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奇异云朵怎么形成

http://www.sina.com.cn  2009年10月16日 18:46  科技日报

  ■ 新闻缘起

  据报道,俄罗斯当地时间7日,一片发着浅金色光的环状云朵飘浮在俄罗斯首都莫斯科西部地区的上空,仿佛外星飞船突降,这让现场的目击者看得目瞪口呆,其中一位目击者用随身携带的摄像机拍下了这一神奇的景象。

  人们对这一“外星来客”议论纷纷,气象学家们则否定了任何超自然的解释,称这仅是一种光学效应。莫斯科气象局的发言人说:“这的确是一种自然现象,尽管这景象看起来十分不可思议。”

  据介绍,最近有冷锋天气从莫斯科过境,加之阳光从西面照射到云朵上,就形成了“外星云”的效果,如果仔细看录像画面,就能发现阳光正从云朵中穿出。

  ■ 将新闻进行到底

  日前,俄罗斯首都莫斯科上空出现一团怪云,有如科幻电影里外星人驾驶太空飞船攻击地球的恐怖景象,引发目击的路人一阵紧张。

  据报道,当地时间7日,一片发着浅金色光的环状云朵飘浮在俄罗斯首都莫斯科西部地区的上空,仿佛外星飞船突降,这让现场的目击者看得目瞪口呆,其中一位目击者用随身携带的摄像机拍下了这一神奇的景象。

  人们对这一“外星来客”议论纷纷,气象学家们则否定了任何超自然的解释,称这仅是一种光学效应。莫斯科气象局的发言人说:“这的确是一种自然现象,尽管这景象看起来十分不可思议。”

  自然界有太多让人不可思议的地方,比如云彩,有时候也能成为奇怪的天象。变幻出各种形状,看上去惟妙惟肖,有的像动物,有的像物体,令人感叹不已。于是,世界各地出现了许多观云爱好者,在世界各地拍到不少精美的云彩图案。但,谁又能知道,这些奇怪云彩背后的故事,他们是怎样形成的?又预示着什么样的天气?……

  乳房云是空气的浮力和对流惹的祸?

  云是地表水蒸气在空中形成的自然景观。由于高空气流和云自身重量的影响,形成了各种形态的云朵。

  我们可以在很多地方看到乳房云奇特的身姿,比如美国中西部。物理学家帕特里克·庄说:“它们是一些外观奇异的云彩。”有些科学家对乳房云的形成也有不同的见解。美国国家大气研究中心物理学家丹尼尔·布里德表示,空气的浮力和对流是形成乳房云的关键。

  布里德说:“这好像是上下颠倒的对流。” 对流就好比有浮力的气泡。以乳房云为例,在云中的空气冷却过程中,蒸发作用会引起大量负浮力,这使得缕缕云彩向下而不是像积云一样向上移动,最终,它们看上去就像上下颠倒的气泡一样。乳房云移动平缓的原因在于它们下面的温度结构。若没有这些外部条件,形成的云外观更加普通,不是高低不平,就是缕缕轻烟。布里德说:“只要有暴风雨的地方,肯定会看到乳房云。若是没有暴风雨,你要想看到乳房云,则一定要有令云浮起所需的大气条件。”

  荚状云是引力波使然?

  荚状云通常由引力波形成,有时被误认为不明飞行物。帕特里克利用减震器形象地描述了引力波。他说:“想象一下,你驾驶奶奶的卡迪拉克穿过一个减速带,汽车自然会在非常短暂的时间内上下颠簸。由于地球引力的存在,汽车会向下移动,在此之后,悬架上的弹簧又将汽车弹起。”

  就荚状云来说,充当减速带的通常是包括山脉在内的一些地貌,它们阻碍了空气流动。在沿山体一侧向下移动过程中,空气往往显得过于“冲动”随后又被弹起。空气会在短暂时间内上演类似震荡,随着上升气体逐渐冷却,引力波向上部分便形成了云。帕特里克说:“云出现在振动幅度最大的区域。”

  除了地貌这个减速带外,其它一些减速带也会导致荚状云形成,例如较高的雷雨云。由于经常在山脉顺风面形成,荚状云又被称之为“背风云”、“波浪云”或者“背风波浪云”。山脉能够形成一系列长波浪云,但如果这个减速带处于更加孤立的状态,例如只是一个单一的山脉,便会形成外形类似不明飞行物的椭圆形云。

  有时候,多个椭圆形云一同出现,在外观上给人一种好似一堆飞碟的感觉。布里德说:“我个人非常喜欢波浪云,因为我经常会看到它们在天空中出现。我有很多喜欢的东西,但作为屏幕保护程序的却只有荚状云。”

  开尔文-赫姆霍兹波浪云是不同密度气层穿越的产物?

