Защо ядрени бомби създават гъби облаци

2024 Автор: Sherilyn Boyd | [email protected]. Последно модифициран: 2024-01-16 10:17

Всичко започва с експлозия, която създава Pyrocumulus Cloud. Тази топка от горещи горещи газове се ускорява навън във всички посоки. Тъй като горящата топка на ускорените газове е по-гореща и следователно по-гъста от обкръжаващия въздух, тя ще започне да се покачва - в случай на ядрени експлозии, изключително бързо. Това в крайна сметка формира капачката за гъби.

Тъй като топката се издига, тя ще остави след себе си въздух, който се нагрява, създавайки ефект, подобен на комина, който привлича дим и газове на външния ръб на коминната конвекция в действие! Визуално, това образува ствола на гъбата.

Възприемането, че шапката за гъби се навива надолу и наоколо, е преди всичко резултат от разликите в температурата в центъра на капачката и нейната външност. Центърът е по-горещ и следователно ще се издига по-бързо, оставяйки по-бавните външни ръбове да бъдат захванати в страхотните атрибути на конвекцията на ствола.

Щом облакът достигне определена точка в нашата атмосфера, където плътността на газовия облак е същата като плътността на околния въздух, той ще се разпространи, създавайки хубава капачка.

Това ме довежда до по-краткия, но по-отвратителен отговор.

Целият процес е нещо, което описва нестабилността на Рейли-Тейлър. Тази нестабилност е добре известна във физиката и като цяло описва сливането между две различни вещества (главно течности и газове), които имат различни плътности и са подложени на ускоряване. В случай на атомна бомба, ускорението и по-горещите газове, създаващи различна плътност на материала, са причинени от експлозията.

От това може би сте предположили, че не е необходимо да имате атомна бомба, за да създадете облачен гъбичка. Всичко, от което се нуждаете, е достатъчно енергия, доставена бързо (в този случай експлозия), която създава джоб с различни плътности на материала (в този случай нагрявани газове).

Има много други примери в нашия свят, които създават и са описани от същия феномен, който ни дава тази формация. Например, магнитните полета на планетите, потокът от ветрове, които помагат да се контролира климатът на планетата ни, звукът на скачащите скариди, дори нашето разбиране за някои различни форми на синтез могат да бъдат приписани на нестабилността на Рейли-Тейлър.

Сега може би сте забелязали, че ядрените експлозии, освен че произвеждат тази плашеща гъбична формация, също понякога водят до облачен пръстен около капачката за гъби. Това, което се случва тук, е, че чрез негативната фаза на ударна вълна (фаза, която следва вълната от сгъстени газове в водещата част на ударна вълна) се създава зона с ниско налягане. Това води до спад в температурата, който заедно с ниското налягане може потенциално да намали точката на оросяване достатъчно, за да се образува временен облак. Този облак ореол около експлозията е известен като "Уилсън Облак", наречен от шотландския физик Чарлз Уилсън, който изобретил Уилсънската облачна камера, където могат да се видят подобни неща.

Бонус Факт:

Онова, което обикновено се споменава като нестабилността на Рейли-Тейлър, бе обявено за пръв път от Лорд Рейли през 1880 г. Той се опитваше да опише движението на течности, когато човек с по-висока специфична тежест беше подкрепен от по-лек. По-конкретно, опитвайки се да разберем по-добре как се образуват циркови облаци. През 1950 г. сър Джефри Инграм Тейлър открива, че "междуфазовата нестабилност" на Rayleigh се проявява и за други различни ускорения на веществата. Феноменът и всички уравнения, които го описват, стават известни като Рейли-Тейлърс.