科普：风的喷泉和回旋的雄鹰

飞机是二十世纪最巨大的发明之一，是人类汗青上的一个紧张里程碑。古迹产生在1903年12月17日早晨，威尔伯在30千米每小时的风速下驾驶着莱特兄弟制造的一个带着庞大双翼的怪家伙，用59秒飞了260米。然而，天空中真正的仆人是鸟类，尤其是雄鹰等大型鸟类，它们只要睁开党羽，就能在空中久久回旋，这背后的道理是巨大的气体定律。

鸟类飞行固然可以寄托鞭挞党羽来完成，不外这要斲丧它们体内的能量，倒霉于永劫间和远间隔的飞行。尤其是大型鸟类，要想靠鞭挞党羽来实现永劫间的滞空斲丧就更大，以是许多鸟类都进化出来一种本领，它们可以使用大天然提供的上升气流来帮助完成这个使命。

这些上升的气流普通是很细的柱状体，就像一道道从地下冲出的喷泉，实在相对付飞行中的鸟来说，这些柱状体并不细，鸟类只要找到这些上升气柱就可以做到只必要伸开党羽就能在内里回旋，而不必要拍打党羽，从而节约体力，只是一向待在内里必要许多的本领。

有许多特别的地形可认为鸟类提供如许的条件。好比在一大片的草原中有一块裸露的沙地。当阳光穿过大气和气地照耀在大地上的时间，沙石的升温要比四周的草地高许多。在酷热的夏日，沙石的温度乃至可以高达60到70度。而四周的草地，通过叶片中不停蒸腾出水蒸气，连结着一个相比拟较低的温度。

酷热的沙石不停向着地表开释出红外线（电磁波），氛围的二氧化碳分子的长度与红外线的波长差未几，这些红外线的能量就会被二氧化碳分子汲取酿成二氧化碳分子的动能。这些快速移动的二氧化碳分子不停去碰撞四周氛围中的分子，于是阳光中的能量就如许被通报到沙石地面上方的氛围中，形成一个热的氛围团。

草地上的阳光被植物用于光互助用之外，多余的被蒸腾作用通过气孔由水分子带走。只管水分子的活动速率也很快，但是它们的质量较轻，在与氛围分子的碰撞历程中通报本身的动能，以是草地外貌的氛围温度连结在相对较低的状态，分子活动速率比力慢。

这些草地外貌温度较低（活动速率较慢）的氛围就像一个桶形的容器，包裹着块沙石外貌热氛围。沙石外貌的热氛围在周围压力的作用下只能向上开释内部的压力，于是一个向上活动的气柱就如许形成了。

上升气流形成之后，沙石外貌的气压会低落，四周草地上相对温度较低的氛围就会涌入到沙石地表，然后重复着前面的历程，如许就能维持着一个上升气流不中断的形成。

也有其他的地形可以形成上升的气流，好比山脊的迎风面。地面上横向移动的风，碰到山峰的拦截，就会沿着山坡向上活动，高处的氛围鄙人方氛围的推行动用下形成向上的气流。如许的气流就像一堵上升的墙，假如我们有方法把氛围分子染上肉眼能看到的颜色，那么这种上升的气流看上去就像是倒挂的瀑布。鸟类也可以使用这种上升气流在空中滑行。

科学家一向在向鸟类进修飞行的要领，我们从飞机形状、飞控体系中都能看到仿照的陈迹。无动力滑翔机便是仿照鸟类使用上升气流实如今空中永劫间滞留的范例。

上升气流便是向上喷涌的氛围，只能感觉到，却看不见，不外我们可以睁开想象力，它们就像向上喷涌的喷泉大概是倒挂的瀑布，这便是本文想给家人们报告的内容。

文/郭哥聊科学，图片来自网络，侵删。