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[专题分析] 【科普向·剑走偏锋】从气象学角度看海贼

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    无聊
    2019-5-22 00:30
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    [LV.9]以坛为家II

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    七武海

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    发表于 2019-4-25 11:47 | 显示全部楼层 |阅读模式

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    本帖最后由 AvengerZ 于 2019-4-25 11:53 编辑

    ****TalkOP海道-海贼王论坛-海贼王分析区****
          地址:http://bbs.talkop.com/forum-fenxi-1.html
          作者ID:AvengerZ
          首发日期:2019.4.25
          *********未经许可、禁止转载*********
    气象学起源于航海,而航海又为天气所限,这就催生了气象学的诞生。
    海贼中有随船的航海士来解读洋流与气候,负责航行的安全,在现实中则是有专门的航海气象预报服务和海图,在一些军舰远航时,也有随船的气象学家。
    如果试着用气象学的角度来解读海贼,我想这也是在通过另一种途径普及气象知识吧。
    那么,开始了。
    一、雷暴
        这种天气现象在草帽一伙刚出双子峡,进入伟大航路时就遇到了(图一,106话)。
    106话.png
    但这又与现实的雷暴有差异,现实的雷暴下的是冰雹而不是雪。
    “雷暴”一词是指积雨云中所发生的电闪雷鸣的激烈放电现象,同时也指产生这种现象的天气系统。不同的雷暴,所伴随的天气现象剧烈程度差别很大。通常将一般常见的以闪电、雷鸣、阵风、阵雨为基本天气特征的雷暴称为“普通雷暴”,而将伴有强风、冰雹、龙卷等激烈灾害性天气现象的雷暴称为“强雷暴”或“局地强风暴”。
    雷暴的活动,就全球平均而言,在赤道地区最为频繁,每年约有100~150个雷暴日。热带地区约为75~100天,中纬度地区为20~40天,极圈内最少,仅9天。我国由于地域广阔,地理条件相差很大,雷暴的时空分布比较复杂。总的来说是,南方多于北方,内陆多于沿海,山地多于平原,夏季多于冬季。
    在图一中,“刚才还是热得吓人的晴天”,突然就开始打雷还下起了雪。那么这就涉及到雷暴的发展过程了——
    雷暴的发展过程涉及三个阶段:积云阶段、成熟阶段、消散阶段。
    积云阶段:气团雷暴的产生在很大程度上是因为地表不均匀加热导致了上升气流最终产生积雨云。首先,因浮力上升的暖气流产生晴好天气的积云,几分钟后积云就蒸发到周围的干空气中使空气湿度变大。这种初始积云发展是非常重要的,因为是它们将水汽从地面带到了较高的空中。最后,当空气变得充分湿润几乎不再有蒸发时,云便开始垂直向上发展。
    积雨云塔的发展需要有持续的湿空气供给,潜热1的释放可以使新产生的大量暖空气上升到比以前更高的高度而增加云的高度。在这一阶段,雷暴的发展称为积云阶段,是由上升气流决定的。
    一旦云超过冻结高度,伯杰龙过程2开始产生降水。最终,云中累积的降水太多以致上升气流再也无法支撑,下降的降水造成对空气的拖曳并产生下降气流。而与此同时,云体周围的干冷空气会加入到下降气流中,这一过程称为夹卷。因为夹卷过程中进入云体的是比较重的干冷空气,因此这一过程会使下降气流增强,因而造成有些降水在下降过程中蒸发(冷却过程),进而使下降的空气被冷却。
