[多圖]太空拍地球奇特雲團:從漩渦串到颶風 | 陽光歷史

 

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[多圖]太空拍地球奇特雲團:從漩渦串到颶風

2015年04月08日 神奇地球-長篇 暫無評論 閱讀 497 次

據美國《連線》雜誌13日報道,雲非常迷人,這是因為它們的形狀千姿百態,而且變幻莫測。從地球上觀測雲團會給你帶來無窮樂趣,但是一些最令人驚歎的雲團圖案,要在太空才能欣賞到。衛星拍到的一張圖片,可以覆蓋地表數千英里範圍,它們捕捉到的那些非常複雜和美麗的雲團圖案,是我們在地球上永遠也無法看到的。

  1. 智利塞爾扣克島馮·卡門渦街


 


智利塞爾扣克島馮·卡門渦街
 
智利塞爾扣克島馮·卡門渦街——眾多漩渦形成一個「串」

  上圖中形狀怪異的雲團,可能是在太空裡可以看到的最古怪的雲團構造。這種圖案被稱作馮·卡門渦街,它是以西奧多·馮·卡門的名字命名的。這位流體動力學家首次在實驗室裡注意到這種雲團構造,當更加粘稠的液體從水域流過,遇到圓柱形物體時,流體就會形成漩渦,構成馮·卡門渦街。


  在上面這張圖片裡,智利近海的亞歷讓德羅塞爾扣克島就像一個圓柱體。該圖是「陸地7」號衛星在1999年9月拍到的。一條美麗的漩渦街攪亂了層積雲,這層雲距離該島很近,以致受到了它的影響。塞爾扣克島比海平面高出大約1英里(1.61公里)。


  從下圖可以看到,在其他小島的影響下形成的更奇特、美麗的渦街。


 


太空拍地球奇特雲團:從漩渦串到颶風(組圖)
 

  2000年「陸地7」號衛星拍到的瓜德羅普島上空的渦街,它位於加利福尼亞州近海大約21英里(33.80公里)的地方


 


太空拍地球奇特雲團:從漩渦串到颶風(組圖)
 

  航天飛機宇航員2001年拍到的位於日本海北部的利尻島上空的渦街


 


太空拍地球奇特雲團:從漩渦串到颶風(組圖)
 

  2008年8月美國宇航局的「阿卡」號衛星拍到的弗蘭格爾島,在北極圈東北的西伯利亞上空,是較小的傑拉德島影響下形成的一個渦街。

  2.西非砧狀雲


 


國際空間站上的宇航員在2008年2月經過西非上空時拍到的砧狀雲
 
國際空間站上的宇航員在2008年2月經過西非上空時拍到的砧狀雲

  在特殊環境下,高聳、蓬鬆的白雲——積雨雲會逐漸變平,形成砧狀雲。上圖中的砧狀雲是國際空間站上的宇航員在2008年2月經過西非上空時拍到的。從地面升起的太陽熱量給空氣加溫時,就會形成積雨雲。如果含有水汽的溫暖空氣遇到冷空氣,雲團裡的水汽就會凝結形成水滴。隨著壓強和溫度降低,繼續上升的空氣會不斷冷卻和擴大體積。與此同時,水汽轉變成水珠釋放出來的熱量,加熱了空氣。溫度更低的空氣想往下降,溫度更高的空氣想向上升,形成的對流單體為高高的雲團提供動力,這種情況經常會引發雷暴雨。


 


航天飛機宇航員1984年在巴西上空拍到的幾個積雨雲和砧狀雲
 
航天飛機宇航員1984年在巴西上空拍到的幾個積雨雲和砧狀雲

  在熱帶地區,這些雲團能長到12英里(19.31公里)高,升至對流層頂。對流層頂是大氣層裡對流層和平流層之間的分界線。超過對流程頂後,上升的氣流不再降溫,雲團遇到阻力,開始四下散開,沿著這個分界線形成扁平的砧狀雲。


  3.印度洋重力波雲


 


印度洋重力波雲
 
印度洋重力波雲

  這張圖片裡的重力波雲,看起來有點像積雨雲(位於重力波雲下面)上的一個指紋。當下面的空氣垂直運動,擾亂了一個穩定的雲層,產生連鎖反應時,就會產生這種奇特圖案。下面的地形,例如山脈等,會產生這種干擾,不過位於印度洋上空的這個重力波雲,看起來更像是由雷雨天氣或其他反常大氣造成的垂直上升氣流引起的。


  可能需要在太空,才能找到觀察這一現象的最好視角。這張本色圖是美國宇航局「土地」衛星上的多角度影像觀測儀在2003年10月拍到的。


  4. 阿姆斯特丹島波浪雲


 


