標籤: 暫無標籤

人們有時會在天空中發現詭異的雲團,被稱作穿洞雲,形狀猶如科幻大片《獨立日》中外星飛船入侵地球時的場景,這種現象數十年來令科學家們困惑不已。2010年美國科學家的一項研究終於揭開了這個謎團:飛機可以在雲團中形成穿洞雲,還令其產生降雨。

1 穿洞雲 -簡介

穿洞雲穿洞雲

穿洞雲,就是雲層中的大洞,雲中有一個直徑約數百公尺的雲洞。這種被稱為「穿洞雲」(hole-punch cloud)的奇異雲團數十年得不到解釋,自20世紀40年代以來,這些天空中神秘的裂口讓業餘天文愛好者和科學家們都無比好奇。

2009年10月,媒體曾以「神秘UFO籠罩於莫斯科上空」為標題來講述出現在俄羅斯首都上空的神秘雲團。

據2010年6月18日《每日郵報》報道,令氣象學家困擾已久的「穿洞雲」奇觀現在有了合理的解釋,當螺旋槳飛機或噴氣式飛機從合適的大氣狀況下穿過,它們會令液態水珠凝結,立即如雪花般紛紛落下,形成一個圓形裂口。之前的研究表明穿洞雲和飛機之間存在聯繫,雖然這種聯繫的機制是個謎。

2 穿洞雲 -形成條件

穿洞雲是迷你暴風雪,可以形成於低於冰點的薄薄雲層。據美國國家大氣研究中心冰微觀物理學家安德魯·海姆斯菲爾德(Andrew Heymsfield)介紹,「在這種溫度下,水分子基本上活力不足,形成了一簇簇冰,這自然會產生冰晶。」2010年6月,海姆斯菲爾德與同事在《美國氣象學會期刊》上介紹了穿洞雲形成原理。他們寫道,當飛機升高進入這種雲層,推進器或機翼周圍空氣產生的向後作用力會引起空氣膨脹。

這種膨脹可以冷卻穿洞雲的圓形部分,直至許多水滴結冰形成冰晶。在接下來的45分鐘左右,冰晶增多並向外擴散,常常形成一種緊湊、大概持續半小時之久的暴風雪,而雲層中間則有一個圓形裂口。根據美國國家氣象局的資料,只要雲層溫度夠低就可以了。

3 穿洞雲 -產生原因

穿洞雲穿洞雲

美國科學家經研究發現,原來這些穿洞雲上的圓洞是飛機穿過高空雲層時形成的,在此過程中還會產生降雪。

美國氣象研究中心的科學家用觀測飛機拍攝的視頻顯示,一組高積雲上的圓洞下方產生了2英寸的降雪。研究人員通過查閱附近機場的航班記錄得出結論,這個穿洞雲奇景是一小時前起飛的兩架商務飛機造成的。

研究表明,某些特定高度的高空雲層中包含了冰晶體和低於攝氏0度卻仍處於液態的過冷水滴。飛機穿過這樣的雲層時會使過冷水滴迅速冷卻下落變成雪花,在雲層中形成一個圓洞。科研人員目前已經把多次降雪和附近飛過的航班聯繫起來。研究結果刊登在美國氣象學會的最新公告上。

 

4 穿洞雲 -出現

2011年1月7日,美國南卡羅萊納州默特爾比奇上空驚現三個幾乎相同的飛碟狀雲層,引發了網友的廣泛討論。他們紛紛將這一神秘現象鳥類群死及軍方秘密實驗等事件聯繫起來。一位科學家認為,所謂的穿洞雲(hole-punch cloud)與軍方有關。

穿洞雲軍方飛機形成的穿洞雲

在海姆斯菲爾德看來,這些穿洞雲的形成並無特別之處:「我認為,它們由飛機等尋常方式形成的說法實屬正常。」他說,泰勒拍攝的這張照片「並無任何讓人吃驚的地方」,一方面,根據附近晴朗天空判斷,它就是穿洞雲——薄薄的,而且上面沒有其他雲層。另一方面,雲層的溫度也符合穿洞雲模擬結果:華氏14度(約合零下10攝氏度)。