    成熟阶段:随着下降气流离开云底,出现降水,标志着云的成熟阶段的开始。实际降水到达地面之前,下沉冷气流会向四周扩散,并可以在地面感觉到下沉冷气流。地面出现的急剧冷阵风就是高空下沉气流的特征。在成熟阶段,上升气流与下降气流一个挨着一个同时存在而使云体不断增大。当云增长到不稳定区域的顶部(通常位于平流层的底部)时,上升气流就向四周扩散而形成像铁砧一样的顶部。通常情况下,冰晶组成的卷云形成的云顶会在高空风的作用下向下风向延伸。成熟阶段是雷暴最为活跃的时段,会有阵风、闪电和大雨,有时还会有小冰雹。
    消散阶段:一旦下降气流和降水开始,就会使单体周围更多的干冷空气卷入,最终下降气流在整个云中占了主导地位,消散阶段就开始了。降水的冷却效应和高空冷空气的流入标志着雷暴活动的结束,因为没有来自上升气流的水汽供应,云将很快蒸发掉。值得注意的是,在一个独立气团雷暴中可能会有几个单体存在一也就是说存在相邻的上升和下降气流带。观察雷暴时,你可能注意到积雨云是由几个云塔组成的,每个云塔可能代表着雷暴发展过程中不同阶段的某个单体。
    二、冷高压(冷性反气旋)&极地大陆气团(cP)&湖泊效应
    冷高压这种天气现象出现在接近樱花王国时(图二,132话)。
    132话.png
    冷性反气旋内部的空气干而冷,盛行下沉气流,主要是晴朗少云天气。但不同的反气旋中,或者是同一反气旋的不同部位,其天气不尽相同。一般在反气旋中部,下沉气流强烈,天气晴朗。
    同时樱花王国自身受极地大陆气团控制,全年寒冷。一般来说,极地大陆气团不会生成深厚的云层和强降水,但为什么樱花王国会有厚重的积雪呢?答案很简单,是因为临海水汽充沛以及湖泊效应。
    湖泊效应导致在毗邻湖泊的地方容易发生暴风雪。而导致湖泊效应暴雪的原因是陆地和水体的热力差异以及大气稳定度。当一个非常冷的cP气团穿越湖泊时,会产生一个巨大的温差,移动过程中,大气从相对温暖的湖面获得大量热量和水汽,到达湖的另一岸边时,这个气团就已经湿润而不稳定,就可能形成暴风雪。这一效应常见于北美的五大湖区。樱花王国的湖泊(图三,135话)自然也能导致这种效应。
    135话.png
    三、人工降雨
        这是一项出现在阿拉巴斯坦的技术,利用跳舞粉“产生出来的烟雾飘到空中,来促进位于空中的冰点以下之云的冰粒迅速成长,让天空下起雨来。”(图四,161话)
    161话1.png
    人工影响天气的首次突破是在1946年,文森特·奇科夫发现干冰掉进过冷却云中可刺激冰晶的生长。另有说法是1946年美国科学家朗缪尔(I.Langmuir)提出通过人工产生冰晶来影响冷云降水的设想,同年11月他的助手施弗尔(V.J.Schaefer)第一次成功地利用干冰对冷层状云进行人工催化实验,产生了降雪。过冷却云中的冰晶一旦形成就会通过利用其它液态云滴增长直到以降水形式降落。后来发现碘化银也可以用作云的催化剂。与干冰会使空气变冷不同,碘化银晶体是作为凝结核而产生作用。碘化银可通过从地面点燃碘化银烟剂或飞机播撒的方式很容易地传送到云中,因此比干冰更经济有效。通过云催化方法增雨需要满足一定的大气条件,其中最重要的就是必须有过冷却云存在,即云中要有温度低于或等于0摄氏度的液态云滴。云催化的另一个好处是,增雨形成的径流可以储存在水库里用于灌溉和水力发电。关于碘化银的人工降雨研究则有一个令人振奋的消息,来自西德克萨斯的研究者发现,利用碘化银做云催化剂可增加约10%的降水量。海贼中用来催化降雨的跳舞粉,成分正是碘化银(图五,30卷SBS)。
    30卷.png
    人工降雨的坏处正如海贼中所说,“就是会造成位于逆风处邻国的干旱。”(图六,161话)
    161话2.png
    关于人工降雨,尾田老师可以说是介绍得非常到位了,原理、条件、方法以及危害都讲得清清楚楚,而且还有类似科普读本的配图讲解(图七,161话)。
    161话3.png
    四、垂直发展型云(直展云)
    云按高度分类可以分为三大类:高云(高于6000米),中云(2000~6000米),低云(低于2000米)。但这种直展云不能归于任何一类,因为它的底端位于低云高度,云顶却扩展至中云或高云的高度。积云是最常见的垂直发展型的独立体,其顶部像花柳菜的垂直穹状或塔状。晴天不均匀加热导致气块垂直上升到抬升凝结高度后最常出现积云。当一天中的较早时候就出现积云时,那么随着午后太阳加热的加强云量可能增加。另外,因为一些较小的积云(淡积云)形成于晴天,很少产生降水,因此常被称为“好天气云”。但是,当大气不稳定时,积云的高度会急剧增加。当此类积云持续发展,顶部进入中云高度范围后就称为浓积云。最后,若积云继续发展,开始出现降水时,就称之为积雨云。积雨云是有着高大、密实、可观的垂直高度像巨塔一样的云体。在积雨云发展后期,其云体上部变为冰晶,呈纤维形态,常扩展为砧状云顶。积雨云塔高度可从离地面几百米延伸至12千米,有时甚至到达20千米。这种巨大的塔状云会产生强降水,并伴随闪电、雷暴,有时甚至有冰雹。(图八)
