天上为何出现“奇怪的云”

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23日清晨6时左右 , 不少北京网友在朋友圈晒出天空中出现的“神秘光线图” 。 北京市气象局官方微博“气象北京”发文表示 , “奇怪的云”应该是飞行器尾流 。 那么 , 飞行器是如何产生这些神秘尾流的?哪些飞行器能够产生这种“奇怪的云”呢?


天上为何出现“奇怪的云”

天上为何出现“奇怪的云”// //

最常见的是飞机形成的航迹云 , 或者称凝结尾迹 。 这主要是喷气式飞机发动机喷出的尾流中的水蒸气遇冷凝结形成的 。 这种凝结尾迹呈白色 , 与飞行器的航迹基本一致 , 日常生活中还是比较常见的 。 由飞机形成的航迹云多在白天可以见到 , 因为飞机飞行高度多在2万米以下 , 航迹云形成于对流层上、平流层底部的同温层 , 白色的航迹云在蓝天映衬下比较明显 。 由于其高度相对较低 , 天空完全暗下来之后 , 地平线下的太阳已经无法照射到这些航迹云 , 所以夜间观测到的几率较小 。

另一类则是火箭发动机形成的 , 包括发射航天器的运载火箭以及射程较远的弹道导弹 。 火箭和导弹形成的尾迹和喷气式飞机形成的凝结云之间有共同点 , 也有属于自己的特点 。 火箭发动机通常分为两类 , 一类是液体火箭发动机 , 另一类为固体火箭发动机 。 液体火箭发动机 , 特别是使用液氢液氧作为燃料的火箭发动机 , 尾焰中含有大量水蒸气 , 在高空遇冷后也会凝结形成尾迹 。 而固体火箭发动机的排放物中大多含有一定的固体颗粒 , 在阳光照射之下更为明显 。

航天器尾迹通常在非常高的高度层 , 由于距离较远 , 白天很难观测到 。 因为航天器飞行速度很快 , 会很快穿越对流层、同温层 , 进入平流层和中间层 , 地面观看者距离其非常远 , 白天的对比度又不高 , 所以很难在白天观测到 。 而接近日出或日落时 , 天空偏暗 , 此时太阳虽然在地平线下 , 但由于航天器的尾流和尾迹的高度很高 , 阳光能够照射到这些尾迹上 , 尾迹与暗色的天空能形成比较明显的对比 , 所以大多在此时间段能较为明显地观测到形成的尾迹 。 有时航天器处于主动段(也就是发动机工作阶段) , 发动机尾焰和尾流在暗夜衬托下也比较明显 , 也能在较远距离看到 。

在形状上 , 由于运载火箭会快速穿过对流层、平流层和中间层 , 各层风向较复杂 , 所以往往导致尾迹呈现“九曲十八弯”的效果 。 (魏 齐)