龍捲風形成之謎
1995年,一場龍捲風席捲美國俄克拉荷馬州阿得莫爾市。有人看到,龍捲風過處,許多户的房子屋頂像滑翔翼般飛起來,房子也隨後倒塌;在外面的重物被吹出幾十英里之遠。大多數碎片落在陸龍捲通道的左側,按重量不等常常有很明確的降落地帶,估計一些較輕的碎片甚至飛到300多千米外才落地。
龍捲風
1879年5月30日下午4時,在堪薩斯州北方的上空有兩塊又黑又濃的烏雲合併在一起,過了大約15分鐘,在雲層下端生成了一個龐大的旋渦,隨後又變成一根頂天立地的巨大風柱。
龍捲風旋渦橫過一條小河,遇上了一座峭壁,但它在這個障礙物前顯得無可奈何,於是它掉頭西進,那邊正好有一座新造的75米長的鐵路橋。龍捲風旋渦竟將它從石橋墩上“拔”起,把它蹂躪一番後拋到水中。
在接下來的三個小時,它像一條孽龍似的在整個州內亂竄,所到之處一片狼藉。
龍捲風是大氣中最強烈的渦旋現象,影響範圍雖小,但破壞力極大。它往往使成片莊稼、成萬株果木瞬間被毀,令交通中斷,房屋倒塌,人畜生命遭受損失。龍捲風的水平範圍很小,直徑從幾米到幾百米,平均為250米左右,最大為1千米左右。在空中直徑可有幾千米,最大有10千米。極大風速每小時可達150千米至450千米,龍捲風持續時間,一般僅幾分鐘,最長不過幾十分鐘,但造成的災害很嚴重。
據統計,每個陸地國家都出現過龍捲風,其中美國是發生龍捲風最多的國家。加拿大、墨西哥、英國、意大利、澳大利亞、新西蘭、日本和印度等國,發生龍捲風的機會也很多。我國龍捲風主要發生在華南和華東地區,它還經常出現在南海的西沙羣島上。
由於龍捲風的發生與強烈雷暴的出現密切相關,所以龍捲風一般在暖季出現。但在沒有雷暴的寒冷季節裏,只要具備強烈對流的條件,也是可以出現龍捲風的。
龍捲風在白天、夜間都能生成,但大部分發生在午後。有時,同時有幾個龍捲一起出現。
龍捲風是怎麼形成的呢?
一般來説,雷雨雲是龍捲風誕生的温牀。在雷雨雲裏,空氣上下温差懸殊,空氣擾動十分厲害。在地面,氣温是攝氏二十幾度,越往高空,温度越低。在積雨雲頂部八千多米的高空,温度低到攝氏零下三十幾度。上面冷空氣急速下降,下面熱的空氣猛烈上升。上升氣流到達高空時,如果遇到很大的水平方向的風,就會迫使上升氣流“倒掛”(向下旋轉運動)。由於上層空氣交替擾動,產生旋轉作用,形成許多小渦旋。這些小渦旋逐漸擴大。上下激盪越發強烈,終於形成大渦旋。大渦旋先是繞水平軸旋轉,形成了一個呈水平方向的空氣旋轉柱。然後,這個空氣旋轉柱的兩端漸漸彎曲,並且從雲底慢慢垂了下來。對積雨雲前進的方向來説,從左邊伸出雲體的叫“左龍捲”,從右邊伸出雲體的叫“右龍捲”;前者順時針旋轉,後者反時針旋轉。伸到地面的一般是右龍捲。
龍捲風的推進速度很快,典型龍捲風的移動時速為55千米,但有些龍捲風的移速則高達每小時115千米;最強的龍捲可高達每小時450千米。
有時候人們會看到水龍捲的現象,俗稱“龍吸水”。這是一種偶爾出現在温暖水面上空的龍捲風,它的上端與雷雨雲相接,下端直接延伸到水龍捲水面,一邊旋轉,一邊移動。這是一種渦旋,空氣繞龍捲的軸快速旋轉。受龍捲中心氣壓極度減小的吸引,水流被吸入渦旋的底部,並隨即變為繞軸心向上的渦流。
龍吸水