    16850023.png
    海贼中的积帝云是一种虽然出现在上空,但却不会产生气流,厚度足以遮掩所有日光的云(图九,229话;图十,235话)。
    229话.png 235话.png
    同样的遮天蔽日。不过截然相反的是,积帝云内部不会产生气流也不会变成雨水。
    五、雾
        雾被定义为底部在地面或非常接近地面的云。从物理学角度讲,雾和云没有差别,它们的表现形式和结构都-样。两者的本质区别在于形成的方式和地点。气流上升绝热冷却形成云,冷却或水汽增加使水汽达到饱和而形成雾(蒸发雾)。
    雾主要分为两大类,冷却雾和蒸发雾。与地表接触的气层温度降至露点温度3以下时,水汽凝结就会产生冷却雾,根据当时具体情况,因冷却而形成的雾分别被称为辐射雾、平流雾或上坡雾。
    辐射雾是由地表和邻近空气辐射冷却而形成的,常出现在晴朗和相对湿度较高的夜晚。天气晴朗时,地表和地表附近的大气迅速冷却;因为相对湿度高,程度较小的冷却就会使温度降至露点温度。如果大气静止,雾通常呈分散状,厚度不会超过1米。海贼中,这种雾出现在威士忌山,路飞他们到达威士忌山时有大雾,船都看不清(图11,106话)
    106话.png
    那天晚上刚好是晴朗的夜晚(图12,107话)
    107话.png
    辐射雾的形成、发展、消散的整个过程在威士忌山篇中都有完整的描绘。形成阶段:在路飞他们离开威士忌山的时候,起雾了(图13,114话)
    114话.png
    发展阶段:要使辐射雾在垂直方向得扩展,则需要有风速3~5千米每小时的微风,这样就能产生足够的扰动将雾向上带到10~ 30米而不消散。但另一方面,风速过高会造成与上层较干空气的混合而使雾消散。通过罗宾的坐骑胖吉抽烟冒的烟倾斜可知(图14,114话)当时的风为软风
    114话3.png
    风速1~5千米每小时,是辐射雾发展的绝佳条件,所以在罗宾走之后,路飞他们周围的雾是很浓的(图15,114话)
    114话4.png
    消散阶段:辐射雾通常在太阳升起后的一到三小时内就消散了,也就是常说的“雾散了”。但实际上雾并没有散,而是因为太阳辐射加热地面使最底层的大气首先被加热,雾就从底部开始向上蒸发,残存的辐射雾最后可能成为较低的层云。在路飞他们正式起航时,天亮了,这时候雾也散去,只有在仙人掌山的山顶有一些层云(图16,114话)
    114话2.png
    在讲平流雾之前,不得不提一下和之国周围汹涌的海流。娜美说和之国的海流“不像是一般的吹送流”(图17,910话)
    910话.png
    吹送流即风海流,是因风对海水的摩擦力和施加在海面迎风面上的压力而形成的稳定洋流。之所以和之国周围不是一般的风海流,是因为还有补偿流。由于海水体积连续性的要求,当某处的海水流向他处时,必然导致其他地方的海水流向该处,以补偿该处的海水流失,因此而形成的海水流动,称之为“补偿流”。补偿流按方向一般分为两种:一种是水平补偿流,另一种是垂直补偿流。和之国作为岛国,由已知的吹送流可知和之国周围的补偿流是因风导致的,故为垂直补偿流。这种补偿流是下层较冷海水上翻形成的,均为寒流。而平流雾(平流指空气水平流动)是指暖湿空气流经较冷地表面时被冷却,冷却充分后形成的。最经典的例子是旧金山金门大桥附近频繁出现的平流雾:太平洋的暖湿空气经过寒冷的加利福尼亚洋流时会在加利福尼亚州的旧金山市以及西海岸的其他地区产生雾。和之国周围存在寒流,符合平流雾发生的条件。比和之国更明显的就是魔鬼三角海域了。魔鬼海域的浓雾浓到天都暗了,布鲁克也因浓雾而找了一年的船。魔鬼海域存在着奇怪的海流,这种海流很有可能就是导致浓雾的元凶——一支强大的寒流,能移动整个恐怖之船并使之晃动厉害海流的可不简单(图18,463话)
    463话.png
    平流雾的适当发展需要一定的扰动,通常需要10~30千米每小时的风速。这不仅是因为扰动可以冷却更厚的气层,还可以将雾带入更高的高度。因此,平流雾通常延伸至地上300~600米的高度,与辐射雾相比它存在的时间也更长。
