組圖:墨西哥海島火山上空現奇特游蛇雲帶

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【大紀元2013年06月08日訊】(大紀元記者沙莉編譯報導)美國宇航局的地球觀測衛星Aqua於5月31日在墨西哥海岸的火山島拍攝到奇特的游蛇般雲帶。

索科羅島(Isla Socorro)上的3,445英尺(1,050米)陡峭的盾狀火山阻擋住強勁的氣流,因而產生了形狀奇特的雲層。

海洋和大氣是流體,在不斷的運動。從我們有限的「人」的大小,風吹時或當我們沿著海邊游泳遇到水流時我們能夠感知這種運動。然而,我們的眼睛本身很少能觀察到較大規模的海洋和大氣流體運動。
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瓜達盧佩島,2000年3月10日(NASA)

流體流動時受到阻擋而形成馮‧卡門渦的現象幾乎無處不在。在此頁面上的雲圖顯示,擾亂流體流動的「對像」是一個島嶼或組島嶼。當主要氣流遇到島嶼時,在島嶼下游會形成兩排交替旋轉方向的漩渦,流體力學中稱為「馮卡門漩渦」(Von Karman vortices)。

「馮卡門漩渦」通常稱為卡門渦街,在流體中安置阻流體,在特定條件下會出現不穩定的邊界層分離,阻流體下游的兩側,會產生兩道非對稱地排列的漩渦,其中一側的漩渦循時針方向轉動,另一漩渦則反方向旋轉,這兩排漩渦相互交錯排列,各個漩渦和對面兩個漩渦的中間點對齊,如街道兩邊的街燈般,這種現象,因匈牙利裔美國空氣動力學家西奧多.馮‧卡門最先從理論上闡明而得名卡門渦街。馮‧卡門博士是美國航空航天局的噴氣推進實驗室的共同創辦人。馮‧卡門曾在意大利北部博洛尼亞的一所教堂裡,目睹一幅聖克里斯托弗揹負少年基督,赤足渡河的油畫,畫家畫出聖克里斯托弗的腳跟在河水中造成兩排交錯的漩渦,馮.卡門說,這是卡門渦街最早的記錄。

水流過橋墩,風吹過高塔、煙囪、電線等都會形成。「馮卡門漩渦」在建築、橋樑、飛機製造設計以及船舶領域均有重要應用。
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流體的流速增加,並且被放置梳狀障礙而不是單一柱狀障礙時發生的肥皂膜渦現象(courtesy of Dr. Maarten Rutgers)

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美國太空總署拍攝的智利海岸的卡門渦街(維基百科)

SeaWiFS衛星能夠觀察海洋和大氣空間中的流體運動,在合適的條件下也可以觀察到在海洋環境中顯示流體運動的浮游生物。許多其他氣象衛星也可以觀察到顯示大氣流體動力學的雲層模式。
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SeaWiFS衛星圖像,北海設得蘭群島附近海區浮游植物(NASA)

(責任編輯:畢儒宗)

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