有的地方還會出現火龍捲,這也是非常罕見的龍捲風形態,由陸龍捲與火焰的結合。2010年,位於南半球的巴西遭遇罕見的乾旱少雨天氣,全國多地燃起了山火。8月24日,巴西聖保羅市一處火點颳起了龍捲風,形成了罕見的火焰龍捲風景觀。龍捲風夾起火焰高達數米,像一條巨大的火龍旋轉前進。為了熄滅這條“火龍”,當地出動了直升機。
火龍捲
人們已經知道,龍捲風是在很強的熱力不穩的大氣中形成的,但對它的物理機制仍然沒能夠進一步的瞭解。龍捲風的破壞力似乎可以摧毀一些,但是對於處於龍捲風中心範圍的東西卻完好無損;有時候它能夠把一隻雞一側的雞毛拔完,另一側卻完好無損。這些奇怪的現象仍然是一個謎。
絲綢雨之謎
1973年10月22日下午2點,美國馬薩諸塞州薩德伯裏的一個小男孩飛奔入屋,拉着他的母親,要她到屋外看看“世界上最大的蜘蛛網”。
他的母親發現院子裏的灌木叢、大樹上都掛着一種銀白色的網狀物質。當她抬頭時,看見一個閃閃發光的銀色球形體正在向西移動,與此同時,更多的網狀物質從天而降。兩個小時後,這場絲雨才停下來。
他們用玻璃罐收集了一些樣本送往當地的實驗室進行化驗。根據他們當時的描述,該物質呈白色、半透明狀,會在短時間內迅速消失不見。
此事的報道激起人們極大的興趣,他們中很多人都是第一次聽説絲綢雨,而實際上,絲雨降臨的現象在歷史上並不罕見。資料顯示,從公元679年到2001年間,有記載的絲綢雨事件多達255起,其中215例發生在1947年至2000年間。這些網絲狀物質如甘霖般揮灑大地,像極了天使柔美的髮絲,因而研究人員乾脆稱之為“天使之發”。
絲綢雨
絲綢雨多為纖維狀、網狀或絲狀物質,有的看起來很精細,有的則略顯粗糙。它通常是純白色的,但也可能呈灰色、銀色和半透明狀。在幾起極罕見的報道中,它還具有灰色甚至是黑色條紋。除了一些記錄稱它散發出一種像樟腦丸一樣的味道外,大部分記錄都指明它沒有氣味。
絲綢雨擁有一些非常與眾不同的物理特性。它異常堅韌,不易扯斷,可是很快它就會蒸騰,只有在極少數的幾例報道中有人成功收集了它。這樣相互矛盾的特性同時存在,實在讓人疑惑不解。
1957年夏天,美國水族館的館長克雷格·菲利普在佛羅里達海岸親眼目睹了一場絲綢雨後,收集了一些樣品放置在密封的瓶子裏。但是,當他到達實驗室的時候,瓶子裏的樣品已不翼而飛。
更神奇的是,絲綢雨能直接從固體變為氣體而無需經過液化。在很多情況下,人們剛要伸手接住它時,它已經了無蹤影了。
那麼,絲綢雨的確切成分究竟是什麼?它是像雨雪冰雹一樣的自然現象?還是隻是某種動物,譬如蜘蛛的分泌物?又或者來自另外一個星球?
絲綢雨的具體成分讓分析它的科學家束手無策。同一份樣本,昆蟲學家認為是纖維,而纖維技術人員則認為不對,是蜘蛛絲。
蜘蛛雨
1967年,蘇聯時代的科學家利亞普諾夫收到一份來自新西蘭的絲綢雨樣本。它被密封在一支試管裏,總體積還沒有一立方厘米的十分之一大。隨後,一隊科學家對其進行了全面細緻的分析。
物理學家克里欽科得出以下結論:“這是一種精良的纖維材料。有些纖維的直徑不足0.1微米。它們大都相互纏繞,組成直徑約為20微米的纖維束或纖維線。它們不像現在已知的任何物質。”
同樣參加此次研究的學者彼得里亞諾夫·所羅科夫最後總結道:“這份樣本的纖維材料如此精細,它不可能是自然形成的。”否定了絲綢雨可能是一種自然現象的猜測。
如果它不像雨雪冰雹一樣是自然形成物,那它究竟從何而來?
