气球表面是什么物质(“流浪气球”跨越13000公里误入美国，惹祸的西风带是怎么回事？)
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气球表面是什么物质(“流浪气球”跨越13000公里误入美国，惹祸的西风带是怎么回事？)
2023兔年春节还没过完，《流浪地球2》还在各大影院火热上映呢，一个白色的气球就吸引了全世界的目光。因为这个气球从中国出发，漂洋过海，穿过阿拉斯加和加拿大，一路“流浪”到了美国！
“流浪气球”飞行13000公里飘到美国
据BBC报道，气球最先被加拿大居民发现，美国人知道后派飞机追踪它，一路跟着它进入美国西部蒙大拿州上空。换句话说，当飞球自西向东穿越阿拉斯加和美国“敏感的军事区域”时（蒙大拿州马尔姆斯特罗姆空军基地部署了“民兵 III”洲际弹道导弹），没有人知道它经过那里。而西方新闻媒体大量转发的图片显示，这个飞球下边似乎吊挂着探测设备和太阳能帆板。
西方媒体拍到的气球画面
我外交部2月3日发布信息：此气球是一个用于气象科研的民用性质飞艇，“受西风带影响，且自身控制能力有限，该飞艇严重偏离预定航线”，这件事是由不可抗力造成的误入。
外交部发布消息
什么是西风带？它真这么厉害，能把一个巨大的气球从中国吹到1.3万公里外的美利坚？
美国国家海洋和大气部（NOAA）是美国权威的气象研究机构，它利用多年来的气象记录开发了一个计算机软件模型（HYSPLIT），用来模拟14000米高度风场运动，借此判断“可能的核污染和化学物扩散”情况。如果飞球真是风吹过去的，就可以结合气象卫星数据算出其轨迹，看看它曾经过哪里。
美国气象学家丹·萨特菲尔德（Dan Satterfield）用软件做了计算，并把结果发在了推特上。
丹·萨特菲尔德算出气球轨迹
这能证明“流浪气球”润到美国真与西风带有关系吗？
对天文学感兴趣的朋友们都十分熟悉木星，并且对它表面的横向条纹印象深刻，这是由于木星自转以及大气对流造成的条带和湍流。
木星表面的环流和气旋
由于存在自转科里奥利效应、太阳在不同纬度照射强度、陆地和海洋分布造成的温度差异、大气压力梯度变化等多重因素影响，我们地球的大气也存在与木星类似的大气环流。不同的是，木星大气层中覆盖着氨晶体云和硫氢化铵等物质，它的条纹和湍流显现出绚丽的色彩；地球空气透明，大气环流多数情况下难以察觉，因此需要利用探空气球等工具来探测。
地球不同温度的气团
在地球表面，由于地形地貌差异、陆地与海洋分布、水气蒸发量不同、季节及日照强度的变化等一系列复杂原因，形成一个个不同温度的气团。热空气膨胀、密度更低，会形成上升气流；冷空气收缩、密度更高，形成下降气流。在这些气团交汇的地方因为大气压力差异导致空气流动，空气从高压区向低压区流动，从而形成风。
不同纬度的区域因众多气团间风的流动加上地球自转科里奥利力的作用形成一条条风带，这些风带绕着地球运动构成闭环，就是我们常说的大气环流。
地球大气环流
北纬30°到60°的区间有一条中纬度西风带，它是大气环流的一部分，我们国家冬天经常刮强劲的西北风就是拜西风带所赐。
西风带并非稳定不变，在北半球寒冷的冬季，位于北极的极地环流南压产生对流层北极涡旋，在两个环流圈的相互作用下，北半球对流层上方形成一股扭曲的急流。这股急流从中国西北内陆地区向东、进入太平洋后越过阿留申低气压区向东偏转进入阿拉斯加、再顺北美洲西部插入美国腹地。
北半球极地涡旋与盛行西风
对比丹·萨特菲尔德计算出的“流浪气球”运动轨迹，我们不难得出这样的结论：中国内陆释放的科学探空气球在大约14公里高度意外地遭遇西风带高空急流，气球上携带的小螺旋桨无法应对240公里/小时的强风，在冬季北极涡旋的裹挟下向东漂流，一直飞到了美国。
通常情况下，用于天象预报和气象研究的探空气球会在完成探测任务后泄气，其携带的小型设备随之坠落地面，中国这个无人飞艇为什么没破我们不得而知，也许是质量太好的缘故吧？
美国既然说探测到了“飞艇闯入”并持续对它跟踪，却一直没有下手将这个“相当于三辆公交车长度”的大家伙击落，这倒是很有意思的话题。或许尽可能地炒作“中国高空监视气球”话题比揭示真相更重要？
参考资料：
《观察者网》："外交部：中国民用无人飞艇因不可抗力误入美国领空"
《BBC News》："China balloon: Could it have been blown off course as Beijing claims?"
《Space》：“Chinese surveillance balloon in US airspace causes international stir”
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