卡门涡街-科普 - 图文

冯·卡门与卡门涡街

王 振 东

美国宇航局2009年5月公布了自1959年8月14日拍摄第一张卫星照片以来，所选出的50年十佳地球卫星照片，排为十佳照片第一张的是“冯·卡门涡街”，从而引起了人们对冯·卡门和卡门涡街的兴趣和关注。

冯·卡门（Theodore von Kármán １８８１—１９６３）是美藉匈牙利裔力学家，近代力学的奠基人之一，是我国著名科学家钱学森、钱伟长、郭永怀，以及美藉华人科学家林家翘在美国加州理工学院时的导师。

卡门涡街是流体力学中重要的现象，在自然界中常可遇到。在一定条件下的定常来流绕过某些物体时，物体两侧会周期性地脱落出旋转方向相反、排列规则的双列线涡，经过非线性作用后，形成卡门涡街,如水流过桥墩，风吹过高层楼厦、电视塔、烟囱、电线等都会形成卡门涡街。卡门涡街的图片十分漂亮，有时可当作为艺术品来欣赏。

50年十佳地球卫星照片的第一名

美国宇航局2009年5月公布所选出的50年十佳地球卫星照片，排在十佳第一张的照片是“陆地卫星7号”2007年拍摄的以下这张图片，它展示了一排涡旋正在交替改变向前运行的方向，这正是“冯·卡门涡街”。当风或者洋流被岛屿挡住去路时，会出现这种图形。此图片中的这些卡门涡街，是当风吹过太平洋北部向东运行过程中，遇到阿留申群岛时形成的。

实际上，也还有另外一些卫星拍摄到了很清晰的卡门涡街照片。 2009年2月24日，来自北方的冷空气（可能是来自格陵兰的重力风）遭遇格陵兰海域上空的潮湿空气，在扬曼因（Jan Mayen）岛附近上空形成了一排排的积云。扬曼因岛阻碍了风的行进，对天气也施加了影响。就像水流会分开绕过河里的巨石一样，吹来的风也会在扬曼因岛的北面分叉，然后在它的南面又再次汇拢。在扬曼因岛的下风处，当冷空气从岩石表面刮过时，形成了一连串螺旋状的涡旋，这也正是卡门涡街。在图片的左上角，可以看到一小片白雪覆盖的格陵兰岛的海岸线以及海冰。在靠近海岸线的地方还有许多巨大而不规则的浮冰漂浮着。这张照片是由美国宇航局卫星上的中等分辨率成像光谱仪拍摄的。

还有两张卫星拍摄的照片，也很清楚地看到了卡门涡街，它们分别是在智利和日本的小岛后面形成的。

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