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1954 年 5 月,美國一個(ge) 知名的演員準備拍攝一部喜劇《七年之癢》。這部電影拿下了眾(zhong) 多讚譽,也是 1955 年票房最高的電影。這麽(me) 多年過去了,很多人對電影裏麵具體(ti) 情節的記憶已經不甚清晰,但是為(wei) 了這部電影拍攝的一張宣傳(chuan) 照片,卻從(cong) 此成為(wei) 了經典。

瑪麗(li) 蓮 · 夢露站在地鐵的通風口上,當列車從(cong) 位於(yu) 正下方的隧道通過,氣流從(cong) 通風口中吹出把她的裙子掀了起來。攝影師把這個(ge) 姿勢記錄在照片裏,成為(wei) 了她生涯中最著名的鏡頭之一。
上升氣流其實在我們(men) 的生活中再常見不過,抬起頭張一下嘴,輕輕向上吐出一個(ge) 氣,就是一股上升氣流。雖然這裏的上升氣流是列車開過的看起來似乎不那麽(me) 「天然」,但是已經足夠驚豔了。不過說起上升氣流打造的美景,其實在大自然裏麵還要多得多。

最近在國內(nei) 的社交媒體(ti) 上看到一則新聞,「『反重力瀑布』倒流直衝(chong) 470 米高懸崖,罕見超壯觀一幕被拍下」[1, 2] 看起來似乎誇張的標題給小編我留下了深刻的印象。
這個(ge) 新聞的地點發生在 Beinisvørð(沒有正式的中文譯名,音譯大約為(wei) 貝尼斯沃夫斯),法羅群島中的南島。這個(ge) 群島在大西洋上,地理位置上介於(yu) 挪威和冰島之間。由於(yu) 海岸的形狀在這裏向內(nei) 凹,來自北大西洋的強風在此處被迫形成渦旋,並且沿著懸崖爬升,形成氣旋帶動水向上翻過高高的懸崖。
這個(ge) 現象最匪夷所思的地方在於(yu) 這個(ge) 懸崖實在是有點太高了,一個(ge) 大氣壓才能托起 10 米的水柱,如果真的是僅(jin) 僅(jin) 依靠大氣壓,需要氣旋提供 48 個(ge) 大氣壓才能把水甩那麽(me) 高。不過我們(men) 從(cong) 視頻截圖上也能看出來,運送上去的其實僅(jin) 僅(jin) 隻是一些細小的水滴,而並非完整的水柱。不過這些水汽橫貫 470 米的懸崖,看起來著實震撼。
這個(ge) 龍卷風有點像水泵。大家都對水泵比較熟悉,很多人覺得,隻要水泵的功率足夠高,那麽(me) 總可以把水抬到足夠高的地方,但是卻往往忘記了更重要的一個(ge) 因素,到底能夠把水抬多高和水泵功率大小關(guan) 係並不大,和流量的關(guan) 係更大一些。一定範圍內(nei) 流量和揚程成反比,流量越大揚程越小,流量越小揚程越大。這兩(liang) 者之間並沒有什麽(me) 簡潔的函數關(guan) 係式。龍卷風給水的能量並不大,為(wei) 了把水泵到那麽(me) 高,自然水量肯定就非常小了。這裏麵大部分其實隻是浪花裏麵的一些小水滴。

北半球成熟熱帶氣旋橫截麵圖。可以看到氣旋中心由上升氣流形成,但是最中心區確實下降的。這是因為(wei) 氣旋高層的橫向氣流向外輸運,導致更高層的大氣往氣旋中心輸運,從(cong) 而形成下沉氣流。這也是風眼中間中間沒有雲(yun) 的原因。
和上升氣流關(guan) 係密切的自然現象裏有很多,比如由於(yu) 龍卷風,台風,颶風等,都是由於(yu) 強烈的對流造成的。就台風具體(ti) 而言,因為(wei) 太陽的照射使得洋麵持續升溫,空氣上升,在地轉偏向力的作用下形成氣旋。

強勁的上升氣流可以導致很多大氣現象 [3]。比如由於(yu) 高山地形導致的「上升氣流」,就可以形成蔚為(wei) 壯觀的山帽雲(yun) (pileus clouds)。山帽雲(yun) 這個(ge) 詞中的 pileus,是帽子的拉丁語。這種雲(yun) 也有人稱其為(wei) 鬥笠雲(yun) ,因為(wei) 其恰好形成於(yu) 山脈的頂部,真的很像一頂鬥笠……
山帽雲(yun) 是濕度較大的空氣由於(yu) 地形原因強迫上升,冷卻凝結而成的在孤立山峰上空幾乎不動的靜止雲(yun) 。這種雲(yun) 形成的條件並不算嚴(yan) 苛,但是因為(wei) 其存在的時間往往並不長,所以人們(men) 往往很難看到它的存在。隨著現在拍照越來越方便,才慢慢地有越來越多的圖片記錄。

山帽雲(yun) 也可以存在於(yu) 非常高的積雲(yun) 上方 [4]
為(wei) 什麽(me) 山帽雲(yun) 可以穩定存在?這種雲(yun) 存在的前提是在高層的大氣中存在著穩定的濕度較大的氣流。當積雲(yun) 不斷發展向上移動,或者高山橫亙(gen) 原本氣流輸運的道路上的時候,迫使原來的穩定氣流上升,使得水汽達到露點開始凝結。最終形成好看的山帽雲(yun) 。雖然山帽雲(yun) 看似靜止,但其實這它時時刻刻處在一種動態平衡之中。迎風麵因為(wei) 氣流抬升的緣故,雲(yun) 不斷地形成並向後輸送;背風處的雲(yun) 則因為(wei) 高度下降。[5]

