为什么乘气球能飘洋过海周游世界

作者:管理员 时间:2018-09-07

  1987年盛夏,根据中日两国联合进行空间观测实验的科技协定,一只容积为15000立方米的庞然大物——高空气球,从日本九州鹿儿岛放飞升空,按照预定的飘移路线,在3万米左右的高空向中国上海方向飞行,装载着200多千克观测仪器的吊舱,由上海回收。


  日本也同美国联合进行过气球横渡太平洋的空间观测实验。气球从日本起飞,横渡太平洋后降落在美国西海岸。


  我国也独立研制并在河北省的香河县试验场成功地放送了最大容积达到30万立方米的大型高空气球。它是亚洲最大的高空气球,在3万多米高空按预定的路线向东飘移了6个多小时,在预定地点完整无损地收回。有几个外国人,还准备乘有史以来最大的气球作一次中途不着陆的飘洋过海周游世界的飞行。


  为什么高空气球可以向西飘移,也可以向东飘移,甚至可以载人作环绕地球周游世界的飞行呢?我们知道,地球周围有一层大气圈。从地面到高空,大气圈好像夹心饼干那样可以分成几个层次。离地大约10千米左右(低纬度地区平均17〜18千米,中纬度地区平均10〜12千米,高纬度地区平均8〜9千米)称为对流层,层内有强烈的对流运动和各种冰、云、雷等天气现象发生,高空气球在对流层中只能选择在晴好天气时作数小时短距离飞行。对流层以上到55千米左右的大气层,称为平流层,这一层的气流比较平稳,没有强烈的对流运动发生,又因水汽、尘埃极少,难得有像对流层中那种复杂的天气现象发生,所以高空气球在平流层中只要避开凶猛的急流就可飞行了。


  高空气球在平流层中飘移,主要是受全球规模的东风带和西风带以及东西风带中的急流等运动的作用。北半球东风带的位置偏南、西风带的位置偏北,并且随着冬夏季节的转换而发生南北移动。夏季东风带位置北移,西风带北撤;冬季则西风带位置南进,东风带南撤。因此,在地理位置与上海的纬度差不多的日本九州的南端鹿儿岛放飞高空气球,一定要选择在盛夏东风带北移到本区的时候,气球就会在稳定的东风气流吹送下飘移到上海来。如果在日本纬度较高的北海道放飞高空气球,就会在西风气流吹送下向东飘移到美国西海岸去了。如果新型的高空气球能适用于长时间、低温下飞行,人就可以在气球的密封吊舱里借着西风飘洋过海周游世界了。


  不过乘坐高空气球是有危险的,气象上最大的灾难就是遇上高空急流和强烈的对流。高空急流是一种凶猛的强风,它是由于副热带高气压的南北两侧风速随高度而增大,到一定高度上便形成一狭长的强风带。当北侧气流与西风带气流的流向一致时,北侧成为西风急流,南侧为东风急流,前者风速比后者更大。西风急流的宽度一般为800〜1000千米,厚度6〜10千米,长度可达10000〜12000千米,自西向东围绕整个半球。西风急流中心区域的风速达每小时180〜290千米,最强时可达每小时360〜540千米或以上,比当今世界上新发明的高速火车的速度还要快出许多。如果高空气球遇上这种气流,就会被吹得无影无踪。而强烈的对流是一种垂直方向的气流,如果高空气球遇上这种气流,就会上下颠簸翻滚而遭到破坏。因此,高空气球的放飞季节、地点和飞行路线的确定,要有气象学家参与并作专门研究,以避开高空急流区域和垂直气流的影响。

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