(lái)，每個(gè)人所吸入的霾差不多7毫克。這樣，困擾西安多年的環(huán)境問(wèn)題就被輕松地解決了。
最后，考慮到大家都吸了整整一天霾，也得提醒大家記得給自己補(bǔ)補(bǔ)身子。
記得多吃一些水果，補(bǔ)充一下身體的水分和維生素。正餐時(shí)來(lái)些黑木耳潤(rùn)一下肺，配上一點(diǎn)白蘿卜排骨湯，化痰止咳還通便。飯后還可以來(lái)一碗木瓜銀耳蓮子粥，補(bǔ)一下氣血，增強(qiáng)抵抗力。
另外，回家后別忘了用洗面奶清洗一下面部，順便敷上面膜，補(bǔ)水清潔滋養(yǎng)皮膚很重要的。哦對(duì)了，空氣凈化器就可以關(guān)了，畢竟霧霾已經(jīng)消去了，開著還浪費(fèi)能源，反倒加重了污染。記得開窗通風(fēng)，再深深的呼吸幾口新鮮的空氣，盡情享受一下自己的成果。
還得趕緊晾曬一下衣服，尤其是內(nèi)衣內(nèi)褲的。貼身的衣服最好不要暴露在霧霾天中，對(duì)皮膚不好。
誒，我這個(gè)追求精致生活的人還真是為此操碎了心啊。
對(duì)了，根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)，差不多過(guò)3天的樣子，西安的空氣又會(huì)反彈到吸前的狀態(tài)了。
所以……那個(gè)……各位父老鄉(xiāng)親，親朋好友，國(guó)際友人的，咱就……別回去了唄。
有些人往返的時(shí)間都不夠三天的呢……
END
參考資料
[1]?NASA官網(wǎng)，https://earthobservatory.nasa.gov/images/87129/haze-over-eastern-china
[2]西安市生態(tài)環(huán)境局監(jiān)測(cè)報(bào)告，?http://xaepb.xa.gov.cn/xxgk/hjzkgb/dqhjzlyb/5d7100e8de69b6722dbe32d3.html
[3]?王步標(biāo)，華明. 運(yùn)動(dòng)生理學(xué)[M].北京：高等教育出版社，2006：67.
[4]Linda S.Pescatello.?ACSM's?Guidelines for?Exercise Testing and?Prescription[M].?9th ed.?Philadelphia: Lippincott?Williams&Wilkins,?2014:?173.
[5]世界衛(wèi)生組織關(guān)于顆粒物、臭氧、二氧化氮和二氧化硫的空氣質(zhì)量準(zhǔn)則，https://apps.who.int/iris/bitstream/handle/10665/69477/WHO_SDE_PHE_OEH_06.02_chi.pdf;jsessionid=408F3EF1E75226BD76F6F47828DFC9B6?sequence=3
