罕見波浪雲捲曲翻滾:怪異雲層橫穿天空
開爾文-赫爾姆霍茨雲,俗稱波浪雲或海嘯雲,是一種罕見而又壯觀的天氣現象。這種翻滾、捲曲、起伏的怪異雲層形態橫穿天空,給人帶來一種震撼美。本圖所示的怪異波浪雲看似一隻準備攻擊的眼鏡蛇。2011年12月16日,在阿拉巴馬州的伯明翰附近發現了一系列高大羽冠狀的雲朵。
阿拉巴馬州波浪雲
空氣和水互相協調以極為不同的速度流動,導致海浪形狀規則。而不同空氣層相遇在廣闊的領域時,通常不能保持它們的非均勻性。
氣團移動
當兩個空氣團以不同速度、不同溫度移動時,便形成了開爾文-赫爾姆霍茨雲。
怪異雲層
這種翻滾、捲曲、起伏的怪異雲層形態橫穿天空,給人帶來一種震撼美。
兩空氣團相遇
紐約州立大學大氣科學研究中心氣象學家Chris Walcek介紹說,「在該空氣層形成這樣的雲,可能是由於接近地面的多雲寒冷空氣層的風速較低,移動速度慢,而在上面空氣層可能較溫暖,移動速度較快。」
開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性
開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性發生在流動速度不同的兩個雲層的邊界。兩層空氣因速度不同發生剪切效應,導致一層空氣扭曲了另外一層空氣的常規形狀。儘管大多數人只看到開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性的波,但偶爾也可以看到這種雲朵。
日出
氣象學家Chris Walcek解釋說,「大部分情況下,移動迅速的空氣層可以簡單而通暢地滑向移動緩慢的空氣層,就像一個冰球沿着冰面滑行。」兩個空氣層之間巨大的物理差異因素也被稱之為隨機湍流,會破壞空氣層的邊界並且分隔開兩個空氣層。
雲捲雲舒
開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性出現的最佳時刻是湍流開始過於隨意移動之前。這些怪異外觀的捲雲極易引起我們的興趣。
罕見波浪雲
如果單憑它們奇怪的外觀不能夠區分開爾文-赫爾姆霍茨雲和蓬鬆的棉束,那它們的無常性及暫時性就可將其區分,這樣完美的、連續不斷的波浪雲可以隨時形成和毀壞。這就解釋了為什麼這些波浪雲如此罕見。
即將散去的波浪雲
在伯明翰的晨霧中出現的開爾文-赫爾姆霍茨不穩定現象並沒有持續很長時間,就像平常的無波狀霧,逐漸升起的太陽伴隨着氣溫的上升,將其逐漸打散。
山頂雲彩
開爾文-赫爾姆霍茨雲可能比較罕見,但也可以在許多種氣候條件下形成。例如,伯明翰的波浪雲層發生在大清早,伴隨着一層厚厚的不透明低霧。開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性大部分發生在對流層的較高部位,在萬里無雲的藍色天空的映襯下更加顯著。
黎明與黃昏的雲彩
如本圖所示,攝影師十分幸運地捕捉到了黎明前及黃昏時的開爾文-赫爾姆霍茨雲
太平洋波浪
2006年1月的一個晚上,Mila Zinkova來到三藩市,正在欣賞夕陽下太平洋的海浪。她介紹說,「突然,我看到天空中出現一種完全不同的波浪,我之前從來沒看到過這樣的雲,它們太神奇了。」
開爾文-赫爾姆霍茨雲
開爾文-赫爾姆霍茨雲形象地展現了開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性。
不穩定性現象
開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性是以英國數學物理學家威廉-湯姆森-開爾文及德國物理學家赫爾曼-赫爾姆霍茨命名的。
太陽系大氣移動
開爾文-赫爾姆霍茨不穩定性是一種物理屬性,並不是只屬於地球氣候的特有現象。天文學家曾經在太陽日冕層中發現這一現象,而氣態巨行星木星和土星的帶狀雲層中也有類似現象。(彬彬)