熱空氣上升這個(gè)道理大家都明白,但我們相信這空氣不會(huì)一直熱,所以天上的白云應(yīng)該都已經(jīng)涼涼了,要不然下下來(lái)的雨怎么都是涼的呢,甚至夏天還有可能下冰雹,那么問(wèn)題來(lái)了,冰涼的雨水居然能在天上,到下雨了才會(huì)掉下來(lái),這究竟是怎么回事?
上圖是上次在青島-寧波的飛機(jī)上拍攝的云層動(dòng)圖,可清晰的看到云彩漂浮在飛機(jī)的下方!各位讀者中肯定有很多經(jīng)歷過(guò)飛機(jī)顛簸的狀況,而在晴空湍流的情況比較少,但一般經(jīng)過(guò)云層時(shí)會(huì)產(chǎn)生比較劇烈的顛簸,這是因?yàn)轱w行器經(jīng)過(guò)了上升與下降氣流交替的區(qū)域,嚴(yán)重的時(shí)候甚至?xí)霈F(xiàn)掉高度這種狀況!為什么在大氣中會(huì)出現(xiàn)上升氣流呢?我們先從上升氣流開(kāi)始說(shuō)起:
一、大氣層中的上升氣流
地球作為距離太陽(yáng)系中的第三顆行星,盡管距離太陽(yáng)達(dá)1.5億千米,但地球每秒從太陽(yáng)獲得的功率高達(dá)1.4千瓦/平方米,是地球表面大氣運(yùn)動(dòng)、洋流與臺(tái)風(fēng)和夏雨等等絕大部分運(yùn)動(dòng)的能量來(lái)源,當(dāng)然上升氣流則只是大氣運(yùn)動(dòng)中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)!
我們可以將上升氣流簡(jiǎn)單的理解為熱空氣上升,這是太陽(yáng)暴曬下空氣和水汽自然流動(dòng)行為,但上升氣流并不只是這種成因主要有:
1、受熱空氣形成上升氣流,就是上圖
2、低氣壓形成上升氣流,熱帶氣旋所經(jīng)之處,就會(huì)形成上升氣流
3、地形原因形成上升氣流,形成這種上升氣流只需要風(fēng)
而無(wú)動(dòng)力的滑翔機(jī)則完全依靠上升氣流的烘托才能滑翔到更遠(yuǎn)的距離,比如常見(jiàn)的滑翔傘或者比較少見(jiàn)的滑翔機(jī),而動(dòng)力傘則在滑翔傘的基礎(chǔ)上增加了動(dòng)力裝置!
上升氣流甚至可以部分“劫持”滑翔機(jī),將滑翔機(jī)托到高空!滑翔運(yùn)動(dòng)是培養(yǎng)飛行員的重要途徑,而上升氣流則是滑翔機(jī)賴以爬升到高空的唯一途徑,無(wú)論在滑翔運(yùn)動(dòng)中還是在水汽循環(huán)中都是重要的組成部分!
二、水汽循環(huán)與降雨、冰雹
水汽循環(huán)是地球水圈與大氣圈交互的一個(gè)循環(huán),其受熱的水汽上升后凝結(jié)通過(guò)氣流輸送到遠(yuǎn)方,在適當(dāng)?shù)臈l件下形成降雨,整個(gè)過(guò)程就是一個(gè)完整的水汽循環(huán)!
但在這個(gè)循環(huán)中有一個(gè)問(wèn)題,無(wú)論是上升氣流還是水汽循環(huán),有一個(gè)問(wèn)題并沒(méi)有徹底解決,上升氣流可以托住云彩,那么為什么還能托住雨滴,更不可思議的是居然還能托住冰雹!下面我們來(lái)解決一下這個(gè)問(wèn)題!
上圖是冰雹形成的過(guò)程,一般我們將這種形成冰雹的天氣稱(chēng)為強(qiáng)對(duì)流天氣!這是有原因的,無(wú)論是下雨還是下冰雹,其原理都差不多,但冰雹有一個(gè)條件是必須在0℃以上,云層頂端必須遠(yuǎn)低于0℃,這時(shí)候所謂的強(qiáng)對(duì)流天氣就開(kāi)始其作用了,其中的強(qiáng)上升氣流會(huì)將已經(jīng)凝結(jié)成冰晶的水滴反復(fù)托向高空,而在這反復(fù)的過(guò)程中這個(gè)冰晶逐漸成長(zhǎng),最終成為鵪鶉蛋或者雞蛋大小甚至更大的冰雹!
而冰雹的大小則取決與上升氣流的強(qiáng)弱,因此在寒帶地區(qū)或者冬季是不會(huì)出現(xiàn)冰雹的!而下雨過(guò)程就比冰雹天氣的條件要寬松得多!
比如上升氣流比較小,形成的冰晶很小,下落過(guò)程中可能成為雨滴,或者毛毛雨!如果在0℃線以下凝結(jié),那么上升氣流只會(huì)將雨滴上托形成更大的雨滴,但氣流終究有一個(gè)極限,當(dāng)再也無(wú)法托住雨滴時(shí)候,就下落形成降雨!
三、上升氣流能托住一個(gè)成年人嗎?
要將一個(gè)人托起的氣流大約是40~60米/秒,這在各地比較流行的娛樂(lè)風(fēng)洞都有參考風(fēng)速,因?yàn)槊總€(gè)人的迎風(fēng)面積已重量差異,這個(gè)風(fēng)速是會(huì)變化的,但一般到55米/秒以上,大部分人都應(yīng)該飛起來(lái)了!
垂直娛樂(lè)風(fēng)洞的結(jié)構(gòu),原理很簡(jiǎn)單,一個(gè)或者多個(gè)大風(fēng)扇的氣流向上吹動(dòng),待人體迎風(fēng)面產(chǎn)生的阻力與體重受到的重力相等時(shí)就懸浮了!
簡(jiǎn)單的說(shuō)大氣層中的上升氣流要達(dá)到40-60米/秒才能達(dá)到托起人的目的,但事實(shí)上一般條件下的上升氣流根本達(dá)不到這個(gè)層次,因此想要在云從中將人體托起的可能性是沒(méi)有的!
但龍卷風(fēng)可以,準(zhǔn)確的說(shuō)這是一種由于氣旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的負(fù)壓抬升可以將完全將人體托起,但被托到高空的人體一旦破壞這個(gè)平衡,比如龍卷風(fēng)消散,那么就會(huì)直接從高空跌下,這個(gè)后果是可想而知的!
聯(lián)系客服