阿姆斯特丹島波浪雲
 
阿姆斯特丹島波浪云:這張圖片是「土地」衛星上的中分辨率成像光譜儀(MODIS)在2005年12月拍到的。從地面上看,莢狀雲(有時又被稱作波浪雲)看起來經常很像飛碟或連續不斷的架子。

  阿姆斯特丹島只有13英里(20.92公里)長,但它上面的火山卻比印度洋面高出大約2844英尺(866.85米),足以對它上面的雲團產生干擾作用。在上面這張圖裡,該島創作了一連串莢狀雲,這種類型的雲有時又被稱作波浪雲。風遇到該島,在火山的迫使下垂直上行,產生波浪雲。氣流在上升過程中不斷冷卻,水汽遇冷濃縮,形成雲。然後這股氣流在火山的另一側下降,雲團消失。氣流經過該島,雲團圖案不斷交替,形成這種類似船後留下的波浪的雲團。


  下圖裡是層狀雲經過南大西洋裡的桑德韋奇群島上的火山山峰時,產生的波浪雲。波浪雲的規模與每座山峰的海拔有關,它們的高度從620英尺(188.98米)到4500英尺(1.37公里)不等。該圖是由美國宇航局「阿卡」衛星上的中分辨率成像光譜儀在2004年1月拍到的。


 


南大西洋桑德韋奇群島火山上空的波浪雲
 
南大西洋桑德韋奇群島火山上空的波浪雲

  5.南大西洋氣旋


 


南大西洋氣旋
 
南大西洋氣旋

  上面這張圖片裡的漩渦圖案,是南大西洋上空兩個扭結在一起的極地氣旋。這樣的氣旋經常是由寒冷、開闊水域的低壓系造成的。左上方的綠色斑點是非洲南端近海的水體。該圖是美國宇航局「土地」衛星上的中分辨率成像光譜儀在2009年4月拍到的。


  6.巴西爆米花雲(Popcorn Clouds)


 


巴西爆米花雲(Popcorn Clouds)
 
巴西爆米花雲(Popcorn Clouds)

  上圖裡顯示的亞馬遜河雨林上空分佈均勻的大量小雲團,是由植物快速生長造成的。在乾旱季節,森林裡的植物得到的光照更多。這使它們的光合作用更強,生長更快。這一過程釋放的水汽,經蒸發進入空中。溫暖、濕潤的空氣在上升過程中冷卻,水汽凝結形成白色絮狀小雲團,看起來很像爆米花,尤其從下面近距離觀察時更像。這張圖片是美國宇航局「阿卡」衛星上的中分辨率成像光譜儀在2009年8月19日拍到的,由於河流不能像陸地一樣釋放出那麼多熱量,加熱上方的空氣,促使雲團形成,因此這層爆米花雲在河流處中斷了。


  7.白令海峽雲街


 


白令海峽雲街
 
白令海峽雲街:照片由美國宇航局Terra地球觀測衛星的中分辨率成像光譜儀(以下簡稱MODIS)於2010年1月在白令海峽上空拍攝
 
由Terra衛星於2006年1月20日拍攝,展示了白令海峽上空出現的雲街
 
由Terra衛星於2006年1月20日拍攝,展示了白令海峽上空出現的雲街
 
白令海峽雲街照於第二天拍攝
 
白令海峽雲街照於第二天拍攝
 
由宇航局的Aqua衛星於2006年8月拍攝,展現了南極洲埃默裡冰架上空形成的雲街。
 
由宇航局的Aqua衛星於2006年8月拍攝,展現了南極洲埃默裡冰架上空形成的雲街。

  在穿過白令海峽的海冰時,風的溫度降低。抵達開放海域後,這股冷空氣便會形成一排排平行的雲,被稱之為「雲街」。雲街是干冷風與暖濕氣流在水面上相互作用的結果。暖空氣上升並被冷風冷卻,導致裡面的水蒸汽凝結成雲。與此同時,冷空氣則下沉,形成長長的旋轉柱體氣流,雲在上方形成,下方的空氣則保持清澈。這就形成了第一幅照片中所呈現的長長的雲排和晴空景象。

  8.太平洋船舶軌跡


 


太平洋船舶軌跡
 
太平洋船舶軌跡:由宇航局Terra衛星的MODIS於2009年3月在阿拉斯加州南部太平洋海域上空拍攝
 
由Terra衛星於2002年4月在同一地區上空拍攝的船舶軌跡照
 
由Terra衛星於2002年4月在同一地區上空拍攝的船舶軌跡照
 
船舶軌跡照由Aqua衛星於2008年1月在北美洲西北海岸附近的太平洋海域上空拍攝。
 
船舶軌跡照由Aqua衛星於2008年1月在北美洲西北海岸附近的太平洋海域上空拍攝。

  照片中展現的雲流好似一個迷宮,由船舶發動機排放的尾氣所致。當水汽在尾氣中的顆粒上凝結,這種雲便會形成。水汽凝結過程充當了雲的「種子」。船舶軌跡亮度之所以超過其他雲的原因在於它們由更多更小的顆粒構成。