    上坡雾顾名思义,是相对湿润的空气在沿缓坡爬升或偶尔遇到陡峭山坡上升时产生的。因为是上升运动,空气会膨胀并绝热冷却,当冷却达到露点温度时形成延伸的雾层。和之国外围的岛如同柱子般高而陡,符合上坡雾发生的条件,故在这些岛的周围以及和之国的山边总是云雾缭绕(图17)。
    在现实中,海雾是天气预报的难点,在去年春节时琼州海峡就因为海雾而导致了大规模的车辆滞留。
    六、副热带高气压带&赤道无风带
    在海贼中,有两块没有半点风而且天气很好的地带被称为无风带(图19,101话)。
    101话.png
    副热带高气压带是现实中一个比较典型的无风带。在三圈环流模型中,位于赤道和南、北纬30°之间的环流圈可以很好地用哈德莱模型来描述,因此被称为哈德菜环流。赤道附近的空气受热上升形成积云时释放的潜热驱动哈德莱环流,高层大气向极地运动,在分别到达南、北纬20°~35°时下沉。导致大气下沉的因素有两个: (1) 高层大气远离赤道风暴区后,辐射冷却起主要作用,因此空气变冷,密度增大而下沉; (2) 科里奥利力随纬度增加而增大,高层大气向极地运动过程中逐渐向东偏转,分别在南、北纬30°附近偏转为自西向东的纬向气流,阻碍了空气向两极流动。同时,科里奧利力使高层大气在这个区域的堆积(辐合)导致空气在南、北纬20°~35°区域下沉。
    由于空气在赤道上升过程中有水汽凝结,使得在南、北纬20°~35°附近 下沉的空气较干燥,且下沉过程中的绝热加热作用进一步降低空气的相对湿度。因此,下沉的干燥大气使得这个纬度带少雨而干旱,成为全球副热带沙漠地区,北非的撒哈拉沙漠和澳大利亚沙漠都位于这个纬度带上。同时,由于20~35°附近的低层风很弱,这个纬度带也被称为马纬度。这个名字来源于西班牙帆船队在横渡大西洋时,有时会因无风而长时间无法航行,滞留在该水域,当船上马匹的食物和水不足时,水手们不得不将马抛下船。
    现实中的另一个无风带被称为赤道无风带。从副热带下沉地区的马纬度中心洋面附近低层气流分为两支,一支流向极地,一支流向赤道方向。向赤道流动的一支在科里奥利力作用下逐渐偏转形成稳定的信风(或贸易风)。该名称的由来是因为早期的帆船借助该区域信风有规律的风向变化往来于欧洲和北美之间运输货物进行贸易。在北半球,信风的风向为东北风,南半球为东南风,南、北半球的信风在赤道附近弱气压梯度区交汇,这个区域称为赤道无风带。赤道无风带内,风力小、空气湿度高、天气状况单调。
    七、大气稳定度
    恶劣天气是一系列极端天气的总称,会影响人们正常的生产生活,有时候甚至会导致灾难性的后果。这也是我要重点解释的内容。罗杰在成为海贼王之前曾和金狮子史基爆发过一场激烈的、载入史册的海战——艾特·沃尔海战。罗杰的船被金狮子的大舰队包围陷入困境,穷途末路的罗杰被突如其来的恶劣天气所救,金狮子的大舰队大半沉入海底,再加上金狮子的头意外被插上了船舵,罗杰终于突破了战场(图20,第0话)。
    第0话.png
    “突如其来的恶劣天气”是罗杰能全身而退的重要转折点。
    而恶劣天气的起因,是大气稳定度。为什么云的形状、大小变化如此之大?为什么造成的降水量变化也如此之大?答案也都与大气的稳定度密切相关。当气块被强迫上升时其温度因体积增大而降低(绝热冷却)。通过比较气块与周围空气的温度,我们就可以确定其稳定度。如果气块的温度比周围大气温度低,则其密度将变大,如果让它一直这样下去,气块将下沉到原来的位置。这一类型的大气称为稳定大气,其会抵制垂直运动。反之,如果假设上升气块比周围大气暖、密度小,气块将继续上升直到到达其温度与周围温度相等的高度。这一类型的大气称为不稳定大气。 不稳定大气就像一个热气球,只要气球内的空气温度高于周围大气温度、密度比周围的空气密度低,它就将一直上升。简言之,稳定度是空气的一种特性,表示空气是倾向于停留在原来的位置(稳定)还是上升(不稳定)。
    大气稳定度是通过测量不同高度的空气湿度来确定的。注意,这里指的是环境直减率,不要与绝热温度变化相混淆。环境直减率是实际大气温度随高度的变化,可以通过不同的探空仪和飞机观测获得。而绝热温度变化是指气块在大气中做垂直运动过程中温度的变化。图21解释了大气稳定度是如何确定的
    无标题.png
