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气象卫星监测下的卡门涡街现象

来源:国家卫星气象中心   发布时间:2019年01月22日11:13
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  “冯卡门漩涡”(Von Karman vortices),通常称为卡门涡街,是流体力学中重要的现象,在自然界中常可遇到,在一定条件下的定常来流绕过某些物体时,物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡,由于非线性作用,形成“冯卡门漩涡”。如水流过桥墩,风吹过高塔、烟囱、电线等都会形成。“冯卡门漩涡”有一些很重要的应用,在建筑、桥梁、飞机制造设计以及船舶领域均有重要应用。

  该现象是流体力学中重要的现象,为纪念流体动力学家西奥多·冯·卡门而得名。在流体中安置阻流体,在特定条件下会出现不稳定的边界层分离,阻流体下游的两侧会产生两道非对称排列的旋涡,这两排旋涡相互交错排列,各个旋涡和对面两个旋涡的中间点对齐,就像街道两边的街灯一样。

  “冯卡门漩涡”是一排交替旋转方向的气流漩涡,它形成于当风流或海洋气流被扰乱时,尤其是受阻于岛屿或多个岛屿。下图是2019年1月21日,韩国济州岛以南海域和日本九州岛南部海域的冷流云中形成了卡门涡街。风云四号气象卫星监测到整个过程。

 

  FY-4A静止气象卫星监测卡门涡街(2019年1月21日9:00-14:30北京时)。

  在韩国济州岛,过去就已经频发过这个美丽的艺术云绘了。这些云看上去就像被打了孔一样,实际上它们是很自然的被风巧妙地吹出漩涡的形状。

  FY-4A静止气象卫星监测卡门涡街(2017年10月30日10:00北京时)。

  在世界各地的海面上也经常上演着绝妙的浮云图绘,比如盘旋在墨西哥西海岸瓜达卢普岛上空的卡门漩涡云。在下图的风云三号D星监测影像中,这些漩涡的出现是因为瓜达卢普岛的山峰扰乱了风吹的云层。

  FY-3D极轨气象卫星监测图像(2018年6月9日)。

  在非洲西北部的佛得角群岛,风云三号D星也捕捉到了同样的大自然的鬼斧神工。

  FY-3D极轨气象卫星监测图像(2018年10月13日)。

(图片来源:国家卫星气象中心 作者:贾煦 杨冰韵 责任编辑:王若嘉)

  

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