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当飞得更高些时,你会看见高层云(altostratus),它们和层云形态相似,薄薄的一大片,但却漫无定形,只是它们在空中出现的位置更高些。高层云很薄,透过它们,可以看到太阳或清晰或模糊的轮廓。也有些高层云较厚,颜色也是阴雨灰暗的,很明显,一场大雨正在酝酿。一般来说,高层云分布在1000~2000米的空中——只是飞机需要穿越的诸多云层中较低的那些。较厚的高层云还有另外一个名字,叫做雨层云(nimbostratus)——当高层云变成雨层云的时候,降雨就开始了。(雨通常都来自雨层云。)
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有时,高层云与积云类似,只是位置略高些,不过从形态上来说,它们看起来与层积云更加相似,像一大片被撕成一条条的棉片。
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最后,我们接近最高的云层了,它们将伴随着你升到高空(环顾四周,可以看到大片大片的积雨云的顶部)。此时,你已经身处20000英尺(约6000米)的高空了,这里的云不再是由小水滴组成的了,而几乎都是冰晶。从机窗向外望去,你时常能看到卷云——它们纤细似缕缕绢丝,一丝丝地划过大半个天空。有些卷云形似一个卷曲的逗号,通常,当云丝排列成长长的一缕缕时,就表示大风即将临近。这些像母马尾巴一样的小钩钩多半是风雨天气的前兆。
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卷层云(cirrostratus)是另一种高空云,和卷云一样,它们形成于6000多米的高空。和卷云不同的是,卷层云像一张白色的云幔,云幔两端边缘清晰。卷层云的周围通常都会出现卷云,不过,卷层云如一张巨大的云幕,可以部分或全部遮蔽天穹。
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最后,我们来认识一下卷积云。它们同样是一种高层云——有时会出现在14000米的高空——它们通常呈人字纹路,排列成行或成群。有的卷积云的云块很小,看上去像是高空版的层积云。
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我们看到,这类云朵能够衍生出许许多多的子类,外加一些样子古怪的云——它们有的甚至像乳房——当出现强劲的下降气流时,层积云和雨积云底部会出现一些向下隆起的肿包。(不过,要把它们看成乳房还是需要相当丰富的想象力的,因为它们也可以被想象成其他的圆形物体。)
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飞行中的科学 彩虹的尽头没有一坛金子
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尽管虚无缥缈,云朵的确真实地存在于自然界中,不过,在飞机上,你或许也能看见一些并不存在的幻象。如果能与彩虹邂逅相遇,那是极其幸运的一件事——因为彩虹是一种奇妙的景致。当强烈的太阳光射向空气中聚集的雨滴时,彩虹就出现了,因此,彩虹产生的前提是有雨,同时有阳光,当阳光从你背后射来,照射到你前方的雨滴时,彩虹就出现了。
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接着,每颗雨滴都成了一面镜片或是棱镜,回忆一下,棱镜的工作原理是我们在中学科学课堂上就学过的。和棱镜的原理相同,雨滴表面的弧面会以不同的角度反射阳光——不同颜色的光,穿越水滴时弯曲的程度也不同,因此,白花花的太阳光就被分解成迷你彩虹了。当这束多彩的光线穿越水滴内部到达其后部时,有些光会折射入空气中,有些则被重新反射,到达雨滴前部,然后又被反射回来,当它再次到达雨滴尾部时,更多的光线折射进入空气中,形成了清晰可见的彩虹。
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阳光只有从某一特定角度照射到雨滴上,才会产生清晰可见的彩虹——阳光会以不同角度入射水滴,在水滴内也是以不同的角度反射,当两者角度在42度左右时,反射最为强烈,此时,你将会看见一座清晰的七彩虹桥。雨滴能形成圆形的彩虹,不过,地平线会将它们一分为二。不过在飞机上,你就能看到完整的圆形彩虹了。只是,遇见42度角的几率并不大,因此,彩虹的颜色通常都会偏淡——不过你还是能看到圆形的彩虹。如果彩虹恰好横跨于云层之上,这种情况经常发生,你将在虹圈正中的云朵上看到飞机的影子,十分的奇妙。
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彩虹并不存在——它源于光的投射,是无法触摸的,而彩虹也造就了一系列能在飞机上看到的景致,有些甚至被误认为是外星飞行物,这些你都能在飞机上看见。有一些彩虹的变体被称为晕,它们中间为阴影,四周环绕着一圈多彩的光环,只是,它们比彩虹小,出现的原因是阳光从各个角度照射水珠。通常,飞机机窗的多层玻璃会扭曲物体原本的样子,或是制造出一连串悬浮在空中的光斑,这是移动的机身在阳光下反射形成的。在机窗之外,还有许多虚无缥缈却真实存在的物质,它们制造着一幕幕绮丽的视觉盛宴。
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飞行中的科学 飞越冰冻的海面
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我们了解到组成云的物质可以是小水滴,也可以是冰晶。但是,海面之下又是怎样一番景象呢?海水永远都是液态的么?大家都听说过冰山吧,冰川崩解,大块大块的淡水冰跌入海中,随着海水一路漂浮,对过往的船只造成巨大的危害。当海水的温度降至零下1.8摄氏度时海水本身也会结冰。尽管现实中,海水流动不息,避免了海水冻结,但在足够低的温度下,海水也是会结冰的。不过,地球两极海面上漂浮的冰块大都是由海水结成的。
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美国科幻小说家库尔特·冯内古特(Kurt Vonnegut)的小说《猫的摇篮》(Cat’s Cradle)中曾经出现过一种十分特殊的冰,9号冰(Ice Nine)。库尔特笔下的这个9号冰是冰晶的一种,它特性稳定,只有在114华氏度(45摄氏度)的温度下才会融化成水。如果水一旦变成9号冰晶的状态,常温下就会被永远冰冻起来。9号冰晶一旦被扔进大海或湖泊,哪怕只有一丁点儿,它们将不受控制地四处蔓延开来,将所有的水源都冻住,地球面临大难。
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幸运的是,9号冰并不存在(虽然这个创意不错),不过,的确有一种在极低温度下生成的冰,人们给它取了个与9号冰类似的名字——4号冰(Ice Ⅸ)。只是,这种冰在常温下不稳定,而且对我们的水资源也不会造成任何的伤害。
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飞行中的科学 朝阳光飞去
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现在,大海和地面被层层的白云遮盖,渐渐从你的视野中消失了。如果此时正处于白昼,放眼望去,机窗外尽是明媚的蓝天和夺目的阳光,不过,如果你正经过一大片形如铁砧的积雨云顶部的话,那就另当别论了。
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