    在这个例子中,1000米高度处的空气温度比地面温度低5°C,2000米高度的空气温度低10°C以此类推。因此,环境直减率是5°C/千米,因为温度高了5°C,地面的空气密度比在1000米处的空气密度低。然而,如果地面的空气被强迫上升到1000 米高度,它将按10°C/千米的干绝热率膨胀和冷却,结果当达到1000米高度时,上升气块的温度将从25°C降到15°C。 由于上升的空气温度比周围环境温度低5°C, 密度将更大,所以只要可能,气块将下沉到原来的位置。因此,我们说近地面的空气温度潜在地低于高空的空气温度,除非受到强迫作用,否则它是不会上升的(例如,空气经过山地时可能受地形的强迫抬升)。所以刚才描述的空气是稳定且抑制垂直运动的。
    下面来看看三种基本大气状况:绝对稳定、绝对不稳定和条件不稳定。
    绝对稳定性:定量地讲,绝对稳定就是环境直减率小于湿绝热率的情况。比如在5°C/千米的环境直减率和6°C/千米的湿绝热率情况下:在1000米时,上升气块的温度比周围环境温度低5°C,其密度将增大。即使该稳定的空气被强迫抬升到凝结层,它仍将比周围环境空气温度低密度大,所以仍将保持回到地面的倾向。当空气层中温度随高度升高而不是降低时会出现最稳定的情况,出现这种环境直减率时就被认为出现了逆温。很多过程都可以造成逆温,比如晴天夜间地表面的辐射冷却等。这些情况下之所以出现逆温,是因为地表面和直接与其接触的空气比高空空气要冷却得快。
    绝对不稳定性:在另一种极端情况下,当环境直减率大于干绝热率时气层表现为绝对不稳定性。上升气块的温度总是比周围环境空气高,因而不断借助浮力上升。绝对不稳定最常发生在最暖月份太阳辐射最强的晴天。在这种条件下,大气最底层的空气被加热到比高层大气温度高得多的程度,这就造成巨大的环境温度直减率和非常不稳定的大气。
    条件不稳定性:最常见的大气不稳定是所谓条件不稳定性。当湿空气的环境直减率介于干绝热直减率和湿绝热直减率之间(介于5°C/千米和10°C/千米之间)时就会发生这种情况。简单地讲,所谓大气条件不稳定,就是对于未饱和的气块是稳定的而对饱和的气块是不稳定的。例如在约3000米高度上升气块的温度比周围空气温度低,但是由于其在凝结高度之上因释放潜热而被加热,温度比周围空气要高。从这一高度上起,气块将继续上升而无须外部强迫。“条件” 一词的含义是指空气在到达可以自动上升的不稳定高度层之前必须受到外力的强迫上升。
        概括地讲,空气的稳定性是由大气层不同高度的温度决定的(环境直减率)。当接近气柱底部的空气温度显著高于其上部的空气时,被认为是不稳定的。相反,当温度随高度升高逐渐降低时则空气被认为是稳定的。大多数稳定条件出现在逆温时,因为这时温度随高度上升,这时很少有空气的垂直运动。
    那么大气稳定度是如何在我们日常天气中显示其作用的呢?当稳定的空气被强迫抬升时,形成水平范围大而垂直厚度相对于其水平范围很小的云层。在这种情况下,即使有降水,也仅仅是小雨或中雨。与此相反,不稳定大气所形成的云是高大的,且常常伴随着强降水。因此我们可以得出结论,有小毛毛雨的阴沉天气是由稳定空气强迫抬升形成的,而有高大云体形成的天气则可以基本肯定是由不稳定大气造成的。
    任何与高空空气有关的引起地面附近空气变暖的因素都可能增加大气不稳定性;相反,任何引起地面空气冷却的因素都会使空气变得更稳定。
    不稳定性会因下述原因而增强:
    (1)强烈的太阳辐射加热使大气最底层升温;
    (2)通过较暖表面的气团下部受到地面加热;
    (3)由诸如地形抬升、锋面楔入和辐合过程等产生的大范围上升运动;
    (4)云顶的辐射冷却;
    稳定性也会因下述原因得到增强:
    (1)落日后地表的辐射冷却;
    (2)气团经过较冷下垫面时受到来自地面的冷却;
    (3)气柱内的大范围下沉运动。
    值得注意的是,虽然温度的日变化也很重要,但大多数影响稳定度的过程是由空气水平和垂直运动造成的温度变化而产生的。一般而言,任何增加环境直减率的因素会使得空气更为不稳定,而减小环境直减率的因素则会增加大气的稳定度。
    晴天时地表加热充分,低层大气常常得到充分加热而造成气块上升。太阳落山后,地表冷却使大气重新稳定。当大气水平运动经过完全不同温度的下垫面时,稳定度发生类似的变化。因此时下部空气温度较低、大气比较稳定而常常产生大范围的平流雾。不过在冷气团移动经过湖泊开阔的暖水域
