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动力,因我们而不同*

日食热气流:辐射对天气的影响

我们通常会对日常发生的事情习以为常。有时,只有当我们的日常生活被打乱时,才会意识到这些日常现象对我们的生活产生了多大的影响。2017 年 8 月 21 日横跨美国东西海岸的日全食,便是美国境内的一次重大扰动。其中一个人们往往不会立即想到的现象,就是日食热气流及其对局部天气的影响。

日食热气流:太阳辐射的力量

我们从太阳获得的唯一一种热能就是辐射。当月球移到太阳和地球之间时,太阳辐射便无法到达地球表面。虽然这种现象只是暂时的,但我们从太阳获得的能量总量如此巨大,以至于即使只有几分钟的缺失,也会产生巨大的影响。

试想一下,在一个寒冷的夜晚,你正围坐在篝火旁。你正享受着面前篝火散发的热量,但你的朋友停下来和你聊天,挡在了你和篝火之间。此时,你的朋友吸收了那份辐射热,而你开始感到夜间的寒意。现在,把篝火换成太阳,把你的朋友换成月亮。那么这种短暂寒意的程度将成倍增加。

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太阳辐射温度效应示意图

当本影掠过人体时,人们会感受到明显的温度下降。Mitzi Adams 博士在 2001 年 6 月 21 日赞比亚卢萨卡发生的日全食期间,记录到了 15°F (8.3°C) 的温度下降。在 2017 年美国发生的日全食期间,人们也经历了同样的情况。事实上,NASA 的一篇文章详细介绍了今年观测日食时,可以采用的各种方法来测量当地的温度下降幅度。

日食热气流:由此产生对流

随着局部降温,流体对日食的反应不仅限于温度变化,其影响范围更为广泛。最大的影响是因诱导的压力差而产生的自然对流。由于半影区和本影区接收的热能较少,这些区域的空气会因浮力作用而冷却并下沉。这将从半影区外的大气高处吸入空气。这可能会带来水汽,当水汽与这股突然变冷的空气接触时会冷却。当水汽冷却到一定程度时,可能会凝结成云。额外的微风和云层是日食热气流的另一种表现形式。
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日食驱动局部自然对流示意图