Kondensationswolke - Condensation cloud
Eine vorübergehende Kondensationswolke , auch Wilson-Wolke genannt , ist bei großen Explosionen in feuchter Luft zu beobachten.
Wenn eine Atomwaffe oder eine große Menge eines konventionellen Sprengstoffs in ausreichend feuchter Luft gezündet wird , bewirkt die "negative Phase" der Stoßwelle eine Verdünnung der die Explosion umgebenden, aber nicht darin enthaltenen Luft. Diese Verdünnung führt zu einer vorübergehenden Abkühlung dieser Luft, wodurch ein Teil des darin enthaltenen Wasserdampfs kondensiert . Wenn sich Druck und Temperatur normalisieren, löst sich die Wilson-Wolke auf.
Mechanismus
Da die Wärme die betroffene Luftmasse nicht verlässt, ist diese Druckänderung adiabatisch mit einer damit verbundenen Temperaturänderung. In feuchter Luft kann der Temperaturabfall im am stärksten verdünnten Teil der Stoßwelle die Lufttemperatur unter ihren Taupunkt bringen , an dem Feuchtigkeit kondensiert, um eine sichtbare Wolke aus mikroskopisch kleinen Wassertröpfchen zu bilden. Da die Druckwirkung der Welle durch ihre Ausdehnung verringert wird (die gleiche Druckwirkung wird über einen größeren Radius verteilt), hat auch die Dampfwirkung einen begrenzten Radius. Solche Dämpfe können auch in Niederdruckgebieten bei Unterschallmanövern von Flugzeugen mit hohem g unter feuchten Bedingungen beobachtet werden.
Auftreten
Atomwaffentests
Wissenschaftler, die 1946 die Atomtests der Operation Crossroads auf dem Bikini-Atoll beobachteten, nannten diese vorübergehende Wolke eine "Wilson-Wolke", weil der gleiche Druckeffekt in einer Wilson-Nebelkammer verwendet wird , um Kondensation die Spuren elektrisch geladener subatomarer Teilchen markieren zu lassen . Analytiker späterer Atombombentests verwendeten den allgemeineren Begriff Kondensationswolke .
Die Form der Stoßwelle, beeinflusst durch unterschiedliche Geschwindigkeiten in verschiedenen Höhen, sowie die Temperatur und Feuchtigkeit verschiedener atmosphärischer Schichten bestimmt das Erscheinungsbild der Wilson-Wolken. Während Atomtests , Kondensationsringe um oder über der Feuerkugel werden häufig beobachtet. Ringe um den Feuerball können stabil werden und Ringe um den aufsteigenden Stamm der Pilzwolke bilden .
Die Lebensdauer der Wilson-Wolke bei nuklearen Luftstößen kann durch die Wärmestrahlung des Feuerballs verkürzt werden , der die Wolke darüber bis zum Taupunkt erhitzt und die Tröpfchen verdampft.
Nichtnukleare Explosionen
Jede ausreichend große Explosion, die beispielsweise durch eine große Menge konventioneller Sprengstoffe oder einen Vulkanausbruch verursacht wird, kann eine Kondensationswolke erzeugen, wie in der Operation Sailor Hat oder bei der Explosion im Hafen von Beirut 2020 zu sehen ist , bei der sich eine sehr große Wilson-Wolke nach außen ausdehnte die Explosion.
Flugzeug
Die gleiche Art von Kondensationswolke ist manchmal über den Tragflächen von Flugzeugen in einer feuchten Atmosphäre zu sehen. Die Oberseite eines Flügels hat eine Reduzierung des Luftdrucks als Teil des Prozesses der Auftriebserzeugung. Diese Verringerung des Luftdrucks bewirkt wie oben eine Abkühlung und die Kondensation von Wasserdampf. Daher die kleinen, vorübergehenden Wolken, die erscheinen.
Der Dampfkegel eines Transonic Flugzeug ist ein weiteres Beispiel einer Kondensations Wolke.
Siehe auch
Verweise
- ^ Glasstone, Samuel und Philip J. Dolan. Die Auswirkungen von Atomwaffen , US-Verteidigungsministerium/Energieministerium; 3. Auflage (1977), p. 631
- ^ a b Howes, Laura (5. August 2020). „Die Chemie hinter der Explosion von Beirut“ . Nachrichten aus Chemie und Technik . Abgerufen am 7. August 2020 .
- ^ Yokoo, Akihiko; Ishihara, Kazuhiro (23. März 2007). „Analyse von Druckwellen, die in Sakurajima-Eruptionsfilmen beobachtet wurden“ . Erde, Planeten und Weltraum . 59 (3): 177–181. doi : 10.1186/BF03352691 . Abgerufen am 7. August 2020 .
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