卡門渦旋奇景 印度洋上空雲層10黑洞

NASA的陸地衛星8號於2016年拍到赫德島上空雲層的10個黑洞,為卡門渦旋現象所造成。(NASA/Landsat/Jeff Schmaltz/MODIS)
NASA的陸地衛星8號於2016年拍到赫德島上空雲層的10個黑洞,為卡門渦旋現象所造成。(NASA/Landsat/Jeff Schmaltz/MODIS)

文/記者陳俊村

美國國家航空暨太空總署(NASA)的地球觀測衛星2016年拍攝的一張照片顯示,印度洋赫德島(Heard Island)上空的雲層中,出現10個旋轉的黑洞,實屬罕見。

NASA網站指出,NASA的陸地衛星8號(Landsat 8)在赫德島上空拍到這張照片。這個小型火山島位於印度洋西南部、西澳西南4千公里、非洲東南4,700公里、南極洲以北1千公里,人們只能搭船到赫德島。

這張照片中的10個黑洞是由雲層渦旋造成的,但與大多數這類現象相比,它們格外明顯,而且扭曲程度顯著。這些黑洞的寬度平均多達十幾公里。當它們往東北方向移動時,大小略微縮小。

卡門渦旋遇上莫森峰

照片中的莫森峰(Mawson Peak),是赫德島上最高點,峰頂清晰可見。這座山峰雖然只有2,745公尺高,但足以激起數個雲層渦旋,像湍急河流中的漩渦一樣順風旋轉。

這些旋轉的空洞由「卡門渦旋」(von Kármán vortices)現象造成。當盛行風遇到陸地,擾亂了氣流,並形成兩排交替旋轉方向的渦旋,這種現象就會發生。

這些空洞以匈牙利裔美國物理學家馮卡門(Theodore von Kármán)的名字命名,他是第一個描述這種自然現象的人。

在這張照片中,這些渦旋是莫森峰引發的。當風繞過這座山峰時,氣流的擾動會以渦旋的形式向下游傳播,渦旋的旋轉方向也會改變。

「卡門渦旋」通常會形成相對直線。但在這張照片呈現的情況,強勁的南風似乎將渦旋向北推,使渦旋在中途彎曲了近90度。

2012年在墨西哥瓜達盧佩島上空出現的卡門渦旋及彩虹光環。(NASA/Terra/MODIS/Jeff Schmaltz)2012年在墨西哥瓜達盧佩島上空出現的卡門渦旋及彩虹光環。(NASA/Terra/MODIS/Jeff Schmaltz)

瓜達盧佩島 渦旋與光環

據生活科學(Live Science)網站報導,大多數「卡門渦旋」產生的雲跡可能會非常纖細,描繪出不可見氣流的細微變化,例如:2012年在墨西哥瓜達盧佩島(Guadalupe Island)上空拍到的渦旋。

在NASA的泰拉(Terra)衛星所拍攝的照片中,瓜達盧佩島上空雲層中有兩個「卡門渦旋」和看似兩道彩虹般的「光環」(glory)奇景,但這個「光環」其實只有一個。

這個出現在瓜達盧佩島附近的「光環」,似乎延伸超過300英里(480公里)。雖然「卡門渦旋」和「光環」同時出現在這張照片中,但它們彼此之間並沒有關係。◇

2012年在墨西哥瓜達盧佩島上空出現的卡門渦旋及彩虹光環。(NASA/Terra/MODIS/Jeff Schmaltz)2012年在墨西哥瓜達盧佩島上空出現的卡門渦旋及彩虹光環。(NASA/Terra/MODIS/Jeff Schmaltz)

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