一只蝴蝶扇动翅膀,真能引发12级台风?

说起台风 , 我们经常会听到这样一句话:“巴西亚马逊雨林中一只蝴蝶扇动翅膀 , 有可能在万里之外的某某地方引发飓风” , 以此表示一个很小的事件可能因为连锁反应而导致非常严重的后果 。 由于类似的言论来自于国外著名的数学家和气象学家爱德华·洛伦茨(EdwardLorenz) , 许多人以为台风都是由一个非常小的偶然事件引起的 , 这种现象被称为“蝴蝶效应” 。 蝴蝶真有这么大能耐?当然不是 。
一只蝴蝶扇动翅膀,真能引发12级台风?
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(蝴蝶引起台风?)
蝴蝶扇动翅膀的能量有多大?
蝴蝶是一种鳞翅目小昆虫 , 它们大多体型小巧且轻盈 , 重不足1克 。 与身体相比 , 蝴蝶的翅膀非常宽大 , 但大部分张开翅膀宽度也不超过10厘米 , 蝴蝶利用身材鳍强大的肌肉拉动翅膀飞行 。
与鸟类、蝙蝠或其它大型昆虫不同 , 蝴蝶娇小的身体无法储存太多能量来拍打翅膀 , 它需要用最节省体力的方式飞行 。
蝴蝶收缩身体 , 用翅膀的前缘向下切开空气 , 然后旋转翅膀向上方切 , 就像我们划船摇橹那样 , 蝴蝶的翅膀以“8”字形轨迹倾斜地扇动空气 , 利用空气在翅膀鳞片上产生的阻力推动自己前进 。
一只蝴蝶扇动翅膀,真能引发12级台风?
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(蝴蝶扇动翅膀)
蝴蝶飞行是如此轻盈 , 以至于它扇动翅膀很少有额外的能量浪费 。 同时由于空气本身存在黏度 , 蝴蝶翅膀对空气的压缩和扰动只能影响附近几厘米距离 , 不能形成明显的“涟漪效应” , 更不会引发更远处空气产生类似多米诺骨牌的连锁反应 。
一只蝴蝶扇动翅膀,真能引发12级台风?
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(蝴蝶飞舞并不能影响旁边的花朵)
既然与蝴蝶扇动翅膀无关 , 台风到底是如何形成的呢?
在气象学上 , 台风(国外称飓风)指热带气旋 。 它几乎完全形成于热带海域温暖的水面之上 , 并且要满足下面几个环境条件:
1、足够多的温暖海水 , 水深大于46米 , 水温高于27摄氏度;
2、海面热空气上升到高空时要能够很快地冷却下来;
3、在大约4900米高度的对流层附近要有充足的水汽补充;
4、与赤道的距离大于480公里;
5、形成垂直风切变的条件要充分 。
一只蝴蝶扇动翅膀,真能引发12级台风?
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(台风在海洋产生和移动轨迹)
从1985年~2005年间所有热带气旋轨迹图像 , 我们可以很容易地看出台风基本上形成于北太平洋东西两侧、国外洋和北大西洋温暖海面上 。 南美洲东西两侧几乎没有台风生成 。 赤道上方的台风很少 , 并非这里的海水不够热 , 而是因为气旋的形成需要地球自转为它提供初始的角动量 , 也就是我们常说的科里奥利力 , 角动量不足 , 上升气流无法形成气旋 。
温暖海水加热上方的空气 , 热空气上升 , 从而在海面形成一个低气压区(L) 。 四周的空气向这个低气压区流动 , 并且在科里奥利力的作用下发生旋转;空气越往中心旋转速度越快 , 同时被加热向上抬升 , 气旋在热空气推动下越来越强 , 反过来使中心气压越来越低 。
一只蝴蝶扇动翅膀,真能引发12级台风?
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(气旋形成过程)
温暖湿润的热空气升到高空迅速冷却形成风暴云 , 在北半球 , 整个气旋和风暴云都以逆时针方向旋转 , 而在南半球的旋转方向则是顺时针 。
形成台风需要十分强大的能量 , 海面要提供足够多的热能、高空要足够冷以形成巨大温差、中间有源源不断的水汽补充 , 还需要地球自转科里奥利力的推动 。 一旦中间某个环节提供的能量不足 , 台风就会迅速削弱甚至消失无踪 。