人们有时会在天空中发现诡异的云团，被称作穿洞云，形状犹如科幻大片《独立日》中外星飞船入侵地球时的场景，这种现象数十年来令科学家们困惑不已。2010年美国科学家的一项研究终于揭开了这个谜团：飞机可以在云团中形成穿洞云，还令其产生降雨。

简单介绍(现象介绍 产生原因 形成条件)

研究与事例(相关研究 相关事例)

简单介绍

现象介绍

穿洞云，就是云层中的大洞，云中有一个直径约数百公尺的云洞。这种被称为“穿洞云”(hole-punch cloud)的奇异云团数十年得不到解释，自20世纪40年代以来，这些天空中神秘的裂口让业余天文爱好者和科学家们都无比好奇。

2009年10月，媒体曾以“神秘UFO笼罩于莫斯科上空”为标题来讲述出现在俄罗斯首都上空的神秘云团。

据2010年6月18日《每日邮报》报道，令气象学家困扰已久的“穿洞云”奇观现在有了合理的解释，当螺旋桨飞机或喷气式飞机从合适的大气状况下穿过，它们会令液态水珠凝结，立即如雪花般纷纷落下，形成一个圆形裂口。之前的研究表明穿洞云和飞机之间存在联系，虽然这种联系的机制是个谜。

产生原因

美国科学家经研究发现，原来这些穿洞云上的圆洞是飞机穿过高空云层时形成的，在此过程中还会产生降雪。

美国气象研究中心的科学家用观测飞机拍摄的视频显示，一组高积云上的圆洞下方产生了2英寸的降雪。研究人员通过查阅附近机场的航班记录得出结论，这个穿洞云奇景是一小时前起飞的两架商务飞机造成的。

研究表明，某些特定高度的高空云层中包含了冰晶体和低于摄氏0度却仍处于液态的过冷水滴。飞机穿过这样的云层时会使过冷水滴迅速冷却下落变成雪花，在云层中形成一个圆洞。科研人员目前已经把多次降雪和附近飞过的航班联系起来。研究结果刊登在美国气象学会的最新公告上。

形成条件

穿洞云是迷你暴风雪，可以形成于低于冰点的薄薄云层。据美国国家大气研究中心冰微观物理学家安德鲁·海姆斯菲尔德(AndrewHeymsfield)介绍，“在这种温度下，水分子基本上活力不足，形成了一簇簇冰，这自然会产生冰晶。”2010年6月，海姆斯菲尔德与同事在《美国气象学会期刊》上介绍了穿洞云形成原理。他们写道，当飞机升高进入这种云层，推进器或机翼周围空气产生的向后作用力会引起空气膨胀。

这种膨胀可以冷却穿洞云的圆形部分，直至许多水滴结冰形成冰晶。在接下来的45分钟左右，冰晶增多并向外扩散，常常形成一种紧凑、大概持续半小时之久的暴风雪，而云层中间则有一个圆形裂口。根据美国国家气象局的资料，只要云层温度够低就可以了。

出现

研究与事例

相关研究

2007年，美国国家大气研究中心的安德鲁-西姆斯菲尔德(Andrew Heymsfield)和同事乘一架飞机从丹佛国际机场以西由穿洞云形成的降雪中穿过。这架飞机满载各种各样用以研究冰在云团中如何形成的仪器。地面雷达随后捕捉到一种奇特的回声信号，表明这是形状奇特的雪花。

西姆斯菲尔德说：“我们不清楚这是什么，但我们正在经过从地面观测到的这种降水特征。”飞行过程中拍摄的录像显示一片高积云中有一个空洞，两英寸(约合5厘米)厚的降雪恰好位于空洞下面。西姆斯菲尔德和同事接着查看了附近机场的飞行记录，将空洞和雪花与大约一小时前起飞的两架商业涡轮螺旋桨飞机联系起来。

