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飛機高空搜尋雷暴云

衛星

【飛機高空搜尋雷暴云】

飛機高空搜尋雷暴云

灣流5號飛機從南邊靠近風暴云
飛機高空搜尋雷暴云

對地同步衛星GOES-East拍橫跨俄克拉何馬州和堪薩斯州的風暴云鋒面
美國宇航局地球觀測站今日公布了一組衛星照片，展示了航天飛機觀察到的大型多單體雷暴和超級單體雷暴的結構 。
近日 ， 美國國家航空航天局一架載著氣象多名研究人員的DC-8飛機進行了一項雷暴搜尋活動 。這次搜尋活動是“深對流云和化學過程(DC3)”研究任務的一部分，參與這次任務的共有來自29個機構的100個研究人員 。DC3任務派出DC-8研究飛機飛往阿拉巴馬州、科羅拉多州和俄克拉何馬州搜尋雷暴云并取樣，以研究風暴如何影響對流層上部的化學過程 。
搜尋活動的首選目標是大型多單體和超級單體雷暴 。大型多單體雷暴和超級單體雷暴具有能夠將揮發性污染物和濕潤空氣抬升至近12000米的高空中 。研究人員尤其想了解的是某些污染物會與閃電產生的氮氧化物產生怎樣的反應 。
2012年5月19日，研究人員在美國懷俄明州夏延市西南部至俄克拉荷馬州中部上空發現了正在形成中的超級單體風暴 。這次風暴的風暴中心形成于下午5:00左右，到下午5:45，一架DC-8飛機和美國國家大氣研究和國家科學基金會(National Center for Atmospheric Research and National Science Foundation)的一架灣流5號飛機到達了風暴云的南部邊緣，并開始取樣 。
當灣流5號飛機從南邊靠近風暴云時，飛機上的DC3首席研究員克里斯·坎特雷爾拍攝了上面第一幅照片，顯示了該風暴云的結構 。強烈的對流在風暴中心附近造成了一股強烈的上升氣流，溫暖、潮濕的空氣迅速向上升起，有時速度可達每小時160公里 。
風暴云的水平云砧位于對流層頂邊緣 。對流層頂是對流層(較低的大氣層，大多數的天氣現象都在這里發生，其中的空氣往往垂直流動)和平流層(更高的大氣層，其中的空氣主要是水平流動)之間的邊界 。
對流層頂像一堵墻，能阻止上升氣流繼續上升，導致氣流向四周傳播 。上升氣流有時會將水分通過風暴云頂部送至對流層頂，在對流層頂上部造成一層氣泡 ， 稱作“過沖云頂” 。這些氣泡一般比較細小，而且存在時間很短，但它們在多單體雷暴和超級單體雷暴中的存在時間較長 。
按照分工，DC-8飛機在一個較低的位置觀測流入風暴的氣流，而灣流5號飛機在風暴云頂部附近觀測流出的氣流 。灣流5號飛機兩次直接穿過過云砧，一次從云砧上面飛過，機上的檢測儀器在風暴云頂部附近檢測到了較高的一氧化碳和甲烷含量，表明上升氣流將從污染物從地表送到了大氣中 。同時，DC-8飛機上的檢測儀器檢測到風暴云中的高濃度懸浮物，它們可能源于墨西哥火災產生的煙霧 。
當DC-8飛機和灣流5號飛機在進行風暴云采樣時，衛星也在上面進行觀測 。第二幅照片是對地同步衛星GOES-East于2012年5月19日下午7:15拍攝的 。它顯示了橫跨俄克拉何馬州和堪薩斯州的風暴云鋒面 。在這幅照片中，鋒面上黑色的斑點就是過沖云頂 。黑線圈表示DC-8飛機和灣流5號飛機在觀測風暴云時所處的大致位置 。

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