  这些疯狂的云朵被称之为“开尔文-赫姆霍兹波浪”,外形好似一层层海浪。它们是在两个密度不同的空气层或者液体层以不同速度彼此穿过对方时在分界线上被“剪”出来的。帕特里克说:“它们就好像是油和醋,彼此不能相容。在海洋,顶部海水较为温暖,底部海水则温度极低,就好像一个大水坑上面飘着一层薄薄的油。”

  当两个层彼此穿过对方时,好似波浪的开尔文-赫姆霍兹不稳定性便会出现。部分分界向上移动,部分向下移动。由于其中一个层的移动速度高于另一个层,穿越过程会导致波浪顶部水平移动,所形成的云好似冲刷沙滩的海浪。帕特里克说:“这些云外形很像破碎的海浪。当顶部的水以远超过底部的水移动时,海浪就会发生断裂。”

  帽状云由迅猛的上升运动所致?

  帽状云,顾名思义,云的形状像一顶帽子。他是怎么形成的呢?专家解释,帽状云由迅猛的上升运动所致,其中包括快速扩张的雷雨云砧、火山喷发甚至于核爆炸。在每一种情况下,一些物质都会将温湿气体快速向上推动。布里德说:“在雷暴上方,帽状云非常常见,这是因为空气移动速度太快,致使上方气流处于混乱状态。一旦温度降至足以形成云的程度,你就能看到这些云帽。”

  帕特里克表示,帽状云与有时在积云顶部出现的光滑“帽子”类似。“如果出现强对流,气体便会被快速推向高空,从而形成冰云,这是因为所在高度足以让晶体冻结。冻结过程并无稀奇之处,与普通的物体冻结没什么两样。”

  夜光云是地球大气和空间边界处的冰促成的?

  夜光云由地球大气和空间边界处的冰形成,夜光云距地面的高度一般在80公里左右。它们发光是因为它们很高,以致太阳在地平线下都能照亮它们。夜光云从两极扩散的原因,以及为什么越来越多的夜光云出现在极地,而且越来越亮的原因,至今还不清楚。没有人知道这是为什么,不过一些人怀疑是因为全球温室气体排放增加导致的。

  夜光云在约零下230华氏度下形成,由下而上吹起或从太空落下的灰尘为水汽提供了凝缩冻结的表面。现在,北半球正处于夏季,大气升温膨胀。在大气的外边缘,因为大气已经远远地延伸到太空,这意味着它正变得越来越冷。美国航天局正在进行的卫星飞行任务研究云团的首席研究员、汉普顿大学大气学家詹姆士·拉塞尔说:“流行的理论和最可能的解释是,二氧化碳在80公里之上累积会造成温度下降。”但是,他警告,气温观察仍是非决定性的。但是,事实可能更复杂,关于夜光云还有很多其他理论。

  阵晨风云是冷暖气流相撞的结果?

  阵晨风云是一种特殊的更为罕见的滚轴云,滚轴云较为常见,通常不会很长。滚轴云通常出现在暴风雨来临前。上升的暖气流推动冷空气向上,然后冷空气沿上升气流的边缘流下。之后向下降冷气流会弹起形成波浪状结构。在上升过程中,冷空气形成云团。云的蒸发造成边缘的下降气流,侵蚀云团,形成卷轴状。如波浪继续形成,一系列滚轴云就会形成。

  之所以出现“阵晨风”现象,皆因约克角半岛(处于澳大利亚偏远地区)陆地和海洋的独特构造。白天,东面的信风将海风吹到整个半岛,傍晚时分遇到从西岸刮过来的海风。东西两个方向的海风碰撞,产生波状扰动,从内陆向西南方向移动。西南方恰恰是形成阵晨风云的一个重要区域。当潮湿的海洋空气被吹到波状扰动的上方,它会冷却、凝聚形成云。有时,形成的云只有一波,有时,一连串多达十波。他说:“如果你看天上的云朵,感觉好像是在向后翻滚。事实上,云在最前边不断形成,在最后面又不断消失。这给人一种云总在不停滚动的感觉。”

  ■ 延伸阅读

  北大学子追逐“知识云”

  “囧”、“知识”、“云”、“槑”、“互动”、“百科”一些文字组成的“异形云彩”着实把北大学子“雷”得不轻。有的人抄起长枪短炮似的照相机,有的人拿出手中的手机记录“云”飞扬的时刻,更有一位80多岁的老太太,拿着一部望远镜想极力捕捉这些奇异的云彩。这是记者日前在北大校园“三角地”看到的一幕。

  记者在现场看到,两台“造云机”正在源源不断的向外“吐”着异形云彩,机器“吐出”的云彩经过刻有特殊形状的板子之后,就能变成相应形状的“云朵”。一位正在“造云”的工作人员向记者介绍,特殊的液体材料经过“造云机”的处理后,五颜六色、形态各异的美丽云彩就被制造出来了。这种很奇特的异形云彩也有一个很好听的名字——“知识云”,这也是“造云机”登陆中国之后的首次造云活动。

  据悉,本次在北大校园放飞“知识云”是互动百科(www.hudong.com)为了配合全新产品“知识云”上线而进行的一次校园推广活动。知识云是国内首款利用Flash技术展示百科知识的平台,将看似毫无关系的各种百科知识,以动画的形式展现出来,再由相关词条诠释出各种知识之间的内在联系。日前被广大网友热议的“欺实马”,也是最先从互动百科“知识云”用户率先发起而引起社会的广泛关注。

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