Kondenzační cloud - Condensation cloud

21kilotonový test podvodní jaderné zbraně , Bakerův záběr operace Crossroads , ukazující Wilsonův mrak
Houbový mrak s více kondenzačními kroužky z testu vodíkové bomby Castle Union 6,9 Mt

Přechodný kondenzační mrak , nazývaný také Wilsonův oblak , je pozorovatelný při velkých explozích ve vlhkém vzduchu.

Když je jaderná zbraň nebo velké množství konvenční výbušniny odpáleno v dostatečně vlhkém vzduchu, „negativní fáze“ rázové vlny způsobí zředění vzduchu obklopujícího výbuch, ale není v něm obsažen. Tato vzácnost vede k dočasnému ochlazení tohoto vzduchu, což způsobuje kondenzaci části vodní páry v něm obsažené. Když se tlak a teplota vrátí k normálu, Wilsonův oblak se rozptýlí.

Mechanismus

Vzhledem k tomu, že teplo neopouští zasaženou vzduchovou hmotu, je tato změna tlaku adiabatická a s ní spojená změna teploty. Ve vlhkém vzduchu může pokles teploty v nejvzácnější části rázové vlny snížit teplotu vzduchu pod rosný bod , při kterém vlhkost kondenzuje a vytváří viditelný mrak mikroskopických kapiček vody. Vzhledem k tomu, že tlakový účinek vlny je snížen její expanzí (stejný tlakový účinek je rozložen na větší poloměr), má také párový efekt omezený poloměr. Takové páry může být také vidět v nízkých tlakových oblastech při vysoké g podzvukové manévrů letadla ve vlhkých podmínkách.

Výskyt

Testování jaderných zbraní

Vědci pozorující jaderné testy Operation Crossroads v roce 1946 na atolu Bikini pojmenovali tento přechodný oblak „Wilsonův oblak“, protože stejný tlakový efekt je použit ve Wilsonově oblačné komoře , aby kondenzace mohla označit stopy elektricky nabitých subatomárních částic . Analytici pozdějších testů jaderných bomb používali obecnější termín kondenzační oblak .

Tvar rázové vlny, ovlivněný různou rychlostí v různých nadmořských výškách, a teplota a vlhkost různých atmosférických vrstev určuje vzhled Wilsonových mraků. Během nukleární pokusy , kondenzační kruhy kolem nebo nad ohnivá koule jsou běžně pozorovány. Kroužky kolem ohnivé koule se mohou stát stabilními a tvořit prstence kolem stoupajícího stonku houbového mraku .

Životnost Wilsonova oblaku během výbuchů jaderného vzduchu může být zkrácena tepelným zářením z ohnivé koule, která zahřívá oblak výše na rosný bod a odpařuje kapičky.

Nejaderné výbuchy

Během operace Sailor Hat vybuchlo 500 tun TNT , které ukazovaly Wilsonův mrak

Jakýkoli dostatečně velký výbuch, například výbuch způsobený velkým množstvím konvenčních výbušnin nebo sopečnou erupcí, může vytvořit kondenzační oblak, jak je patrné z operace Sailor Hat nebo z výbuchu v Bejrútu v roce 2020 , kde se velmi velký Wilsonův oblak rozšířil směrem ven z výbuch.

Letadlo

Stejný druh kondenzačního oblaku je někdy vidět nad křídly letadel ve vlhké atmosféře. V horní části křídla dochází ke snížení tlaku vzduchu v rámci procesu generování vztlaku. Toto snížení tlaku vzduchu způsobí ochlazení, stejně jako výše, a kondenzaci vodní páry. Proto se objevují malé, přechodné mraky.

Kužel pára z transonic letadla je další příklad kondenzačního mraku.

Viz také

Reference

  1. ^ Glasstone, Samuel a Philip J. Dolan. Účinky jaderných zbraní , americké ministerstvo obrany/ ministerstvo energetiky; 3. vydání (1977), s. 631
  2. ^ a b Howes, Laura (5. srpna 2020). „Chemie za výbuchem v Bejrútu“ . Chemické a inženýrské zprávy . Citováno 7. srpna 2020 .
  3. ^ Yokoo, Akihiko; Ishihara, Kazuhiro (23. března 2007). „Analýza tlakových vln pozorovaných ve erupčních filmech Sakurajima“ . Země, planety a vesmír . 59 (3): 177–181. doi : 10,1186/BF03352691 . Citováno 7. srpna 2020 .
  4. ^ "KN-11352 Operace" Sailor Hat ", 1965" . Námořní historie a velitelství dědictví . Citováno 7. srpna 2020 .