西姆斯菲尔德解释说，两架飞机螺旋桨周围的超低温水珠的运动令其快速冷却、凝结，并作为雪花落向地面。通常情况下，雪花或雨滴在形成时需要一点儿灰尘或其他不完美的状况。但是，如果温度快速冷却至零下35华氏度左右，超低温水珠可以迅速凝结。

为证实这种想法，研究人员将落于穿洞云任一侧的雪花与直接落于下面的冰晶进行了比较，发现从穿洞云落下的雪花比那些形成于周围云团中的雪花更像盘子、结构更简单。西姆斯菲尔德说，结构更为复杂的雪花在落下时堆积成液态水珠。不过，在穿洞云的中心位置，所有液体不是蒸发就是凝结。他说：“这种现象会消除水珠，所以，这些晶体在落下时不会搜集任何水珠。” 美国加州大学圣克鲁斯分校气象专家帕特里克-庄(Patrick Chuang)说：“一开始给我的印象是这是合情合理的。”帕特里克未参与这项研究。随后，研究人员将穿洞云的卫星照片与航班时刻表结合起来，去表明喷气式飞机也可以生成穿洞云和降雪，而不仅仅只有螺旋桨飞机。西姆斯菲尔德说：“超低温水滴在经过喷气式飞机的机翼后迅速凝结。我们确切了解到这种飞机产生了穿洞云。研究人员以前曾把大量降雪与螺旋桨飞机联系起来，但一直没有将这种现象与喷气式飞机联系起来。”

他补充说：“天空中喷气式飞机的飞行次数远远超过螺旋桨飞机，所以，产生这种现象的机会就多了起来。”不过，并非所有从云团中经过的航班都会产生降雪。大约7.8%的地面覆盖着高度适合超低温水珠形成的云团。由于喷气机一般不会在这一高度下飞行，它们可能只有在起降时才会形成穿洞云。西姆斯菲尔德指出，在云团中“穿洞”的飞机产生的多余降水或许并不足以改变全球气候模式，“但是，就某个区域而言，它肯定能提高降雪量。”

相关事例

2011年1月7日，美国南卡罗莱纳州默特尔比奇上空惊现三个几乎相同的飞碟状云层，引发了网友的广泛讨论。他们纷纷将这一神秘现象鸟类群死及军方秘密实验等事件联系起来。一位科学家认为，所谓的穿洞云(hole-punchcloud)与军方有关。

在海姆斯菲尔德看来，这些穿洞云的形成并无特别之处：“我认为，它们由飞机等寻常方式形成的说法实属正常。”他说，泰勒拍摄的这张照片“并无任何让人吃惊的地方”，一方面，根据附近晴朗天空判断，它就是穿洞云——薄薄的，而且上面没有其他云层。另一方面，云层的温度也符合穿洞云模拟结果：华氏14度(约合零下10摄氏度)。

海姆斯菲尔德指出，至于当时云层为何很低——9000英尺(约合2700米)，“这其实无关紧要”，根据美国国家气象局的资料，只要云层温度够低就可以了。他说：“圆洞大小和从圆洞中飘落的雪花的结构表明，所有三个圆洞几乎是同时形成的。我猜测，军用飞机正从一个接一个的云层中飞过。”

据默特尔比奇附近肖空军基地公共关系负责人罗伯特·塞克斯顿(RobertSexton)介绍，事实上，飞机在默特尔比奇上空的训练机动“非常常见”。此外，塞克斯顿证实，肖空军基地和南卡罗莱纳州空中国民警卫队第169战斗机联队的喷气式战斗机1月7日上午9点至下午2点之间曾在南卡罗莱纳州海岸附近进行训练。

据他介绍，“除了我们，海军陆战队从当天下午3点至4点也使用了那片空域，多架F-18战斗机从位于南卡罗莱纳州波弗特的海军陆战队航空站起飞。”在听说新的证据后，泰勒表示这次他相信了飞机活动形成穿洞云的解释。