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[科普中國]-云跡

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云跡,即夜光云夜間云,是由水冰構(gòu)成,并較為稀薄的云,普遍出現(xiàn)在上層大氣層的極地中層云,可以在深沉的曙暮光中看見?!癗octilucent”這個(gè)名字在拉丁文的意思大約是“在夜晚閃亮”。它們通常在夏天的月份出現(xiàn)在赤道南北緯度50度至70度之處,只有當(dāng)太陽在地平線下時(shí)才能看見。

簡(jiǎn)介云跡,即夜光云夜間云,是由水冰構(gòu)成,并較為稀薄的云,普遍出現(xiàn)在上層大氣層的極地中層云,可以在深沉的曙暮光中看見?!癗octilucent”這個(gè)名字在拉丁文的意思大約是“在夜晚閃亮”。它們通常在夏天的月份出現(xiàn)在赤道南北緯度50度至70度之處,只有當(dāng)太陽在地平線下時(shí)才能看見。

它們是位置最高的云,位于中氣層,高度在76公里至85公里。它們通常很暗淡而難以看見,只有當(dāng)陽光從地平線下滲入,而大氣層的低層已經(jīng)在地影中時(shí)才能看見。夜光云還沒有被完全了解,它是近代才發(fā)現(xiàn)的氣象現(xiàn)象,在1885年之前沒有任何的記錄。

夜光云只能在特定的條件下形成,它們的出現(xiàn)可以做為高空大氣變化的敏感指標(biāo)。它們是相對(duì)較新的分類,因此在發(fā)現(xiàn)的頻率、亮度和范圍都在逐漸增加。理論上認(rèn)為這種增加與氣候變化有關(guān)。1

觀測(cè)時(shí)機(jī)夜光云外觀似卷云,但較薄,且顏色為銀白色或藍(lán)色,出現(xiàn)在落日后太陽與地平線夾角在6-15度之間的時(shí)候。如果太早會(huì)因?yàn)槠涮《床灰?,而太遲了它也會(huì)落到地球的陰影之中去。1

成因夜光云的成因科學(xué)界還有爭(zhēng)議,目前最主流的理論認(rèn)為它主要是由極細(xì)的冰晶構(gòu)成。

一般人的概念中會(huì)認(rèn)為,距地面80多公里的大氣一定很冷;但事實(shí)上是,這個(gè)經(jīng)驗(yàn)理論只在較低的對(duì)流層中成立。對(duì)流層之上是平流層(也稱作同溫層),再往上才是中間層,但平流層的特點(diǎn)是上熱下冷(最高溫度約在0℃),故垂直方向上的對(duì)流很少,而主要是水平方向上的大氣運(yùn)動(dòng)(所以客機(jī)飛行一般選擇在平流層中),因此實(shí)際上中間層的溫度很高。

科學(xué)家們認(rèn)為,這可能是由于垂直方向上重力波的衰減造成的。重力波由于各種異常原因而可能在某些地方減弱,從而導(dǎo)致了低層大氣向上的動(dòng)量傳遞。這樣那些在向東方向上,具有很強(qiáng)相速度的重力波,將向東的動(dòng)量傳遞給了高層的大氣。

向東方向的流動(dòng),將受到赤道方向的科里奧利力的作用,這將引起垂直方向上帶有水汽的大氣流動(dòng)(要說明是,高層大氣的水汽不一定直接來自地面,有可能是由于甲烷的光分解形成的)。因?yàn)橹挥邢募緯r(shí)高緯度的平流層,才允許相速度東向的重力波傳入中間層(冬季季風(fēng)方向相反,因而東向的動(dòng)量不能傳入中間層),這樣,處于夏季的半球的中間層溫會(huì)因動(dòng)量的流失而降低(相應(yīng)地,冬季半球的中間層溫度會(huì)升高),從而導(dǎo)致了中間層的降溫現(xiàn)象(130 K)。

實(shí)際上,在整個(gè)極地地區(qū)的夏天,衛(wèi)星能夠觀察到大片的中間層云團(tuán),但是緯度太高的地區(qū),在夏季處于極晝,因而夜光云是不易被發(fā)現(xiàn)的。在這種條件下,夜光云就只能在夏季的某些高緯度地區(qū)被觀察到了。2

參見云

氣象

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

杜強(qiáng) - 高級(jí)工程師 - 中國科學(xué)院工程熱物理研究所