1969年10月8日,在密蘇里的聖路易斯,一大片地區籠罩在純白、黏稠的絲綢雨中,大部分雨絲一接觸地面就“蒸騰”了,而在一些還沒消失的網絲中,人們發現了一隻蜘蛛。史密森短暫現象研究中心據此認為絲綢雨的成因是隨風飄蕩的蜘蛛。從此,絲綢雨實為蜘蛛網的説法開始流行。
持這種觀點的研究人員認為:年輕蜘蛛能吐出拖曳力較強的絲線,在上升氣流的幫助下,飄到幾千米高的上空,繼而旅行到很遠的地方。
蜘蛛經常在秋季的晴天隨風飄蕩。只有在這樣的日子裏,地面温度驟然上升形成氣流,才可能將蜘蛛帶到空中。絲綢雨現象又恰巧多見於這樣的天氣,於是人們更是相信蜘蛛正是絲綢雨的製造者。
蜘蛛絲是一種由甘氨酸、丙氨酸、谷氨醯胺、亮氨酸和酪氨酸組成的硬朊蛋白質。它是世界上最堅韌的天然纖維之一,不僅強度要比同等直徑的鋼強五倍,而且延展性良好,可以拉伸至平時長度的1.3倍長。甚至有科學家專門研究蜘蛛絲,希望開發出比有機纖維凱夫拉爾更加強勁的材料,用以製造防護性更好的防彈衣。在南太平洋,未加工的蜘蛛網絲還被用作捕魚網和鳥圈套。
有科學研究發現,蜘蛛可以飄蕩到船上,隨船在距離陸地幾千米遠的海上航行。蜘蛛之所以要隨風飄蕩,有許多原因。
絲綢雨研究專家布萊恩·鮑德曼卻認為“蜘蛛網”説法站不住腳。
相關天氣資料顯示,絲綢雨事件多見於晴天,那時濕度較低,能見度良好。在這麼光亮的背景下,蜘蛛折射所發的光強到足以讓人們看清實在是不大可能。
還有一種猜想是,絲綢雨是UFO所為。因為在57%有記載的絲綢雨事件中,目擊者都描述,絲綢雨降落時,他們看到了不明飛行物。
最典型的案例發生在1998年8月10日。在澳大利亞的新南威爾士,尤妮斯·斯坦斯菲爾德女士和她的女婿看到“蜘蛛網”從碧藍如洗的天空緩緩降下,同時他們還看到了在作特技迴旋的銀色球體。有一段時間,可看到的發光球體多達20個,它們可以靜止不動,也可以徘徊盤桓,還可以急速直角轉彎。目擊者稱,當發光體加速或不斷迴旋時,絲綢雨就產生了,如果繼續加速,絲綢雨就會降落。
在多例報道中,目擊者所看到的飛行物多為經典的球形、蝶形和長雪茄型,很少有近年來夜間常出現的三角形。它們通常會反光、發亮,並且具有銀色光澤。
於是,有些人相信絲綢雨也是來自外星球的某種物質。有人甚至認為絲綢雨是外星球向地球傾倒的垃圾。不過,認為絲綢雨與UFO有關的理論中,最流行的莫過於UFO旁的強電磁場氮氧聚合説。
該理論認為,UFO旁極強的電磁場會發生氮氣和氧氣的聚化。這些長鏈聚化物間的連結非常不穩定,容易導致明顯的昇華現象。
在《飛碟的真相》一書中,艾米·邁克爾介紹了法國空軍陸軍中尉吉恩·普朗提埃的理論:“普朗提埃認為,UFO現象發生後,由於其旁邊的電磁場強度巨大,大氣的電離將足夠產生超重的正電微粒。這些微粒一旦與大氣中的氧氣、氮氣與水分子等接觸,就會發生一系列的化學反應,而絲綢雨就是最終產物。只要電離作用消失,絲綢雨也會了無蹤影。”
儘管專家不斷收集資料,給出各種解釋,但絲綢雨的疑團還是困擾着許多目擊者及科學家。或許只有未來的科學發展,能夠給我們提供一個滿意的答案。
魚雨之謎
瀕臨加勒比海的洪都拉斯人很喜歡吃魚。有趣的是在每年的5月至7月間,洪都拉斯的一些地區都會下魚雨。這種現象已經有些年頭了,如今更被寫進許多民俗故事中。記者沒有親眼見過天上掉魚的奇觀。據説魚雨來臨之前,天上烏雲滾滾,大風呼嘯,強風暴雨大約持續兩三個小時之後,數百條活魚,便落在地上。 從1989年開始,洪都拉斯人每年都慶祝魚雨節。2006年,洪都拉斯電視台曾報道過魚雨出現過兩次。記者曾打聽過魚雨的成因,不過得到的回答都是“民間傳説”版:1856年,一個叫蘇比讓拿的西班牙神父來到洪都拉斯。為了幫助窮人,他連續三天祈禱,請神賜予食物。自那時起就開始下魚雨了。
1861年 2月16日,新加坡發生了一場地震。地震過後下起大暴雨,當月20、21、22日三天之中,雨下得
很可怕。一個叫弗朗西斯·卡斯諾的旅行家和生物學家當時正住在新加坡,他對當時目擊的情景回憶如下:
上午10點鐘,太陽已升起,我打開窗户向外看去,看到許多馬來人和中國人正在從地面上積滿雨水的水窪中拾魚,把他們手中的籃子裝得滿滿的。我問當地的民民魚是從哪來的,他們告訴我是從天下掉下來的。三天之後,地面上的雨水乾了,在乾涸的水窪中有大量的死魚。把這些小動物拿來檢驗,我辨別出是新加坡淡水湖泊、河流中大量生存的鮎魚,在馬來半島,蘇門答臘等地也很常見。它們約有25-30釐米長。屬成年魚。
天上下魚?
