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一時的な凝結雲（ウィルソン雲とも呼ばれる）は、湿った空気中の大爆発の周囲で観測されます。
核兵器や高性能爆薬が十分に湿った空気中で爆発すると、衝撃波の「負の位相」によって爆発周辺の空気が希薄化されるが、爆発内部の空気は希薄化されない。希薄化した空気は一時的に冷却され、希薄化した空気内の水蒸気の一部が凝縮する。圧力と温度が通常に戻ると、ウィルソン雲は消散する。[1]
機構
熱は影響を受けた空気塊から逃げないので、デトネーション後の圧力変化は断熱的であり、それに伴い温度変化も起こる。湿った空気では、衝撃波の最も希薄な部分での温度低下により、空気温度が露点以下になる可能性があり、露点を超えると水分が凝結して微細な水滴の目に見える雲が形成される。衝撃波の圧力効果は衝撃波の膨張によって減少するため（同じ圧力効果がより広い半径に広がる）、蒸気効果の半径も限られる。このような蒸気は、湿った状態で航空機が 高重力亜音速飛行をしているときに、低圧領域で見られることもある。
発生
核兵器実験
1946年にビキニ環礁で行われたクロスロード作戦の核実験を観察していた科学者たちは、その一時的な雲を「ウィルソン雲」と名付けた。これは、ウィルソン霧箱で同じ圧力効果を利用して、電荷を帯びた亜原子粒子の軌跡を凝縮させるためである。後の核爆弾実験の分析者は、より一般的な用語として「凝縮雲」を使用した。
衝撃波の形状（異なる高度での異なる速度の影響を受ける）と、異なる大気層の温度と湿度が、ウィルソン雲の外観を決定します。核実験中は、火球の周囲または上方に凝結リングがよく観察されます。火球の周囲のリングは安定し、キノコ雲の上昇する茎の周囲にリングを形成することがあります。核爆発中のウィルソン雲の寿命は、火球からの熱放射によって短くなる可能性があり、火球は上空の雲を露点まで加熱し、液滴を蒸発させます。
非核爆発
大量の通常爆発物や火山噴火などによって引き起こされるような十分に大きな爆発は、凝縮雲を生み出す可能性があります。 [2] [3]セーラーハット作戦[4]や、非常に大きなウィルソン雲が爆発から外側に広がった2020年のベイルート爆発で見られるように。 [2]
航空機とロケット
同じ種類の凝結雲は、湿った大気中の航空機の翼の上にも見られることがあります。翼の上部では、揚力を生成するプロセスの一環として気圧が低下します。この気圧の低下により、冷却と水蒸気の凝結が起こります。そのため、小さな一時的な雲が発生します。遷音速航空機や上昇中のロケットの蒸気円錐も、凝結雲の別の例です。
参照
参考文献
- ^ グラストン、サミュエル、フィリップ・J・ドラン。核兵器の影響、米国国防総省/エネルギー省、第3版（1977年）、631ページ
- ^ ab Howes, Laura (2020年8月5日). 「ベイルート爆発の背後にある化学」. Chemical and Engineering News . 2020年8月7日閲覧。
- ^ 横尾明彦、石原和弘（2007年3月23日）。「桜島噴火動画に観測された圧力波の解析」地球惑星宇宙誌。59 （3）：177-181。Bibcode ：2007EP& S ...59..177Y。doi ：10.1186/ BF03352691。
- ^ 「KN-11352 作戦「セーラーハット」、1965年」。海軍歴史遺産司令部。 2020年8月7日閲覧。