Kondenzační mrak - Condensation cloud

21 kiloton pod vodou jaderná zbraň test Pekař výstřel z Provoz křižovatka, ukazující Wilsonův mrak
Atomový hřib s několika kondenzačními kroužky z Castle Union 6,9 Mt test vodíkové bomby

Přechodný kondenzační mrak, také zvaný Wilsonův mrak, je pozorovatelný obklopující velké exploze v vlhký vzduch.

Když jaderná zbraň nebo velké množství konvenčních explozivní je dostatečně odpálen vlhký vzduch, "negativní fáze" rázová vlna způsobuje a vzácnost vzduchu obklopujícího výbuch, ale není v něm obsažen. Toto zředění má za následek dočasné ochlazení tohoto vzduchu, které způsobí a kondenzace části vodní páry v ní obsažené. Když se tlak a teplota vrátí k normálu, Wilsonův mrak se rozptýlí.[1]

Mechanismus

Jelikož teplo neopouští ovlivněnou vzduchovou hmotu, tato změna tlaku je adiabatický, s přidruženou změnou teploty. Ve vlhkém vzduchu může pokles teploty v nejvíce zředěné části rázové vlny snížit teplotu vzduchu pod ni rosný bod, při kterém kondenzuje vlhkost a vytváří viditelný mrak mikroskopických kapiček vody. Vzhledem k tomu, že tlakový účinek vlny je snížen jeho expanzí (stejný tlakový účinek je rozložen na větší poloměr), má parní účinek také omezený poloměr. Takovou páru lze také vidět v nízkotlakých oblastech během vysoký – g podzvukové manévry letadel ve vlhkých podmínkách.

Výskyt

Testování jaderných zbraní

Vědci pozorující Provoz křižovatka jaderné zkoušky v roce 1946 v Bikini atol pojmenoval tento přechodný mrak „Wilsonovým mrakem“, protože stejný tlakový efekt je použit v a Wilsonova oblačná komora aby kondenzace označila stopy elektricky nabitého subatomární částice. Analytici pozdějších testů jaderných bomb používali obecnější termín kondenzační mrak.

Tvar rázové vlny, ovlivněný různou rychlostí v různých nadmořských výškách, a teplota a vlhkost různých atmosférických vrstev určuje vzhled Wilsonových mraků. V době jaderné testy, kondenzační kroužky kolem nebo nad ohnivou koulí jsou běžně pozorovány. Kroužky kolem ohnivé koule se mohou stabilizovat a tvořit kroužky kolem stoupající stonky atomový hřib.

Životnost Wilsonova oblaku během jaderné energie vzduchové výbuchy lze zkrátit pomocí tepelné záření z ohnivé koule, která ohřívá oblak výše na rosný bod a odpařuje kapičky.

Nejaderné výbuchy

500 tun TNT odpálen během Operation Sailor Hat, ukazující Wilsonův mrak

Jakýkoli dostatečně velký výbuch, například výbuch způsobený velkým množstvím konvenčních výbušnin nebo výbuchem sopky, může vytvořit kondenzační mrak,[2][3] jak je vidět na Operation Sailor Hat[4] nebo v roce 2020 Výbuch přístavu v Bejrútu, kde se z výbuchu rozšířil velmi velký Wilsonův mrak.[2]

Letadlo

Stejný druh kondenzačního mraku je někdy vidět nad křídly letadel ve vlhké atmosféře. V horní části křídla je snížení tlaku vzduchu jako součást procesu generování výtahu. Toto snížení tlaku vzduchu způsobí chlazení, stejně jako výše, a kondenzaci vodní páry. Proto se objevují malé přechodné mraky.

The parní kužel a transonic letadlo je dalším příkladem kondenzačního mraku.

Viz také

Reference

  1. ^ Glasstone, Samuel a Philip J. Dolan. Účinky jaderných zbraní, Americké ministerstvo obrany / energetické oddělení; 3. vydání (1977), s. 631
  2. ^ A b Howes, Laura (5. srpna 2020). „Chemie za výbuchem v Bejrútu“. Chemické a inženýrské novinky. Citováno 7. srpna 2020.
  3. ^ Yokoo, Akihiko; Ishihara, Kazuhiro (23. března 2007). „Analýza tlakových vln pozorovaných ve filmech o erupci Sakurajima“. Země, planety a vesmír. 59 (3): 177–181. doi:10.1186 / BF03352691. Citováno 7. srpna 2020.
  4. ^ „KN-11352 Operation„ Sailor Hat “, 1965“. Námořní historie a velení dědictví. Citováno 7. srpna 2020.