“反重力瀑布”倒流直沖懸崖！上升氣流到底多好看

1954 年 5 月，美國(guó)一個(gè)知名的演員準(zhǔn)備拍攝一部喜劇《七年之癢》。這部電影拿下了眾多贊譽(yù)，也是 1955 年票房最高的電影。這么多年過(guò)去了，很多人對(duì)電影里面具體情節(jié)的記憶已經(jīng)不甚清晰，但是為了這部電影拍攝的一張宣傳照片，卻從此成為了經(jīng)典。

瑪麗蓮 · 夢(mèng)露站在地鐵的通風(fēng)口上，當(dāng)列車(chē)從位于正下方的隧道通過(guò)，氣流從通風(fēng)口中吹出把她的裙子掀了起來(lái)。攝影師把這個(gè)姿勢(shì)記錄在照片里，成為了她生涯中最著名的鏡頭之一。

上升氣流其實(shí)在我們的生活中再常見(jiàn)不過(guò)，抬起頭張一下嘴，輕輕向上吐出一個(gè)氣，就是一股上升氣流。雖然這里的上升氣流是列車(chē)開(kāi)過(guò)的看起來(lái)似乎不那么「天然」，但是已經(jīng)足夠驚艷了。不過(guò)說(shuō)起上升氣流打造的美景，其實(shí)在大自然里面還要多得多。

最近在國(guó)內(nèi)的社交媒體上看到一則新聞，「『反重力瀑布』倒流直沖 470 米高懸崖，罕見(jiàn)超壯觀一幕被拍下」[1, 2] 看起來(lái)似乎夸張的標(biāo)題給小編我留下了深刻的印象。

這個(gè)新聞的地點(diǎn)發(fā)生在 Beinisv?re（沒(méi)有正式的中文譯名，音譯大約為貝尼斯沃夫斯），法羅群島中的南島。這個(gè)群島在大西洋上，地理位置上介于挪威和冰島之間。由于海岸的形狀在這里向內(nèi)凹，來(lái)自北大西洋的強(qiáng)風(fēng)在此處被迫形成渦旋，并且沿著懸崖爬升，形成氣旋帶動(dòng)水向上翻過(guò)高高的懸崖。

這個(gè)現(xiàn)象最匪夷所思的地方在于這個(gè)懸崖實(shí)在是有點(diǎn)太高了，一個(gè)大氣壓才能托起 10 米的水柱，如果真的是僅僅依靠大氣壓，需要?dú)庑峁?48 個(gè)大氣壓才能把水甩那么高。不過(guò)我們從視頻截圖上也能看出來(lái)，運(yùn)送上去的其實(shí)僅僅只是一些細(xì)小的水滴，而并非完整的水柱。不過(guò)這些水汽橫貫 470 米的懸崖，看起來(lái)著實(shí)震撼。

這個(gè)龍卷風(fēng)有點(diǎn)像水泵。大家都對(duì)水泵比較熟悉，很多人覺(jué)得，只要水泵的功率足夠高，那么總可以把水抬到足夠高的地方，但是卻往往忘記了更重要的一個(gè)因素，到底能夠把水抬多高和水泵功率大小關(guān)系并不大，和流量的關(guān)系更大一些。一定范圍內(nèi)流量和揚(yáng)程成反比，流量越大揚(yáng)程越小，流量越小揚(yáng)程越大。這兩者之間并沒(méi)有什么簡(jiǎn)潔的函數(shù)關(guān)系式。龍卷風(fēng)給水的能量并不大，為了把水泵到那么高，自然水量肯定就非常小了。這里面大部分其實(shí)只是浪花里面的一些小水滴。

北半球成熟熱帶氣旋橫截面圖?？梢钥吹綒庑行挠缮仙龤饬餍纬桑亲钪行膮^(qū)確實(shí)下降的。這是因?yàn)闅庑邔拥臋M向氣流向外輸運(yùn)，導(dǎo)致更高層的大氣往氣旋中心輸運(yùn)，從而形成下沉氣流。這也是風(fēng)眼中間中間沒(méi)有云的原因。

