回轉(zhuǎn)水槽實(shí)驗(yàn)裝置模式圖

下面這個(gè)關(guān)于氣象學(xué)的有趣實(shí)驗(yàn)，將會(huì)在直徑為幾十厘米的水槽里，模擬直徑1.2萬(wàn)km的地球上發(fā)生的現(xiàn)象。這個(gè)實(shí)驗(yàn)叫做回旋水槽實(shí)驗(yàn)。在半個(gè)世紀(jì)以前，科學(xué)家們就嘗試在水槽中模擬并再現(xiàn)噴射氣流，直到現(xiàn)在，它都是幫助我們有效理解地球尺度風(fēng)現(xiàn)象的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)之一。

水槽由外而內(nèi)分為外槽、中槽、內(nèi)槽三層。將外槽的隔板視為赤道，向外槽內(nèi)注入溫水；將內(nèi)槽的隔板視為極地，向內(nèi)槽內(nèi)注入冷水；中槽內(nèi)則注入常溫的水。同時(shí)為了便于觀測(cè)水面的運(yùn)動(dòng)，在中槽的水面上撒上一層鋁粉。然后，利用轉(zhuǎn)盤讓整個(gè)裝置以每分鐘4～10圈的※速度緩慢旋轉(zhuǎn)。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)，中槽中的水可以再現(xiàn)受到南北溫差及地球自轉(zhuǎn)影響的地球大氣。

將照相機(jī)與裝置一同旋轉(zhuǎn)并攝影，則可以觀察水面的特殊運(yùn)動(dòng)。通過(guò)觀察鋁粉，可以分辨出快于水槽旋轉(zhuǎn)速度的帶狀水流，這就是地球的噴射氣流。這條噴射氣流形成的帶子，在內(nèi)側(cè)同外側(cè)之間交替蛇行，和現(xiàn)實(shí)中的噴射氣流一樣，發(fā)生了南北方向的蛇行。通過(guò)改變溫度和旋轉(zhuǎn)速度，可以觀察到各種模式的噴射氣流。

通過(guò)上面的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，我們可以知道地球東西方向的氣流，會(huì)受到南北兩側(cè)的溫差及地球自轉(zhuǎn)的影響。之前觀察的對(duì)象僅限于拍攝下來(lái)的圖像，而依靠最先進(jìn)的圖像分析技術(shù)，科學(xué)家們可以將其數(shù)值化，來(lái)作更進(jìn)一步的研究。

※視裝置的大小及條件而定。