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為什么乘氣球能飄洋過(guò)海周游世界

作者: ${content.author} 時(shí)間:2018-09-07 瀏覽量:2,265

  1987年盛夏,根據(jù)中日兩國(guó)聯(lián)合進(jìn)行空間觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的科技協(xié)定,一只容積為15000立方米的龐然大物——高空氣球,從日本九州鹿兒島放飛升空,按照預(yù)定的飄移路線(xiàn),在3萬(wàn)米左右的高空向中國(guó)上海方向飛行,裝載著200多千克觀測(cè)儀器的吊艙,由上?;厥?。


  日本也同美國(guó)聯(lián)合進(jìn)行過(guò)氣球橫渡太平洋的空間觀測(cè)實(shí)驗(yàn)。氣球從日本起飛,橫渡太平洋后降落在美國(guó)西海岸。


  我國(guó)也獨(dú)立研制并在河北省的香河縣試驗(yàn)場(chǎng)成功地放送了最大容積達(dá)到30萬(wàn)立方米的大型高空氣球。它是亞洲最大的高空氣球,在3萬(wàn)多米高空按預(yù)定的路線(xiàn)向東飄移了6個(gè)多小時(shí),在預(yù)定地點(diǎn)完整無(wú)損地收回。有幾個(gè)外國(guó)人,還準(zhǔn)備乘有史以來(lái)最大的氣球作一次中途不著陸的飄洋過(guò)海周游世界的飛行。


  為什么高空氣球可以向西飄移,也可以向東飄移,甚至可以載人作環(huán)繞地球周游世界的飛行呢?我們知道,地球周?chē)幸粚哟髿馊Α牡孛娴礁呖?,大氣圈好像夾心餅干那樣可以分成幾個(gè)層次。離地大約10千米左右(低緯度地區(qū)平均17?18千米,中緯度地區(qū)平均10?12千米,高緯度地區(qū)平均8?9千米)稱(chēng)為對(duì)流層,層內(nèi)有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)和各種冰、云、雷等天氣現(xiàn)象發(fā)生,高空氣球在對(duì)流層中只能選擇在晴好天氣時(shí)作數(shù)小時(shí)短距離飛行。對(duì)流層以上到55千米左右的大氣層,稱(chēng)為平流層,這一層的氣流比較平穩(wěn),沒(méi)有強(qiáng)烈的對(duì)流運(yùn)動(dòng)發(fā)生,又因水汽、塵埃極少,難得有像對(duì)流層中那種復(fù)雜的天氣現(xiàn)象發(fā)生,所以高空氣球在平流層中只要避開(kāi)兇猛的急流就可飛行了。


  高空氣球在平流層中飄移,主要是受全球規(guī)模的東風(fēng)帶和西風(fēng)帶以及東西風(fēng)帶中的急流等運(yùn)動(dòng)的作用。北半球東風(fēng)帶的位置偏南、西風(fēng)帶的位置偏北,并且隨著冬夏季節(jié)的轉(zhuǎn)換而發(fā)生南北移動(dòng)。夏季東風(fēng)帶位置北移,西風(fēng)帶北撤;冬季則西風(fēng)帶位置南進(jìn),東風(fēng)帶南撤。因此,在地理位置與上海的緯度差不多的日本九州的南端鹿兒島放飛高空氣球,一定要選擇在盛夏東風(fēng)帶北移到本區(qū)的時(shí)候,氣球就會(huì)在穩(wěn)定的東風(fēng)氣流吹送下飄移到上海來(lái)。如果在日本緯度較高的北海道放飛高空氣球,就會(huì)在西風(fēng)氣流吹送下向東飄移到美國(guó)西海岸去了。如果新型的高空氣球能適用于長(zhǎng)時(shí)間、低溫下飛行,人就可以在氣球的密封吊艙里借著西風(fēng)飄洋過(guò)海周游世界了。


  不過(guò)乘坐高空氣球是有危險(xiǎn)的,氣象上最大的災(zāi)難就是遇上高空急流和強(qiáng)烈的對(duì)流。高空急流是一種兇猛的強(qiáng)風(fēng),它是由于副熱帶高氣壓的南北兩側(cè)風(fēng)速隨高度而增大,到一定高度上便形成一狹長(zhǎng)的強(qiáng)風(fēng)帶。當(dāng)北側(cè)氣流與西風(fēng)帶氣流的流向一致時(shí),北側(cè)成為西風(fēng)急流,南側(cè)為東風(fēng)急流,前者風(fēng)速比后者更大。西風(fēng)急流的寬度一般為800?1000千米,厚度6?10千米,長(zhǎng)度可達(dá)10000?12000千米,自西向東圍繞整個(gè)半球。西風(fēng)急流中心區(qū)域的風(fēng)速達(dá)每小時(shí)180?290千米,最強(qiáng)時(shí)可達(dá)每小時(shí)360?540千米或以上,比當(dāng)今世界上新發(fā)明的高速火車(chē)的速度還要快出許多。如果高空氣球遇上這種氣流,就會(huì)被吹得無(wú)影無(wú)蹤。而強(qiáng)烈的對(duì)流是一種垂直方向的氣流,如果高空氣球遇上這種氣流,就會(huì)上下顛簸翻滾而遭到破壞。因此,高空氣球的放飛季節(jié)、地點(diǎn)和飛行路線(xiàn)的確定,要有氣象學(xué)家參與并作專(zhuān)門(mén)研究,以避開(kāi)高空急流區(qū)域和垂直氣流的影響。

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