和上升氣流關(guān)系密切的自然現(xiàn)象里有很多，比如由于龍卷風(fēng)，臺(tái)風(fēng)，颶風(fēng)等，都是由于強(qiáng)烈的對(duì)流造成的。就臺(tái)風(fēng)具體而言，因?yàn)樘?yáng)的照射使得洋面持續(xù)升溫，空氣上升，在地轉(zhuǎn)偏向力的作用下形成氣旋。

強(qiáng)勁的上升氣流可以導(dǎo)致很多大氣現(xiàn)象 [3]。比如由于高山地形導(dǎo)致的「上升氣流」，就可以形成蔚為壯觀的山帽云（pileus clouds）。山帽云這個(gè)詞中的 pileus，是帽子的拉丁語(yǔ)。這種云也有人稱(chēng)其為斗笠云，因?yàn)槠淝『眯纬捎谏矫}的頂部，真的很像一頂斗笠……

山帽云是濕度較大的空氣由于地形原因強(qiáng)迫上升，冷卻凝結(jié)而成的在孤立山峰上空幾乎不動(dòng)的靜止云。這種云形成的條件并不算嚴(yán)苛，但是因?yàn)槠浯嬖诘臅r(shí)間往往并不長(zhǎng)，所以人們往往很難看到它的存在。隨著現(xiàn)在拍照越來(lái)越方便，才慢慢地有越來(lái)越多的圖片記錄。

山帽云也可以存在于非常高的積云上方 [4]

為什么山帽云可以穩(wěn)定存在？這種云存在的前提是在高層的大氣中存在著穩(wěn)定的濕度較大的氣流。當(dāng)積云不斷發(fā)展向上移動(dòng)，或者高山橫亙?cè)練饬鬏斶\(yùn)的道路上的時(shí)候，迫使原來(lái)的穩(wěn)定氣流上升，使得水汽達(dá)到露點(diǎn)開(kāi)始凝結(jié)。最終形成好看的山帽云。雖然山帽云看似靜止，但其實(shí)這它時(shí)時(shí)刻刻處在一種動(dòng)態(tài)平衡之中。迎風(fēng)面因?yàn)闅饬魈木壒剩撇粩嗟匦纬刹⑾蚝筝斔?；背風(fēng)處的云則因?yàn)楦叨认陆?。[5]

薩雷切夫火山 (Sarychev Peak) 在 2009 年的那次噴發(fā)過(guò)程中，從國(guó)際空間站上拍攝記錄下來(lái)的煙柱和其頂端的山帽云 NASA/JPL

前面提到，這種帽云的存在條件其實(shí)只需要迫使氣流高度上的爬升就好了，能夠達(dá)到這種條件的并不少。比如火山噴發(fā)的時(shí)候，或者核彈爆炸的時(shí)候，快速上升的火山灰和快速上升的蘑菇云，同樣可以形成這種帽云。自然界在一些奇妙的地方，總是把暴力和美用一種特別的方式揉在一起。

位于美國(guó)佛羅里達(dá)巴拿馬城的海灘邊上「好看」的上升氣流

有些時(shí)候人工的高層建筑打造的上升氣流，也可以造出來(lái)好看的云。在美國(guó)佛羅里達(dá)巴拿馬城的海灘邊上，就有人在直升飛機(jī)上錄下過(guò)這般景象 [6]。從墨西哥灣吹來(lái)的暖濕氣流隨著公寓大樓爬升，和前面的所有例子都一樣，高處不勝寒，溫度下降讓空氣里的水蒸氣冷凝，高度變化帶來(lái)的輕微冷卻足以使空氣達(dá)到飽和點(diǎn)，從而形成炫酷的霧氣。