海姆斯菲爾德指出,至於當時雲層為何很低——9000英尺(約合2700米),「這其實無關緊要」,根據美國國家氣象局的資料,只要雲層溫度夠低就可以了。他說:「圓洞大小和從圓洞中飄落的雪花的結構表明,所有三個圓洞幾乎是同時形成的。我猜測,軍用飛機正從一個接一個的雲層中飛過。」

據默特爾比奇附近肖空軍基地公共關係負責人羅伯特·塞克斯頓(Robert Sexton)介紹,事實上,飛機在默特爾比奇上空的訓練機動「非常常見」。此外,塞克斯頓證實,肖空軍基地和南卡羅萊納州空中國民警衛隊第169戰鬥機聯隊的噴氣式戰鬥機1月7日上午9點至下午2點之間曾在南卡羅萊納州海岸附近進行訓練。

據他介紹,「除了我們,海軍陸戰隊從當天下午3點至4點也使用了那片空域,多架F-18戰鬥機從位於南卡羅萊納州波弗特的海軍陸戰隊航空站起飛。」在聽說新的證據后,泰勒表示這次他相信了飛機活動形成穿洞雲的解釋。

5 穿洞雲 -研究

2007年,美國國家大氣研究中心的安德魯-西姆斯菲爾德(Andrew Heymsfield)和同事乘一架飛機從丹佛國際機場以西由穿洞雲形成的降雪中穿過。這架飛機滿載各種各樣用以研究冰在雲團中如何形成的儀器。地面雷達隨後捕捉到一種奇特的回聲信號,表明這是形狀奇特的雪花。

西姆斯菲爾德說:「我們不清楚這是什麼,但我們正在經過從地面觀測到的這種降水特徵。」飛行過程中拍攝的錄像顯示一片高積雲中有一個空洞,兩英寸(約合5厘米)厚的降雪恰好位於空洞下面。西姆斯菲爾德和同事接著查看了附近機場的飛行記錄,將空洞和雪花與大約一小時前起飛的兩架商業渦輪螺旋槳飛機聯繫起來。

西姆斯菲爾德解釋說,兩架飛機螺旋槳周圍的超低溫水珠的運動令其快速冷卻、凝結,並作為雪花落向地面。通常情況下,雪花或雨滴在形成時需要一點兒灰塵或其他不完美的狀況。但是,如果溫度快速冷卻至零下35華氏度左右,超低溫水珠可以迅速凝結。

穿洞雲穿洞雲

為證實這種想法,研究人員將落於穿洞雲任一側的雪花與直接落於下面的冰晶進行了比較,發現從穿洞雲落下的雪花比那些形成於周圍雲團中的雪花更像盤子、結構更簡單。西姆斯菲爾德說,結構更為複雜的雪花在落下時堆積成液態水珠。不過,在穿洞雲的中心位置,所有液體不是蒸發就是凝結。他說:「這種現象會消除水珠,所以,這些晶體在落下時不會搜集任何水珠。」

美國加州大學聖克魯斯分校氣象專家帕特里克-庄(Patrick Chuang)說:「一開始給我的印象是這是合情合理的。」帕特里克未參與這項研究。隨後,研究人員將穿洞雲的衛星照片與航班時刻表結合起來,去表明噴氣式飛機也可以生成穿洞雲和降雪,而不僅僅只有螺旋槳飛機。西姆斯菲爾德說:「超低溫水滴在經過噴氣式飛機的機翼后迅速凝結。我們確切了解到這種飛機產生了穿洞雲。研究人員以前曾把大量降雪與螺旋槳飛機聯繫起來,但一直沒有將這種現象與噴氣式飛機聯繫起來。」

他補充說:「天空中噴氣式飛機的飛行次數遠遠超過螺旋槳飛機,所以,產生這種現象的機會就多了起來。」不過,並非所有從雲團中經過的航班都會產生降雪。大約7.8%的地面覆蓋著高度適合超低溫水珠形成的雲團。由於噴氣機一般不會在這一高度下飛行,它們可能只有在起降時才會形成穿洞雲。西姆斯菲爾德指出,在雲團中「穿洞」的飛機產生的多餘降水或許並不足以改變全球氣候模式,「但是,就某個區域而言,它肯定能提高降雪量。」

相關評論

同義詞:暫無同義詞