Кратковременное конденсационное облако , также называемое облаком Вильсона , можно наблюдать вокруг крупных взрывов во влажном воздухе.
Когда ядерное оружие или взрывчатое вещество взрывается в достаточно влажном воздухе, «отрицательная фаза» ударной волны вызывает разрежение воздуха, окружающего взрыв, но не воздуха, содержащегося внутри него. Разреженный воздух временно охлаждается, что вызывает конденсацию части водяного пара в разреженном воздухе. Когда давление и температура возвращаются к норме, облако Вильсона рассеивается. [1]
Поскольку тепло не покидает затронутую воздушную массу, изменение давления после детонации является адиабатическим , с соответствующим изменением температуры. Во влажном воздухе падение температуры в самой разреженной части ударной волны может привести к тому, что температура воздуха станет ниже точки росы , при которой влага конденсируется, образуя видимое облако микроскопических капель воды. Поскольку эффект давления волны уменьшается за счет ее расширения (тот же эффект давления распространяется на больший радиус), эффект пара также имеет ограниченный радиус. Такой пар можно также увидеть в областях низкого давления во время дозвуковых маневров самолета с высокой перегрузкой во влажных условиях.
Ученые, наблюдавшие за ядерными испытаниями Operation Crossroads в 1946 году на атолле Бикини, назвали это временное облако «облаком Вильсона», поскольку тот же эффект давления используется в камере Вильсона , чтобы позволить конденсации отмечать следы электрически заряженных субатомных частиц . Аналитики более поздних испытаний ядерных бомб использовали более общий термин — конденсационное облако .
Форма ударной волны (под влиянием разной скорости на разных высотах), а также температура и влажность различных слоев атмосферы определяют внешний вид облаков Вильсона. Во время ядерных испытаний обычно наблюдаются кольца конденсации вокруг огненного шара или над ним. Кольца вокруг огненного шара могут стать стабильными и образовать кольца вокруг восходящей ножки грибовидного облака . Продолжительность жизни облака Вильсона во время ядерных воздушных взрывов может быть сокращена тепловым излучением огненного шара, которое нагревает облако выше до точки росы и испаряет капли.
Любой достаточно большой взрыв, например, вызванный большим количеством обычных взрывчатых веществ или извержением вулкана, может создать конденсационное облако, [2] [3], как это было видно во время операции «Матросская шляпа» [4] или во время взрыва в Бейруте в 2020 году , когда очень большое облако Вильсона расширилось от взрыва. [2]
Такой же тип облака конденсации иногда можно увидеть над крыльями самолета во влажной атмосфере. В верхней части крыла происходит снижение давления воздуха в процессе создания подъемной силы . Это снижение давления воздуха вызывает охлаждение и конденсацию водяного пара. Таким образом, появляются небольшие, кратковременные облака. Конус пара околозвукового самолета или ракеты при подъеме является еще одним примером облака конденсации.