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天上为何出现“奇怪的云”

来源:恒恒美食网  01-03/2020
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23日清晨6时左右,不少北京网友在朋友圈晒出天空中出现的“神秘光线图”。北京市气象局官方微博“气象北京”发文表示,“奇怪的云”应该是飞行器尾流。那么,飞行器是如何产生这些神秘尾流的?哪些飞行器能够产生这种“奇怪的云”呢?

天上为何出现“奇怪的云”

最常见的是飞机形成的航迹云,或者称凝结尾迹。这主要是喷气式飞机发动机喷出的尾流中的水蒸气遇冷凝结形成的。这种凝结尾迹呈白色,与飞行器的航迹基本一致,日常生活中还是比较常见的。由飞机形成的航迹云多在白天可以见到,因为飞机飞行高度多在2万米以下,航迹云形成于对流层上、平流层底部的同温层,白色的航迹云在蓝天映衬下比较明显。由于其高度相对较低,天空完全暗下来之后,地平线下的太阳已经无法照射到这些航迹云,所以夜间观测到的几率较小。

另一类则是火箭发动机形成的,包括发射航天器的运载火箭以及射程较远的弹道导弹。火箭和导弹形成的尾迹和喷气式飞机形成的凝结云之间有共同点,也有属于自己的特点。火箭发动机通常分为两类,一类是液体火箭发动机,另一类为固体火箭发动机。液体火箭发动机,特别是使用液氢液氧作为燃料的火箭发动机,尾焰中含有大量水蒸气,在高空遇冷后也会凝结形成尾迹。而固体火箭发动机的排放物中大多含有一定的固体颗粒,在阳光照射之下更为明显。

航天器尾迹通常在非常高的高度层,由于距离较远,白天很难观测到。因为航天器飞行速度很快,会很快穿越对流层、同温层,进入平流层和中间层,地面观看者距离其非常远,白天的对比度又不高,所以很难在白天观测到。而接近日出或日落时,天空偏暗,此时太阳虽然在地平线下,但由于航天器的尾流和尾迹的高度很高,阳光能够照射到这些尾迹上,尾迹与暗色的天空能形成比较明显的对比,所以大多在此时间段能较为明显地观测到形成的尾迹。有时航天器处于主动段(也就是发动机工作阶段),发动机尾焰和尾流在暗夜衬托下也比较明显,也能在较远距离看到。

在形状上,由于运载火箭会快速穿过对流层、平流层和中间层,各层风向较复杂,所以往往导致尾迹呈现“九曲十八弯”的效果。(魏 齐)

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