  9.太平洋開放和封閉胞狀雲


 


美國宇航局Aqua衛星的MODIS於2010年4月17日在秘魯附近太平洋海域上空拍攝的胞狀雲
 
美國宇航局Aqua衛星的MODIS於2010年4月17日在秘魯附近太平洋海域上空拍攝的胞狀雲

  第一幅照片中的蜂房圖案由開放胞狀和封閉胞狀層積雲構成,前者好似被薄薄的雲包圍的空洞,後者則像被帶狀空間包圍的棉球。開放胞狀雲在封閉胞狀雲開始下小雨時出現。我們很難從地面上看到這些胞狀雲。如果有機會到太空一遊,你將看到非常壯觀的景象。


 


美國宇航局Terra衛星的MODIS於2005年9月在南美洲西岸上空拍攝的胞狀雲。
 
美國宇航局Terra衛星的MODIS於2005年9月在南美洲西岸上空拍攝的胞狀雲。

  在第二幅照片中,開放和封閉胞狀雲與放射狀雲親密接觸。放射狀雲出現在照片中部附近,所形成的「射線」好似葉脈。

  10.下加利福尼亞州「反日華」現象


 


下加利福尼亞州「反日華」現象
 
下加利福尼亞州「反日華」現象
 
下加利福尼亞州「反日華」現象
 
下加利福尼亞州「反日華」現象

  兩幅照片展現了一種壯觀的被稱之為「反日華」的現象。反日華是指一種彩虹般的環形圖案,由直徑不超過50微米並且體積大致相同的小水滴構成的雲層散射太陽光所致。兩幅照片是衛星直接在太陽和雲層之間穿過時拍攝的。


  第一幅照片由宇航局Aqua衛星的MODIS於2008年5月拍攝,反日華出現在照片中部。這條彩色頻寬度在大約37英里(約合60公里)左右,紅色和橙色最為明顯。在照片的右上方,我們還可以看到由瓜達魯普島導致的卡門渦街現象。第二幅照片由宇航局的Terra衛星於2007年6月拍攝,所呈現的反日華現象相對不明顯。與此同時,瓜達魯普島後方同樣出現了卡門渦街現象。


  11.鹹海與五大湖的湖泊效應


 


鹹海與五大湖的湖泊效應
 
鹹海與五大湖的湖泊效應

  第一幅照片由宇航局的Aqua衛星於2009年3月拍攝。在鹹海的影響下,上空形成的波浪雲呈現出與眾不同的外形。波浪雲本身並不特別罕見,但它們通常在高海拔(類似山脈)或者強上升氣流擾動雲層時形成。鹹海沿岸顯然對雲層產生擾動,可能是空氣流向光滑湖面時風速突然上升的結果,或者由岸線地帶因鹹海不斷萎縮高出水面高度越發增大所致。


 


鹹海與五大湖的湖泊效應
 
鹹海與五大湖更為典型的湖泊效應

  第二幅照片由「地理眼」公司「海星」衛星搭載的SeaWiFS(寬視場海洋觀測傳感器的引文縮寫)於2000年12月拍攝,展現了北美五大湖地區出現的一種更為典型的湖泊效應。隨著冷空氣向西北部流動,穿過相對較暖的尼皮貢湖(左上方)、蘇必利爾湖和密歇根湖,暖濕空氣上升並與冷干風匯合,形成層積雲。隨著這一過程的繼續,雲層中的水滴可能凍結並形成雪花,有時還會產生大規模暴風雪。


  12.比爾颶風


 


比爾颶風
 
比爾颶風

  比爾颶風是已記錄的最大的大西洋熱帶氣旋之一,最大直徑可達到460英里(約合740公里)。這幅比爾颶風照片由宇航局Terra衛星拍攝於2009年8月20日,當時比爾颶風抵達波多黎各東北部,持續風速已達到每小時120英里(約合每小時193公里)。


  13.格陵蘭海島嶼效應


 


格陵蘭海島嶼效應
 
格陵蘭海島嶼效應

  在揚馬延島產生的島嶼效應影響下,格陵蘭海上空的平行雲街內正形成壯觀的卡門漩渦。與其他圖片中的島嶼一樣,揚馬延島也在干擾氣流,導致流動的雲層在尾流處形成反向漩渦。這幅照片由宇航局Aqua衛星的MODIS於2009年2月拍攝,格陵蘭島海岸和突出的海冰出現在照片的左上方。


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