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碘-131 是怎樣飛到中國的?

(2011-03-31 18:55:07) 下一個

自3月26日在中國黑龍江省大氣中發現碘-131後,相繼在中國20個省區內也相繼發現碘-131。據報道,這些碘-131在空氣中的含量均在每立方米千分之一到萬分之一貝克的量級上,和安全標準的每立方米25貝克相差甚遠,因此對人體產生危害的可能性很小。

這些碘-131是如何飛到中國的呢?原來在我們頭頂上大約10公裏的地方,也就是大氣層中所謂對流層的頂端,有一條風帶,氣象學上稱為疾風帶(JET STREAM),這個疾風帶和我們以前所說的盛行西風帶一樣,圍著地球從西向東刮。所不同的是,盛行西風是沿著地球表麵刮的,而疾風帶是在高空中,由於沒有地麵或水麵摩擦的阻力,因此其風速要比盛行西風快得多(時速在百公裏量級上)。很可能就是這個疾風帶把碘-131從日本沿著地球轉了一圈而帶到中國的。

以下的這張圖是美國加州氣象局繪製的疾風帶風場圖,這是一張從北極向下看的俯視圖,包括從北緯15度到北極之間北半球的區域,圖中顏色較深的區域就是是疾風帶的風區。為方便起見,筆者在這個風場圖上加了一些標識。圖中的紅點標識日本福島核電站。黃綠色框框中是中國大致的地點與方位,紅色箭頭代表風向,兩圖中第一個箭頭所指的地方正好是美國。左邊的一張是3月18日的風場圖,右邊的一張是3月31日的風場圖。(小建議:如果你身邊有個地球儀,對照著地球儀來看這幾張圖能更直觀一些)

如果我們大致回憶一下,在日本核電站發生核泄漏後,首先在空氣中測到碘-131的是美國加州,然後是美國東岸,然後是歐洲,然後是中國。因此,在世界(北半球)各地的大氣中所觀測到的碘-131基本是沿著疾風帶的走向而出現的。另外,如果按距離與疾風速度估算一下,從日本在緯度40度左右繞地球一圈的話,大約需要2周左右,和從核泄漏(3月中旬)到中國出現碘-131的時間也大致吻合。

其實,在大約一年以前(2010年4月),在位於北大西洋中的冰島上發生過一次火山爆發,其噴出來的火山粉塵(volcanic ash)曾一度籠罩著歐洲的上空。因為火山灰對飛機發動機以及飛機上的儀器有致命的影響,因此大部分歐洲國家在此期間都實行了空禁。據分析,這些火山灰也是隨著疾風帶而吹到歐洲的。但是由於火山灰比重較大,所以在沒有飛遍全世界之前就降落下來了(肯定也有很多隨雨水降了下來。最後的一張圖表明了火山灰隨風而飛所覆蓋的地區,基本上也是由西向東的走向(紅點代表冰島)。(提示:這張圖和前麵兩個風場圖的經度方位不太一樣。這張圖是為了表示歐洲大陸上空的情景,所以歐洲正對著讀者的視線。如果把這張圖看作是一個時鍾的話,中國在三點鍾時時針所指的地方,上空沒有火山灰的籠罩)。

值得注意的是,疾風帶的緯高與寬度是隨著季節而變化的。在夏季的時候會向北移動並且變得很窄,這時候疾風帶很可能不會像現在這樣把揮發到高空中的核泄漏物吹向北太平洋,而是受其他氣流的影響而大大影響日本西麵的中國與南北韓。因此,日本何時能控住核泄漏很關鍵。


在結束本文前,說一點題外話。疾風帶的高度正好和飛機飛行高度差不多。航空公司一般都希望盡量利用其中的風能來節省燃油。所以很多國際航班往返的航線往往都不太一樣。比如說從歐洲飛往中國,是從西向東飛,所以一般航線都盡量設在疾風帶裏麵,這樣風可以“推著”飛機跑,而從中國飛回歐洲的時候,一般是盡量避開疾風帶而走地球大圓(走捷徑)。由於疾風的作用,一般從歐洲飛中國的時候比回程可節省一個小時的時間,能為航空公司節省很多汽油。同樣道理,從中國往美國飛,一般也盡量走疾風帶,而從美國往中國飛,走大圓。



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評論
LingYuan 回複 悄悄話 回複熱愛陽光的評論:
謝謝鼓勵,我也快要飄了。。。就是把自己的一些想法寫出來,還有一些可能沒說清楚呢。
熱愛陽光 回複 悄悄話 真有學問!看來全球都要有碘飄來飄去了.
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