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集齐三种要素就能制造任何气象,连美国的“炸弹气旋”也不例外

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发表于 2018-1-18 12:25 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
集齐三种要素就能制造任何气象,连美国的“炸弹气旋”也不例外

2018-01-17
中科院物理所

天气,是全世界人民经久不衰的永恒话题。它总是变化多端,无法捉摸,时而温柔待人时而狂怒暴虐。

近来,美国受炸弹气旋影响,东北部各地区均刷新了百年前的最低温记录,个别地区狂风肆虐更是达到了零下69摄氏度的惊人体感温度。

而在南半球,澳大利亚却迎来了罕见的极高温天气,是80年来最热的一次,悉尼地区的最高温达到了47.3摄氏度。


                               
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对于天气,固有夜观天象,今有仪器观测,千百年来的研究与讨论并没有让我们摆脱被天气支配的恐惧。一些极端的天气现象直到近年才有了合理的解释,这也是大自然的神秘之处。

美国公共广播公司PBS出品的这部《狂野天气》,或许能让你在感慨自然对人类残忍的同时也看到它神奇的一面。


                               
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天气,是这个星球上最惊人的力量之一,它有毁天灭地的能量,但也有令人惊心动魄的美丽。
它左右着我们的世界,但对普通人而言,这些现象的成因一直是一个挥之不去的谜团。


                               
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虽说如此,但它们其实并没有想象中的那样神秘,这些天气现象依旧在我们的认知范围之内。

科学家们尚可以通过一系列惊险的实验来向普罗大众解释这世界运行的规律。


                               
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在我们的印象中,世界上的气象万万千千,种类繁多,以至于我们无法地有效将其准去归类。

实际上,所有的气象,无论多么罕见,多么不同寻常,都可以拆解成三个简单的组成要素——风、水、温度。


                               
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这三种要素以不同的量加以组合,就能创造出任何一种天气现象。

风和雨融合成风暴,雨和低温融合成冰雪,而风和热结合且没有水的参与,就有可能形成恐怖的沙尘暴。


                               
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一场沙尘暴的诞生并没有我们想象中的那么简单,绝非单纯的风吹其沙尘那么简单粗暴。

很多在城市爆发的沙尘暴实际上出生在很遥远的沙化地区,距离往往有数百公里,简单的风吹是不可能达到这个效果的。


                               
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镜头之下,这些微小的沙粒告诉我们真正的秘密。

在风的作用下,沙粒互相碰撞迅速提升高度,抛上高空,开启漫长的旅程。

科学家凭一辆车和几台工业风扇掀起的一场微型沙尘暴中,沙尘就能轻易地到达20米的高空。


                               
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一场沙尘暴可以轻易卷起1.5吨的尘土,进入全秋风系,一路肆虐无数城镇村庄。

直到它遇上了它的宿敌——雨云


                               
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一场雨水足以洗清城市所有的沙尘,可雨是如何形成的呢?

我们不需要钻入云层去拿放大镜观察,只需要静静地凝视雨中的水塘就能得到答案。


                               
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雨滴落入水中,每次反弹起更小的水滴,重复几次之后才完全融入水塘之中。

我们把这个过程反过来,便是雨滴成型的过程。

由一粒尘埃作为内核,小水滴不断聚集,直到它的重量足够大,再也无法飘浮便落下为一场雨贡献出微小的力量。


                               
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雨滴虽小,但也不可忽视它的威力,一场暴雨造成的破坏绝对能让人感到惊讶。

目前的记录,最大的降雨量能在72小时达到将近4米。


                               
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但和冰雹比起来,暴雨的破坏力就显得有些差劲了。

虽然冰雹的形成与降雨类似,只是更低的温度带来了神奇的物理变化。


                               
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云层中自然凝集形成的冰雹会比人工急冻造出的冰球硬上不少,在实验中,冰雹能更加轻易地击穿木板。


                               
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在许多方面,风是最引人注目的,在三个所谓的天气要素当中,风往往驱动了地球上最极端的天气。


                               
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尘爆、水龙卷、旋风、龙卷风,还有飓风和气旋,这每一种都会让不少人不寒而栗。

但有一种最为不寻常反而会激起很多人的好奇心,那就是——火旋风。


                               
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火焰吸入氧气,周围相对高压的冷空气便会填补火焰中心低压区,正是这股气流的运动造成了火旋风。

明白了原理,我们就能轻易地人工造出美妙的火旋风了。


                               
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将可燃物以L字形放置,有利于空气的流动,但也不是就绝对会出现火旋风,也许还需要耐心的等待。

总有那么一个时刻气流的方向满足了要求,L字的短边边缘就逐渐形成了壮观的火旋风。


                               
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火旋风的成因同样也适用于各类旋风,大同小异。

但我们对这些旋风研究了,至今都还没有人能测量得出龙卷风旋转的速度到底有多快。


                               
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近距离接触龙卷风是极度危险的,因此追风者们自制了一辆装甲车——统治者3世。


                               
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他们一路追踪恐怖的龙卷风,将装甲车停在预判的轨迹上。

全车人龟缩在车里不敢轻举妄动,等到龙卷风靠近,便将仪器设备发射到空中,从而进入龙卷风。


                               
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风灾之后,平原一片狼藉,追风者原本打算依靠定位信号来回收探测器,但不知什么原因,探测器一直没有发出信号。

他们只能凭着记忆,沿着当时看到的探测器飞行轨迹的大致方向去寻找。


                               
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他们最终还是非常幸运地找到了探测器,这可是别人无法做到的。

团队们激动得互相拥抱,这可能会成为揭开龙卷风秘密的一个历史性时刻。


                               
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然而,探测器坏掉了,里面的数据至今也没能恢复出来。


                               
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看来探寻天气现象的任务依旧十分艰巨,没有点恒心和毅力甚至难以接近真相。

极端天气也许对我们的生产生活带来了巨大的损害,寻常的一年里这些恶劣的天气将给全球带来至少数百亿美元的损失,更别说遇上百年一遇的罕见灾害。

但也正是这些极端天气的存在,才让我们有了去了解去击败它们的动力。
来源:SME
编辑:Aprilis


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