    云的辐射冷却在较小尺度上,夜间云顶辐射的热量损失会增加不稳定性而使云继续发展。空气是一个 差的热辐射体,而云则不一样, 云滴可以向空间放出相当多的能量,高大云体的发展是起因于地面加热,但在太阳落下后就失去能量来源。然而,落日后云顶的辐射冷却加大了云顶附近的直减率进而增加了来自下层较暖气流的上升。这一过程就是在日落后云在短暂停止发展后而产生夜间雷阵雨的原因。
    空气的垂直运动影响稳定度。当出现普遍的向下空气流动,即下沉气流时,下沉空气层上部的空气因为压缩而产生的加热要比下部空气强。通常地面附近的空气不会参与下沉运动,因而其温度保持不变。这样的净效应就是使空气稳定,因为高层的空气温度比地面附近空气温度高。数百米的下沉增温效应足以使云蒸发掉。因此,下沉空气区域的一个标志是万里无云的深蓝天空。
    空气的上升一般会增强不稳定性,特别是当低层上升空气的水汽含量比高层空气高时,这是一种常见的情况。随着空气上升,下部的空气先达到饱和并在较小的湿绝热率下冷却。其净效应就是增加了上升层中的环境直减率。这一过程在形成与雷暴有关的不稳定中特别重要。此外,前面讲过,如果抬升充分,条件不稳定空气会变得不稳定。
    总而言之,稳定性在决定每天天气中的作用不容置疑。大气的稳定性或不稳定性在很大程度上决定了是否有云的生成发展和降水的产生,而且决定其是一般性阵雨还是倾盆大雨。一般而言,当稳定空气被强迫抬升时,其产生的云的垂直厚度较小,降水也较小。相反,不稳定空气形成的云是高大的且常常伴随着强降水。
    与艾特·沃尔海战大转折类似的就是和之国了,和之国“周边时常受恶劣天气困扰,海浪汹涌,海潮又急”(图22,910话)。
    910话.png
    像和之国这种情况应该就是受气团影响了,热带海洋性气团(mT)控制的区域全年不稳定,冬季常有大范围降水和平流雾,夏季常有积云发展和雷暴阵雨发生。
    注:
    1潜热:在一定条件下,当给物质加热其温度却可能不升高。例如在玻璃杯中冰和融化的冰水混合物在一起时,其温度保持在0摄氏度不变直到冰全部融化。如果增加的能量没有使冰水温度升高,那么能量到哪去了呢?在这种情况下,增加的能量用来打开链接水分子成为冰晶结构的氢键。因为热量用于融化冰但不引起温度变化,这种热量就称为潜热。
    2伯杰龙过程:为纪念瑞典气象学家伯杰龙这位发现者,人们将中纬度地区产生大量降水的过程命名为伯杰龙过程。伯杰龙过程发生于水汽、液态云滴和冰晶共存的状态。为了理解这一机制的作用原理,我们首先必须了解水的两个重要性质:1.与你想象的相反,云滴在0摄氏度时并不会冻结。实际上,悬浮在空气中的纯水直到气温下降至-40摄氏度时才会冻结。与凝结核相反,大气中的冻结核很稀少,并且通常只有当气温降至-10摄氏度或更低时才会活跃。因此,当气温在0~-10摄氏度时,云中主要是过冷水滴;气温在-10~-20摄氏度时,液态水滴和冰晶共存;当气温在-20摄氏度以下时,云中通常全部是冰晶,如高空中的卷云。2.冰晶上的饱和水汽压略低于过冷水滴上的饱和水汽压。这是因为冰晶是固态的,其水分子之间的结合要比液态水分子之间的结合更紧密,所以水分子更容易从过冷液态水滴上逃离。因此,当空气对于液态水滴为饱和状态时,对于冰晶已是过饱和状态。如气温在-10摄氏度时,水面上的相对湿度是100%,而冰面上的相对湿度则是110%。知道这两个性质之后我没就可以解释降水是如何提高伯杰龙过程产生的。云中气温为-10摄氏度时,每个冰晶周围都有成千上万个液滴。因为空气对于液态水是饱和的(相对湿度为100%),而对于刚生成的冰晶却是过饱和的。这种过饱和状态会使冰晶吸收水分子从而降低大气的相对湿度。其结果是水滴变小,以蒸发来补充空气中减少的水汽。因此,冰晶依靠液滴持续蒸发的水汽供给而增长。冰晶在增长到充分大时开始下落,下落过程中云滴在冰晶表面冻结使冰晶进一步增长。气流有时会使脆弱的冰晶破碎,而这些冰晶碎片又成为其他液滴的冻结核。这种反应链又会产生更多的冰晶,积累形成许多大的雪花。在中纬度地区,只要云的上部足够寒冷而产生冰晶,全年都可以由伯杰龙过程产生降水。落到地面的降水类型(雪、雨夹雪、雨或者冻雨)取决于大气底层几千米的温度垂直廓线。
    3露点温度:露点温度简称露点,是空气因冷却而达到饱和时的温度。它是用来表示空气块中实际水汽含量的量度,露点温度越高空气湿度越大;反之,露点温度越低表示空气越干燥。