這些鮎魚生命力很強,離開水之後還能存活很長時間,在地面上能爬行很遠,於是我立即想到它們可能是從附近的小溪或河溝裏爬出來的,但是我住的房子有院牆,它們不可能越牆而入。一個上年紀的馬來人告訴我,他青年時曾見到同樣的現象。
1949年8月,在新西蘭沿岸地區下了一場魚雨,成千上萬尾魚撒滿一地,有鱈魚、銀槍魚、黑魚、烏魚等等,無奇不有。雨過天晴,人們紛紛拾魚,大飽了口福。1949年10月23日上午,美國路易斯安那州馬克斯維下了一場魚雨,生物學家巴伊科夫親自收集了一大瓶製作標本。美國聖迭戈下了一場魚雨,有沙丁魚和鱈魚,居民十分驚奇。1974年2月,澳大利亞的一個村子裏,降下了150多條河鱸似的銀漢魚。
1975年,英國電台記者羅納·薩班斯爾講述了他親身經歷的那次魚雨趣事:那是第二次世界大戰期間,羅納在駐緬甸的英軍中服役,部隊來到緬甸巴基斯坦相連的庫米拉城。這裏淡水奇缺,每人每天只能喝上幾口水。一天,天上烏雲滾滾,大風呼嘯,眼見一場暴雨即將來臨。羅納立刻脱去衣服,身上塗上肥皂,站在空地上想痛快地洗個澡。雨下來了,可那不是雨水,而是一條條沙丁魚,打得他身上很痛很痛,不一會羅納已被埋在幾萬條沙丁魚堆中,他掙扎了很久,才從魚堆中爬出逃回房間。
清掃從天而降的沙丁魚
魚雨是怎麼來的呢?有一種説法是,在湖泊或海洋上方急速旋轉的海龍捲可能會把水以及水裏的一切東西帶進雲層中,然後通過強風攜帶、可能遠途“旅行”降落到其他地方,形成規模不等、形式各異的“雨”。海龍捲上部向前傾斜龍捲風根據它發生在陸地還是海上,可分為陸龍捲和海龍捲,海龍捲的直徑一般比陸龍捲略小,其強度較大,維持時間較長,在海上往往是集羣出現。在大洋上易發生颱風或颶風的海區,也容易發生海龍捲,值得注意的是當出現厄爾尼諾現象時,海龍捲發生
的次數就會增多,顯而易見,厄爾尼諾現象的出現,反映着太平洋東部赤道海區附近及其以南海域的大規模增温現象。
從海龍捲羣發生成長的過程,可以把其分成多個成長階段。在海龍捲羣中最成熟的要推“母龍捲氣旋”,依次是龍捲氣旋族、龍捲氣旋、龍捲渦旋、龍捲漏斗、吸管渦旋,構成一個完整的家族。其相互關係是:母龍捲氣旋是由多個龍捲氣旋組成的,它的作用範圍在10-20公里,其威力屬海龍捲之首;龍捲氣旋是由各個龍捲渦旋組成,作用尺度在3-10公里;龍捲渦旋也稱小龍捲氣旋,是由多個龍捲漏斗組成,作用在1-3公里範圍內;龍捲漏斗也是通常所見的漏斗雲,它的尺度約為300米,一根漏斗雲裏,有兩個甚至三個以上吸管渦旋,所以也稱母渦旋;吸管渦旋是海龍捲羣中最年輕的,它的尺度一般不超過30米,但其破壞力卻是最大的,有時比颱風威力還大,主要是它那渦旋軸範圍小氣壓梯度特別大,壓力差可達20百帕以上,為颱風內部平均氣壓差的幾百倍甚至上千倍,因此其內部風速極大,多在每秒100米以上,要比颱風大幾倍,所經之處常能造成極嚴重的災害,海龍捲能把海上船隻和水以及水裏的一切東西帶進雲層中,這些暴風雲中的強風則攜帶着捲進來的東西長途穿行,然後一股腦兒的將它們傾倒在毫無準備的人或建築物之上。魚從天而降,這就是海龍捲的作用,即是“魚雨”形成的原因。
