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梦幻指数极高,晒照片也经常出现它的身影

本帖由 漂亮的石头2016-03-09 发布。版面名称:知乎日报

  1. 漂亮的石头

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    [探云] 空中轨道-航迹云

    [​IMG] 漠北,大气科学/强风暴物理学

    无论是知乎上的提问还是微博上的求认云,航迹云出现的频率一直是居高不下,而且还有很大一部分刚刚接触认云的小伙伴会将其与其他种类的云搞混,所以这边文章的主题就此决定了~

    -- 正文

    从第一架飞机飞上蓝天以来,人类就从未停止过对头顶世界的探索。而喷气式飞机的出现,又将人类的巡航高度带入了一个更高更远的天空。从那时候起,天上纯白色的尾迹就成为了飞机曾来过的信物,就像是飞机留在天上的无形轨道一样,真实又虚幻。无数的影视作品中也不断出现白色的双线割裂蔚蓝天空的场景,这就是今天的主角——航迹云

    [​IMG]

    全球航线图(图片来自國泰航空官网)

    一、航迹云的归类

    国际上习惯性的将航迹云分类在高云族 - 卷积云属类别下,但由于并不是自然形成的云种,在全球的地面气象记录中,一般是不记录航迹云的。

    同时呢,由于高层气流、飞机尾流速度、湍流强度等等的不同,航迹云也会形成千奇百怪的形状。

    例如 羽毛状(翎羽 or 羽翎状 -ver)、絮状、悬球状(乳状)等等。

    絮状航迹云(上)与絮状高积云(下)

    [​IMG]

    某机场附近的航迹云(被高空大风均匀地摊开),背景中还有少许卷积云。

    [​IMG]

    泰晤士河上空羽翎状航迹云(图片最上方,像梳子一样的,与其平行的第三根正在形成)图片最下方的灰色云体是层积云。

    [​IMG]

    由于风速差异(风切变),形成的回力镖折角一样的航迹云。图片右边为卷积云。(图片来源于搜索引擎,因为马赛克遮挡,并不知晓出处,估计是微博网友的图)

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    最后还是老样子,给一张表格

    [​IMG]

    二、航迹云的成因

    再说明航迹云的成因之前,首先要知道飞机尾迹的分类,飞机的尾迹分为三类

    排气性尾迹

    气动力性尾迹

    消散性尾迹

    1、首先来讲一讲消散性尾迹,这种尾迹的成因与其他两类都不相同

    当飞机飞过云层的时候,由于尾气的温度较高,使得云内本来饱和的空气因为升温作用变得不饱和,使得云消散,在云上形成了一线天一样的云缝。这种云缝就被称为消散性尾迹。

    注:飞机形成的云缝没有找到图片。不过近期有研究指出,“云洞”也是由于飞行器扰动形成的,这样的话,由飞机形成的“云洞”也就属于消散性尾迹的一种了。不过“云洞”的成因目前尚无定论,仅为可能的成因。

    出现在薄的漏光高积云(Ac per)上的“云洞”,图片来源见水印。

    [​IMG]

    2、气动力性尾迹

    这种尾迹是由于飞机飞过时扰动了饱和气层,由于气动力的缘故使得局部气压变化,是的水汽凝结形成云。这种云体维持时间不是很长,很快就会消散,而且也会显得十分单薄,除了喷气式飞机可能出现,部分螺旋桨飞行器也可能会出现。

    [​IMG]

    3、排气性尾迹

    这种尾迹就是形成航迹云的主力军,成因也十分易于理解,绝热等压混合是它的热力学过程,就像是沸腾的水壶的壶口冒出的白烟一样,排气性尾迹的成因与其如出一辙,只不过发生的尺度和高度不同而已。虽然这个过程十分易于理解,但是其背后机理绝对不如“热空气和冷空气混合”这么的简单。在此就不再多说,需要了解的小伙伴可以参考《热力学》或者《大气热力学》方面的书籍或者文献。

    同属于绝热等压混合的两种过程。(左图为闪电战机在平流层中飞行,BBC 地球力量 第二集 - 大气)

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    三、综上

    大气层蕴含着巨大的能量,但是又如此的脆弱和敏感,以及至于飞机的飞行都可以改变它的外观。

    要说古人仰望的天空和我们现在有什么不同,航迹云算得上是一个差别吧。或许天空中一道道的白线会成为我们这个时代经久不息的象征。

    -- 正文完

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    发自知乎专栏「大气之象
     
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