    感谢阅读,希望这篇文章能更好地帮助大家理解海贼中的一些内容。

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    发表于 2019-4-25 11:49 来自手机 | 显示全部楼层
    本帖最后由 快乐的小黑仔 于 2019-4-25 11:56 编辑

    你这细节太恐怖了,别忘了加原创标签呀!
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    烧烧果实大预言家乌索兰度 灵魂之王的吉他

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    发表于 2019-4-25 11:49 来自手机 | 显示全部楼层
    厉害了,特拉又一力作
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    发表于 2019-4-25 11:52 来自手机 | 显示全部楼层
    太强了,科普细致
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    发表于 2019-4-25 11:53 来自手机 | 显示全部楼层
    太强了,这么多
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    2019-5-23 03:53
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    发表于 2019-4-25 12:05 | 显示全部楼层
    真是硬核…………
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    发表于 2019-4-25 12:10 来自手机 | 显示全部楼层
    这个厉害了,感觉看科普书
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    罗杰的草帽烧烧果实奇迹的樱花

    发表于 2019-4-25 12:49 | 显示全部楼层
    偶尔看看科技也不错
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    [LV.8]以坛为家I

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    贝尔梅尔的橘子

    发表于 2019-4-25 13:00 来自手机 | 显示全部楼层
    出手就是精华,我的膝盖怎么还在腿上!?
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    傲娇
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    [LV.8]以坛为家I

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    发表于 2019-4-25 13:38 | 显示全部楼层
    太赞了!干活好多 慢慢学习!
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