由于直升飛機(jī)的停機(jī)坪正好位于大霧附近，從而無(wú)法順利起飛從空中拍攝下這種難得的景象。而且這種現(xiàn)象的形成速度十分快，「從建筑物頂部的小股霧氣到掩蓋整個(gè)建筑，只需要 2-3 分鐘」。只有恰好在大霧形成的時(shí)候，有直升飛機(jī)從外部返回，才能拍攝出上面這種畫(huà)面。

其實(shí)不管是山帽云也好，還是海灘邊上壯觀的云，形成原理大致一致。這種云其實(shí)還有一個(gè)更加通用的名稱(chēng)——莢狀云。它最大的特征就是光滑的宛如圓盤(pán)的外形，在以前沒(méi)被誤認(rèn)為外星飛船，或者不明飛行物，怎么看都像一個(gè) UFO。

莢狀層積云

莢狀云的形成條件十分多樣，除了前面提到的和地形有關(guān)的形成過(guò)程以外，還有比如因?yàn)槔滗h鋒面處，暖空氣的抬升產(chǎn)生；或者由于高空下沉氣流和地面的上升氣流交匯，也可以形成莢狀云。而且根據(jù)形成的類(lèi)別不同，可以形成莢狀層積云和莢狀高積云兩種模式的云——外觀上分別對(duì)應(yīng)較厚和較薄兩種。[6]

在一些網(wǎng)上一些流行的爆款文章里，經(jīng)常會(huì)看到一些 P 過(guò)的莢狀云圖片，「天王蓋地虎，寶塔鎮(zhèn)河妖」，雖然莢狀云確實(shí)很炫酷，但是這種炫酷過(guò)頭的假照片大家千萬(wàn)不要相信。從形成的原理就知道，莢狀云一般就是一個(gè)或者兩個(gè)圓盤(pán)狀，不可能是如此多個(gè)堆積的樣子。

一張流傳甚廣的經(jīng)過(guò)處理的莢狀高層云的圖。原本其應(yīng)該只有一層，但是經(jīng)過(guò)后期處理，人為地把云層疊加到了五層。你別說(shuō)，左邊這個(gè)圖真的有點(diǎn)像小時(shí)候動(dòng)畫(huà)魔神英雄傳，也就是神龍斗士里面創(chuàng)界山。

「雙層寶塔」還是有的，不過(guò)真的非常少見(jiàn)。下面這張清晰的表現(xiàn)出雙層莢狀云結(jié)構(gòu)的照片原作者為 Jim George 在 2004 年拍攝于美國(guó)華盛頓州普亞洛普（Puyallup, WA）。那天清晨他被他的兒子叫醒，告訴他必須要屋外看看，才用相機(jī)記錄下這個(gè)場(chǎng)景。時(shí)至今日已經(jīng)快過(guò)去了 16 年，在網(wǎng)絡(luò)上流傳的雙層莢狀云照片還是如此少，足見(jiàn)稀有了。

one more thing

說(shuō)了這么多，我們可不可以在自己身上也制造一個(gè)好看的上升氣流呢？

答案當(dāng)然是，可以的，保證你氣質(zhì) ++

參考內(nèi)容：

[1] 「『反重力瀑布』倒流直沖 470 米高懸崖，罕見(jiàn)超壯觀一幕被拍下」

[2] Incredible footage shows water flowing upwards - after waves were caught in a 'sea vortex', Joe Gamp, Yahoo News

[3] When cumulus clouds are building, sometimes there is a smooth cloud that looks bowed and rides horizontally above and over the building cumulus. What is this and what causes this cloud formation? - Quora

[4] Pileus capping cumulus in MD，Community Cloud Atlas

[5] [探云] 瞧，這云好像UFO~ ，漠北，知乎專(zhuān)欄大氣之象

[6] Florida waterfront condos literally create their own weather, Scott Sistek, Katu

[7] Weather photographers lament: 'Hey! That's *my* photo!'