核彈爆炸為什麼有蘑菇雲
核彈爆炸產生非常熱的氣體氣泡時,就會形成蘑菇雲。在核爆炸的情況下,炸彈發射X射線爆炸,電離並加熱周圍的空氣;那個熱的氣體氣泡被稱為火球。熱空氣是浮力的,所以它迅速上升和膨脹。上升的雲產生強大的上升氣流,吸收灰塵,形成蘑菇雲的莖。
火球的中心部分最熱,當它與外部部分相互作用時會產生滾動運動。熱不穩定性,稱為開爾文 - 亥姆霍茲不穩定性,發生在火球和鄰近冷空氣之間的界面處。如果你看一部核爆炸的電影,你可以看到夾帶的物質因此向外旋轉。
所有的原子彈都會產生一個凸起和一個莖,但真正巨大的,扁平的雲那些只能被描述為蘑菇的雲來自熱核武器(氫彈)引起的非常高當量的爆炸。氫彈的火球升得太高,以至於擊中了對流層和對流層之間的邊界對流層頂。對流層頂處有很強的温度梯度,這可以防止兩層大氣混合太多。火球的熱氣泡最初膨脹並上升。當氣泡從海平面上升到對流層頂時,它不再熱到足以突破邊界。(換句話説,氣泡遇到的能量比實際更多的物質,因此它不再浮力。此時,火球變平;它不能再向上擴張,所以它向側面擴張成一個誇張的蘑菇帽。同樣的事情發生在大夏雷雲上,當它們上升到對流層頂時,產生一個特徵性的扁平鐵砧形狀。
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