紅雨之謎
2001年7月25日,印度西部喀拉拉邦突降“紅雨”,血紅色的液體斷斷續續地下了兩個月,所有河水都被染成一片鮮紅,當地居民用自來水洗衣服,衣服也變成了粉紅色。隨着秋日來臨、樹葉飄落,猩紅色樹葉飄零落下,整個大地鋪成了一片血紅。
紅雨
為什麼會下“紅雨”,紅色從何而來?這一奇怪的現象立即引來世界各地的研究者前往一探究竟,專家們也給出了幾種不同的説法。
説法之一:強風颳來阿拉伯紅土
一些調查人員認為,“紅雨”不值得大驚小怪。降雨發生前,強風帶來了阿拉伯地區的紅土,隨着降雨發生,紅土夾雜在雨水中降落,使雨變成了紅色,整個降雨區域也因此被染得一片鮮紅。
但是,這種説法當即遭到許多人的反對。設想一下,某個地區一連兩個月斷斷續續地下雨,這可以理解。但是突然連續不斷地刮強風、帶來阿拉伯地區的紅土,這似乎又無法成立。
紅雨
説法之二:紅色沉澱物是外星細菌
印度聖雄甘地大學的物理學者戈弗雷·路易斯在喀拉拉邦收集了部分雨水的沉澱物後,帶回實驗室做了綜合分析。他吃驚地發現,紅色沉澱物根本不是泥土、灰塵,路易斯大膽地提出:那是外星生物!
“倘若你通過顯微鏡仔細觀察就會吃驚地發現,‘紅雨’是一種類似於細菌的物質。根據成分分析,瓶中沉澱物含碳50%,含氧45%,還含有部分鈉和鐵,這與微生物的構成極其相似。看來它們從地球外某個星體降落至地球上。簡而言之,2001的夏天,印度不是下雨,而是下起了外星人!”路易斯同時發現,就在2001年7月25日下“紅雨”前的幾個小時裏,當地突然發生了極為強烈的音爆,喀拉拉邦的居民房屋受到極大震動。根據當時的情況,除非隕石闖入大氣層,否則不會產生那樣劇烈的反應。因此支持路易斯理論的科學家們由此推斷,當天一顆彗星在經過地球時,一些碎片脱落下來,穿過大氣層墜落地面。而在這一過程中,碎片由於受到磨擦,燙得發紅,分裂成為更多碎片,並伴隨着降雨落至地面。由於那顆彗星中含有豐富的有機化學物質,而地球上的生命也是由微生物不斷進化而來,所以雨水中的沉澱物也具有生命初期的特徵。
紅雨
當然,路易斯的推論也遭到許多人質疑,大多部科研人員感到這種説法也站不住腳。一位科學家甚至在路易斯的個人網站上發帖,公開指責他的推論“一派胡言”。不過,更多的科學家認為,路易斯的發現或許不正確,但他起碼突破了常規思維意識到了些什麼。設菲爾德大學微生物學家米爾頓·温賴特目前正專心分析喀拉拉邦的“紅雨”樣本。“現在就定論‘紅雨’究竟是什麼還為時過早,但是我確定瓶中的沉澱物絕對不是泥土,有着本質的不同。不過,它也不具有DNA,也不像是生物。當然,或許外星生物根本沒有DNA。”