（神秘的美國(guó)地球uux.cn）據(jù)美國(guó)宇航局（By Miles Hatfield）：一個(gè)美國(guó)宇航局火箭小組正在尋找我們上層大氣中巨大的颶風(fēng)狀漩渦。這些漩渦可能是宇航緣上影響全球的高層大氣天氣模式的關(guān)鍵。渦旋實(shí)驗(yàn)，局發(fā)箭搜巨或稱渦旋任務(wù)，射火正準(zhǔn)備于2023年3月17日在挪威安島航天中心發(fā)射。尋太漩渦
如果你曾經(jīng)站在山頂或高樓之上，空邊你可能會(huì)注意到那里的氣中風(fēng)有多大。建筑師的風(fēng)狀計(jì)劃和飛行員的路線都考慮到了高空風(fēng)，但它們對(duì)我們星球的美國(guó)影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了典型的人類領(lǐng)域。這些風(fēng)是宇航緣上浮力波的來源:巨大的能量脈沖驅(qū)動(dòng)著地球與太空界面的變化。
浮力波是局發(fā)箭搜巨地球上常見的現(xiàn)象。南卡羅來納州克萊姆森大學(xué)物理學(xué)教授兼渦度實(shí)驗(yàn)(或稱渦旋)任務(wù)首席研究員杰拉爾德·萊馬赫說:“它們可能來自接近風(fēng)暴前沿，射火或風(fēng)襲擊山脈并被向上吹去。尋太漩渦”當(dāng)陣風(fēng)或擾動(dòng)突然將密度較大的空邊空氣向上推到低壓區(qū)域時(shí)，浮力波就會(huì)形成，氣中當(dāng)大氣試圖恢復(fù)平衡時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生振蕩。這些振蕩導(dǎo)致波遠(yuǎn)離擾動(dòng)傳播，類似于池塘中的波紋。

從太空俯瞰地球，俯瞰海洋上空的云層。在圖像的右邊，加利福尼亞的西海岸清晰可見。白云在海洋上形成波紋，表示浮力波。浮力波經(jīng)常在云層中留下“漣漪”，就像美國(guó)宇航局的Terra衛(wèi)星在2020年10月4日拍攝的這張照片中在太平洋上空看到的那樣。Credits: NASA Earth Observatory/Joshua Stevens
盡管浮力波很常見，但人們對(duì)它們?cè)诖髿飧邔拥挠绊懭匀恢跎佟?br>“從最廣泛的意義上來說，這個(gè)實(shí)驗(yàn)是關(guān)于了解太空邊緣浮力波的命運(yùn)，”Lehmacher說。
漩渦正在尋找一種特殊的命運(yùn):漩渦。隨著浮力波向上移動(dòng)并穿過我們大氣層的穩(wěn)定層，計(jì)算機(jī)模型顯示它們可以形成巨大的空氣漩渦。
“它們可能變成漩渦——這可能在大氣中的任何地方發(fā)生，但我們只是沒有測(cè)量數(shù)據(jù)，”Lehmacher說。
雖然這些漩渦從一邊延伸到另一邊有幾十英里，但它們太大了，無法用傳統(tǒng)方法測(cè)量。Lehmacher設(shè)計(jì)了VortEx來克服這個(gè)限制，在相距很遠(yuǎn)的地方測(cè)量風(fēng)。
這次任務(wù)將使用四枚火箭，一次發(fā)射兩枚。每對(duì)由一個(gè)高飛行器和一個(gè)低飛行器組成，間隔幾分鐘發(fā)射。高飛行器將在大約224英里(360公里)的高度達(dá)到頂峰，將測(cè)量風(fēng)力。低飛行器，達(dá)到大約87英里(140公里)的高度，將測(cè)量空氣密度，這將影響漩渦的形成。兩枚火箭將在落回挪威海之前進(jìn)行幾分鐘的測(cè)量。

其中一個(gè)火箭有效載荷被運(yùn)送到挪威安第內(nèi)斯的發(fā)射軌道。鳴謝:美國(guó)宇航局
為了測(cè)量風(fēng)，高空飛行的火箭將釋放像煙花表演中使用的冷云，從地面跟蹤它們的運(yùn)動(dòng)。大多數(shù)這類實(shí)驗(yàn)都是從火箭的有效載荷中釋放云層。但是為了展開云層以揭示更大規(guī)模的模式，VortEx將一次噴射四個(gè)子載荷，每個(gè)子載荷在釋放自己的云之前到達(dá)距離火箭大約25英里(40公里)的距離。這將在飛行過程中的四個(gè)不同時(shí)刻發(fā)生，總共有16朵不同高度和距離的云，這將有助于顯示大規(guī)模的模式。觀察這些云的移動(dòng)，渦旋小組將尋找任何渦旋的跡象。然后，該團(tuán)隊(duì)將重復(fù)該實(shí)驗(yàn)，在不同的天氣條件下發(fā)射第二對(duì)火箭，要么在當(dāng)晚晚些時(shí)候，要么在幾天后(取決于條件何時(shí)有利)。
渦流小組也將從下面觀察浮力波。由挪威安德尼斯的安多亞航天中心運(yùn)營(yíng)的Alomar天文臺(tái)擁有必要的地基雷達(dá)和成像系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)探測(cè)浮力波。這個(gè)地方還有斯堪的納維亞山脈，從北到南貫穿整個(gè)挪威。它們是浮力波的常規(guī)來源，因?yàn)轱L(fēng)沖向山脈，直沖云霄。
如果VortEx發(fā)現(xiàn)了漩渦，這將是理解高層大氣天氣的關(guān)鍵一步，高層大氣天氣會(huì)影響GPS導(dǎo)航和通信信號(hào)。目前高層大氣天氣的計(jì)算機(jī)模型仍然難以解釋浮力波的影響。Lehmacher說，漩渦可能是關(guān)鍵，因?yàn)樗鼈儽雀×Σū旧砀菀最A(yù)測(cè)。
“旋渦結(jié)構(gòu)遵循一定的普遍規(guī)則，我們可以將它們放入模型中，使它們?cè)谶@些尺度下工作，”Lehmacher說。"你不用追蹤單個(gè)的浮力波，而是用一系列的漩渦來描述它們。"