雲洞


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雲層中的大洞是怎麼產生的?

上個月,在美國阿拉巴馬州Mobile的公路上拍攝到這個直徑約數百公尺的雲洞。這一個非常罕見的穿洞雲,在氣象學上至今仍是屬於猜測的課題。下降的冰晶造成雲被穿洞的現象是目前最為大家所接受的假設。這些冰晶可能是來自於較高的雲層,或是由飛機的廢棄所促成的。若是空氣的溫度與溼度剛好,則下降的冰晶會吸收空氣中的水分並且繼續成長。為了使這種情形發生,水滴必須冷到表面達到結凍的程度。當空氣中水氣被吸收之後,會使得雲中的水滴的蒸發率升高,引而將雲鏤空了一個洞。接著愈來愈重的冰晶持續下降,並在雲洞的下方形成了旛狀雲。旛狀雲中的冰晶與水滴在到達地面之前就會被蒸發。

美國所拍攝的各種雲洞

台灣出現的雲洞

在新竹工作的陳俊憲於2002年元月十三日上午,與一群朋友去走霞喀羅古道養老到白石這一段路。 走到白石吊橋下的薩克雅金溪溪谷約8點鐘時,看到天空出現有個卷雲的雲洞,看起來就像個大飛碟,由溪谷上空,從西向東慢慢飄過去,全程拍成了四張照片。這地方的位置在新竹縣尖石鄉,海拔1400公尺,屬於大漢溪的上游。陳先生將照片寄給中央氣象局,並詢問這是甚麼大氣現象造成的?

中央氣象局的答覆:
歡迎來信或來電討論。中央氣象局 第二組 林熹閔
TEL:(02) 2349-1021 FAX:(02)2349-1028
Email:lin@msc.cwb.gov.tw

洞外為高積雲(Altocumulus)的一種,可稱為層狀高積雲,屬於中雲族,高度約在2,000-6,000 m附近。高積雲雲洞中間為卷雲,由冰晶所組成,屬於高雲族,高度約在6,000-18,000 m附近。從照片中不易判斷實際雲高,但是雲洞中間之卷雲位在高積雲之上應無疑問。

雲為水蒸氣之凝結與昇華的產物,一般而言,大氣中容易產生凝結與昇華現象者,大都與上升氣流有關:反之,下沉氣流區不易形成雲,即使已經有雲存在,也會快速消散。由此推論,高積雲區域之雲洞應為該小區域之下沉氣流所造成。

完整論述此雲洞形成的可能原因如下:

位在上面的卷雲受日照(時間為早上7~8點)或與附近的乾空氣混合,雲內冰晶(固態水)昇華為水氣(氣態水)需吸收熱量而對附近空氣造成冷卻作用,相對於周遭環境,此冷空氣因密度較大而下沉,形成小範圍的下沉氣流。位於下方的一大遍層狀高積雲,受此下沉氣流影響,使局部區域的雲消散而形成高積雲區的雲洞。

以上推測,亦足以說明高積雲區的雲洞呈現圓形,以及雲洞與上方卷雲相對位置如此吻合。若此推論正確,則雲洞的形成應由小而逐漸擴大,且上方的卷雲亦會逐漸減少。