揭秘奇特「穿洞雲」奇觀(圖)

2010-06-18 22:01

「穿洞雲」奇觀

觀測飛機拍攝的視頻顯示，一組高積雲上的圓洞下方產生了2英吋的降雪。

據《連線》雜誌報導，人們有時會在天空中發現詭異的雲團，形狀猶如科幻大片《獨立日》中外星飛船入侵地球時的場景，這種現象數十年來令科學家們困惑不已。最新一項研究終於揭開了這個謎團：飛機可以在雲團中形成空洞，還令其產生降雨。

當螺旋槳飛機或噴氣式飛機從合適的大氣狀況下穿過，它們會令液態水珠凝結，立即如雪花般紛紛落下，形成一個圓形裂口。這種被稱為「穿洞雲」 (hole-punch cloud)的奇異雲團數十年得不到解釋，自20世紀40年代以來，這些天空中神秘的裂口讓業餘天文愛好者和科學家們都無比好奇。

美國氣象科普雜誌《天氣》(Weatherwise)1968年的一篇文章在談到穿洞雲時，說這難道是「氣象推理小說？」2009年10月，媒體曾以「神秘UFO籠罩於莫斯科上空」為標題來講述出現在俄羅斯首都上空的神秘雲團。之前的研究表明穿洞雲和飛機之間存在聯繫，雖然這種聯繫的機制是個謎。

其中一項研究還顯示，螺旋槳飛機在從超低溫雲團穿過時可產生降雪，因為在那種條件下，雖然溫度低於冰點，水珠依舊保持在液體狀態。但是，在此之前，飛機、穿洞雲和降雪的直接聯繫仍不得而知。如今，一個由氣象學家組成的研究小組報告說，他們觀測到了飛機、穿洞雲和降雪。研究結果刊登在美國氣象學會的最新公告上。

2007年，美國國家大氣研究中心的安德魯-西姆斯菲爾德(Andrew Heymsfield)和同事乘一架飛機從丹佛國際機場以西由穿洞雲形成的降雪中穿過。這架飛機滿載各種各樣用以研究冰在雲團中如何形成的儀器。地面雷達隨後捕捉到一種奇特的回聲信號，表明這是形狀奇特的雪花。

西姆斯菲爾德說：「我們不清楚這是什麼，但我們正在經過從地面觀測到的這種降水特徵。」飛行過程中拍攝的錄像顯示一片高積雲中有一個空洞，兩英吋(約合5厘米)厚的降雪恰好位於空洞下面。西姆斯菲爾德和同事接著查看了附近機場的飛行記錄，將空洞和雪花與大約一小時前起飛的兩架商業渦輪螺旋槳飛機聯繫起來。

西姆斯菲爾德解釋說，兩架飛機螺旋槳周圍的超低溫水珠的運動令其快速冷卻、凝結，並作為雪花落向地面。通常情況下，雪花或雨滴在形成時需要一點兒灰塵或其他不完美的狀況。但是，如果溫度快速冷卻至零下35華氏度左右，超低溫水珠可以迅速凝結。

為證實這種想法，研究人員將落於穿洞雲任一側的雪花與直接落於下面的冰晶進行了比較，發現從穿洞雲落下的雪花比那些形成於周圍雲團中的雪花更像盤子、結構更簡單。西姆斯菲爾德說，結構更為複雜的雪花在落下時堆積成液態水珠。不過，在穿洞雲的中心位置，所有液體不是蒸發就是凝結。他說：「這種現象會消除水珠，所以，這些晶體在落下時不會蒐集任何水珠。」

美國加州大學聖克魯斯分校氣象專家帕特里克-莊(Patrick Chuang)說：「一開始給我的印象是這是合情合理的。」帕特里克未參與這項研究。隨後，研究人員將穿洞雲的衛星照片與航班時刻表結合起來，去表明噴氣式飛機也可以生成穿洞雲和降雪，而不僅僅只有螺旋槳飛機。西姆斯菲爾德說：「超低溫水滴在經過噴氣式飛機的機翼後迅速凝結。我們確切瞭解到這種飛機產生了穿洞雲。研究人員以前曾把大量降雪與螺旋槳飛機聯繫起來，但一直沒有將這種現象與噴氣式飛機聯繫起來。」

他補充說：「天空中噴氣式飛機的飛行次數遠遠超過螺旋槳飛機，所以，產生這種現象的機會就多了起來。」不過，並非所有從雲團中經過的航班都會產生降雪。大約7.8%的地面覆蓋著高度適合超低溫水珠形成的雲團。由於噴氣機一般不會在這一高度下飛行，它們可能只有在起降時才會形成穿洞雲。西姆斯菲爾德指出，在雲團中「穿洞」的飛機產生的多餘降水或許並不足以改變全球氣候模式，「但是，就某個區域而言，它肯定能提高降雪量。」