薩雷切夫火山 (Sarychev Peak) 在 2009 年的那次噴發過程中,從(cong) 國際空間站上拍攝記錄下來的煙柱和其頂端的山帽雲(yun) NASA/JPL
前麵提到,這種帽雲(yun) 的存在條件其實隻需要迫使氣流高度上的爬升就好了,能夠達到這種條件的並不少。比如火山噴發的時候,或者核彈爆炸的時候,快速上升的火山灰和快速上升的蘑菇雲(yun) ,同樣可以形成這種帽雲(yun) 。自然界在一些奇妙的地方,總是把暴力和美用一種特別的方式揉在一起。

位於(yu) 美國佛羅裏達巴拿馬城的海灘邊上「好看」的上升氣流
有些時候人工的高層建築打造的上升氣流,也可以造出來好看的雲(yun) 。在美國佛羅裏達巴拿馬城的海灘邊上,就有人在直升飛機上錄下過這般景象 [6]。從(cong) 墨西哥灣吹來的暖濕氣流隨著公寓大樓爬升,和前麵的所有例子都一樣,高處不勝寒,溫度下降讓空氣裏的水蒸氣冷凝,高度變化帶來的輕微冷卻足以使空氣達到飽和點,從(cong) 而形成炫酷的霧氣。
由於(yu) 直升飛機的停機坪正好位於(yu) 大霧附近,從(cong) 而無法順利起飛從(cong) 空中拍攝下這種難得的景象。而且這種現象的形成速度十分快,「從(cong) 建築物頂部的小股霧氣到掩蓋整個(ge) 建築,隻需要 2-3 分鍾」。隻有恰好在大霧形成的時候,有直升飛機從(cong) 外部返回,才能拍攝出上麵這種畫麵。
其實不管是山帽雲(yun) 也好,還是海灘邊上壯觀的雲(yun) ,形成原理大致一致。這種雲(yun) 其實還有一個(ge) 更加通用的名稱——莢狀雲(yun) 。它最大的特征就是光滑的宛如圓盤的外形,在以前沒被誤認為(wei) 外星飛船,或者不明飛行物,怎麽(me) 看都像一個(ge) UFO。

莢狀層積雲(yun)
莢狀雲(yun) 的形成條件十分多樣,除了前麵提到的和地形有關(guan) 的形成過程以外,還有比如因為(wei) 冷鋒鋒麵處,暖空氣的抬升產(chan) 生;或者由於(yu) 高空下沉氣流和地麵的上升氣流交匯,也可以形成莢狀雲(yun) 。而且根據形成的類別不同,可以形成莢狀層積雲(yun) 和莢狀高積雲(yun) 兩(liang) 種模式的雲(yun) ——外觀上分別對應較厚和較薄兩(liang) 種。[6]
在一些網上一些流行的爆款文章裏,經常會(hui) 看到一些 P 過的莢狀雲(yun) 圖片,「天王蓋地虎,寶塔鎮河妖」,雖然莢狀雲(yun) 確實很炫酷,但是這種炫酷過頭的假照片大家千萬(wan) 不要相信。從(cong) 形成的原理就知道,莢狀雲(yun) 一般就是一個(ge) 或者兩(liang) 個(ge) 圓盤狀,不可能是如此多個(ge) 堆積的樣子。

一張流傳(chuan) 甚廣的經過處理的莢狀高層雲(yun) 的圖。原本其應該隻有一層,但是經過後期處理,人為(wei) 地把雲(yun) 層疊加到了五層。你別說,左邊這個(ge) 圖真的有點像小時候動畫魔神英雄傳(chuan) ,也就是神龍鬥士裏麵創界山。
「雙層寶塔」還是有的,不過真的非常少見。下麵這張清晰的表現出雙層莢狀雲(yun) 結構的照片原作者為(wei) Jim George 在 2004 年拍攝於(yu) 美國華盛頓州普亞(ya) 洛普(Puyallup, WA)。那天清晨他被他的兒(er) 子叫醒,告訴他必須要屋外看看,才用相機記錄下這個(ge) 場景。時至今日已經快過去了 16 年,在網絡上流傳(chuan) 的雙層莢狀雲(yun) 照片還是如此少,足見稀有了。

one more thing
說了這麽(me) 多,我們(men) 可不可以在自己身上也製造一個(ge) 好看的上升氣流呢?
答案當然是,可以的,保證你氣質 ++

參考內(nei) 容:
[1] 「『反重力瀑布』倒流直衝(chong) 470 米高懸崖,罕見超壯觀一幕被拍下」
[2] Incredible footage shows water flowing upwards - after waves were caught in a 'sea vortex', Joe Gamp, Yahoo News
[3] When cumulus clouds are building, sometimes there is a smooth cloud that looks bowed and rides horizontally above and over the building cumulus. What is this and what causes this cloud formation? - Quora
[4] Pileus capping cumulus in MD,Community Cloud Atlas
[5] [探雲(yun) ] 瞧,這雲(yun) 好像UFO~ ,漠北,知乎專(zhuan) 欄大氣之象
[6] Florida waterfront condos literally create their own weather, Scott Sistek, Katu
[7] Weather photographers lament: 'Hey! That's *my* photo!'
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