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气流能托起成千上万吨的积雨云,它能托起一个人吗?答案是有可能

热空气上升这个道理大家都明白,但我们相信这空气不会一直热,所以天上的白云应该都已经凉凉了,要不然下下来的雨怎么都是凉的呢,甚至夏天还有可能下冰雹,那么问题来了,冰凉的雨水居然能在天上,到下雨了才会掉下来,这究竟是怎么回事?

上图是上次在青岛-宁波的飞机上拍摄的云层动图,可清晰的看到云彩漂浮在飞机的下方!各位读者中肯定有很多经历过飞机颠簸的状况,而在晴空湍流的情况比较少,但一般经过云层时会产生比较剧烈的颠簸,这是因为飞行器经过了上升与下降气流交替的区域,严重的时候甚至会出现掉高度这种状况!为什么在大气中会出现上升气流呢?我们先从上升气流开始说起:

一、大气层中的上升气流

地球作为距离太阳系中的第三颗行星,尽管距离太阳达1.5亿千米,但地球每秒从太阳获得的功率高达1.4千瓦/平方米,是地球表面大气运动、洋流与台风和夏雨等等绝大部分运动的能量来源,当然上升气流则只是大气运动中的一个重要环节!

我们可以将上升气流简单的理解为热空气上升,这是太阳暴晒下空气和水汽自然流动行为,但上升气流并不只是这种成因主要有:

1、受热空气形成上升气流,就是上图

2、低气压形成上升气流,热带气旋所经之处,就会形成上升气流

3、地形原因形成上升气流,形成这种上升气流只需要风

而无动力的滑翔机则完全依靠上升气流的烘托才能滑翔到更远的距离,比如常见的滑翔伞或者比较少见的滑翔机,而动力伞则在滑翔伞的基础上增加了动力装置!

上升气流甚至可以部分“劫持”滑翔机,将滑翔机托到高空!滑翔运动是培养飞行员的重要途径,而上升气流则是滑翔机赖以爬升到高空的唯一途径,无论在滑翔运动中还是在水汽循环中都是重要的组成部分!

二、水汽循环与降雨、冰雹

水汽循环是地球水圈与大气圈交互的一个循环,其受热的水汽上升后凝结通过气流输送到远方,在适当的条件下形成降雨,整个过程就是一个完整的水汽循环!

但在这个循环中有一个问题,无论是上升气流还是水汽循环,有一个问题并没有彻底解决,上升气流可以托住云彩,那么为什么还能托住雨滴,更不可思议的是居然还能托住冰雹!下面我们来解决一下这个问题!

上图是冰雹形成的过程,一般我们将这种形成冰雹的天气称为强对流天气!这是有原因的,无论是下雨还是下冰雹,其原理都差不多,但冰雹有一个条件是必须在0℃以上,云层顶端必须远低于0℃,这时候所谓的强对流天气就开始其作用了,其中的强上升气流会将已经凝结成冰晶的水滴反复托向高空,而在这反复的过程中这个冰晶逐渐成长,最终成为鹌鹑蛋或者鸡蛋大小甚至更大的冰雹!

而冰雹的大小则取决与上升气流的强弱,因此在寒带地区或者冬季是不会出现冰雹的!而下雨过程就比冰雹天气的条件要宽松得多!

比如上升气流比较小,形成的冰晶很小,下落过程中可能成为雨滴,或者毛毛雨!如果在0℃线以下凝结,那么上升气流只会将雨滴上托形成更大的雨滴,但气流终究有一个极限,当再也无法托住雨滴时候,就下落形成降雨!

三、上升气流能托住一个成年人吗?

要将一个人托起的气流大约是40~60米/秒,这在各地比较流行的娱乐风洞都有参考风速,因为每个人的迎风面积已重量差异,这个风速是会变化的,但一般到55米/秒以上,大部分人都应该飞起来了!

垂直娱乐风洞的结构,原理很简单,一个或者多个大风扇的气流向上吹动,待人体迎风面产生的阻力与体重受到的重力相等时就悬浮了!

简单的说大气层中的上升气流要达到40-60米/秒才能达到托起人的目的,但事实上一般条件下的上升气流根本达不到这个层次,因此想要在云从中将人体托起的可能性是没有的!

但龙卷风可以,准确的说这是一种由于气旋结构产生的负压抬升可以将完全将人体托起,但被托到高空的人体一旦破坏这个平衡,比如龙卷风消散,那么就会直接从高空跌下,这个后果是可想而知的!

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