尘卷风
尘卷风(dust devil)又称为尘暴等是一种强劲、明显形状、存在期相当长的旋风,尺寸从小型(宽度约为1米,高度约为几米)到大型(宽度大于10米,高度大于1000米)。尘卷风通常不会造成损害,但难得有时会变得相当大型,可能会危害到住民与房产。
尘卷风通常是旋转上升的气流柱,含有灰尘或沙子。通常在美国西南部大气紊乱时发生。多见于科罗拉多州的圣路易斯山谷[1]。
目录
成因
当缺乏对流的沙地照光加热,近地表的空气开始升温,但受到上层较冷较稳定的空气阻挡而停留地表,不过当有风等扰动(风切),或是某点升温较快时,温暖空气便突破限制开始上升、旋转,然后吸入更多周围地表空气,且因角动量守恒而风速开始增加,进而卷起沙尘,尘卷风便形成了,可维持并游走一段时间。
主要特点
尘卷风是一种类兰金涡,旋转速度和压力的分布具有兰金组合涡的特点;在成熟阶段,尘卷风的详细结构可以粗略地分为4个区域:地面附近的气流汇聚区域、柱状的涡核区域、旋风与地面作用形成的转角风区域以及涡核外部的外围气流区域。转角区域可以细分为两个子区域:外围的方位角风区域(在该区域,上升气流运动方向与轴线之间有一定的夹角,称为方位角)和中心的下沉停滞气流区域。
尘卷风中心的低压和急速的上升气流可使大量沙尘扬起,不同直径的沙尘颗粒在尘卷风的作用下运动轨迹不同,因此卷起不同大小沙尘的尘卷风的外形也是不同的。
火星
和地球一样,尘卷风在火星上也很常见,这是一种因为地面冷热不均而形成的旋转对流运动,以卷起地面沙尘和轻小物体形成旋转的尘柱为特征。
早在2012年,NASA的火星侦察轨道器就曾经拍到过一张自上而下的尘卷风,当时这个尘卷风最高达到了12英里(20千米)[2]。
火星过于干燥,但其表面薄薄的大气使得尘卷风能够高高飞起而不必受制于其有限的能量摄取。如果遇到一场尘卷风,宇航员们并不会被其所击倒,但火星上的尘卷风强大到足以扮演更多的角色。它们将尘埃抛入大气层与大型沙尘暴之间的区域。
一些火星科学家推测,尘卷风产生了足够多的静电,从而形成了与漂白剂类似的化学物质,这些化学物质能够消耗任何有机物质,以及火星土壤中的任何生物。并且尘卷风肯定还帮了NASA一把——它们偶尔会吹走覆盖在火星探测器太阳能电池表面的尘埃,从而使其获取能量的支持,并继续前进。
视频
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参考文献
- ↑ 科罗拉多州罕见带火尘卷风,爱奇艺,2014-04-18
- ↑ [图]“机遇号”在火星上拍到尘卷风, cnBeta,2016-04-05