응축구름

Condensation cloud
21킬로톤급 수중 핵무기 실험, 작전 크로스로스의 베이커샷, 윌슨 구름이 보인다.
캐슬 유니온 6.9 mt 수소폭탄 실험에서 응축 링이 여러 개 달린 버섯 구름

윌슨 구름이라고도 불리는 일시적인 응축 구름은 습한 공기에서 큰 폭발을 둘러싸고 관측할 수 있다.

충분히 습한 공기 속에서 핵무기나 다량의 재래식 폭발물이 터졌을 때 충격파의 '음상'은 폭발을 둘러싼 공기의 희소작용을 일으키지만 그 안에는 포함되지 않는다.이 희석 작용은 그 공기의 일시적 냉각을 초래하고, 그 공기에 함유된 수증기의 일부의 응결을 유발한다.압력과 온도가 정상으로 돌아오면 윌슨 구름이 흩어진다.[1]

메커니즘

열은 영향을 받는 공기량을 떠나지 않기 때문에, 이러한 압력의 변화는 관련 온도 변화와 함께 단조롭다.습한 공기에서는, 충격파의 가장 희귀한 부분의 온도 하락이 공기 온도를 이슬점 이하로 끌어내릴 수 있는데, 이때 습기가 응축되어 미세한 물방울의 가시적 구름을 형성한다.파동의 팽창에 의해 파동의 압력 효과가 감소하기 때문에(동일한 압력 효과가 더 큰 반경에 걸쳐 확산됨), 증기 효과 역시 반경이 제한적이다.이러한 증기는 습한 조건에서 항공기의 고-g 아음속 기동 중 저압 지역에서도 볼 수 있다.

발생

핵무기 실험

1946년 비키니 환초에서 오퍼레이션크로스 핵실험을 참관한 과학자들은 윌슨 클라우드 챔버에 동일한 압력 효과가 작용해 응결이 전기 충전 아원자 입자의 궤적을 표시하기 때문에 일시적인 구름은 "윌슨 클라우드"라고 명명했다.이후 핵폭탄 실험의 분석가들은 더 일반적인 용어인 응축구름을 사용했다.

다른 고도에서 다른 속도의 영향을 받는 충격파의 형태와 다른 대기층의 온도와 습도가 윌슨 구름의 외관을 결정한다.핵실험 중에는 화구 주변이나 화구 위쪽에 응축 고리가 흔히 관측된다.불덩이 주위의 고리는 안정되어 버섯 구름의 솟아오르는 줄기 주위에 고리를 형성할 수 있다.

핵공기가 폭발하는 동안 윌슨 구름의 수명은 불덩이에서 나오는 열 방사선으로 단축될 수 있는데, 이 열 방사선은 위의 구름을 이슬점까지 가열하고 물방울을 증발시킨다.

비핵폭발

세일러 해트 작전 중 500톤의 TNT가 폭발해 윌슨 구름이 보였다.

다량의 재래식 폭발물이나 화산 폭발로 인한 폭발과 같이 충분히 큰 폭발은 세일러 모자[4] 작전이나 2020년 베이루트 폭발에서 보듯이 응결 구름을 만들 수 있는데,[2][3] 그 폭발에서 매우 큰 윌슨 구름이 바깥쪽으로 확장되었다.[2]

항공기

습한 대기 속에서 항공기 날개 위로 같은 종류의 응축 구름이 가끔 보인다.날개 상단은 양력을 생성하는 과정의 일부로 공기압이 감소한다.이러한 기압의 감소는 위와 마찬가지로 냉각과 수증기의 응결을 일으킨다.따라서 나타나는 작고 일시적인 구름.

트랜소닉 항공기의 증기 콘은 응축 구름의 또 다른 예다.

참고 항목

참조

  1. ^ 글라스스톤, 사무엘, 필립 J. 돌란.핵무기의 효과, 미국 대통령디펜스/디프트의.에너지; 제3판(1977), 페이지 631
  2. ^ a b Howes, Laura (5 August 2020). "The chemistry behind the Beirut explosion". Chemical and Engineering News. Retrieved 7 August 2020.
  3. ^ Yokoo, Akihiko; Ishihara, Kazuhiro (23 March 2007). "Analysis of pressure waves observed in Sakurajima eruption movies". Earth, Planets and Space. 59 (3): 177–181. doi:10.1186/BF03352691. Retrieved 7 August 2020.
  4. ^ "KN-11352 Operation "Sailor Hat", 1965". Naval History and Heritage Command. Retrieved 7 August 2020.