本文專家:王铮,中國科學院國家空間科學中心
小時候,每到寒暑假,總會有那麼幾部經典好劇重播,其中就包括老少皆宜的《西遊記》。
一心取經的唐僧、聰明頑劣的孫悟空、貪吃懶做的豬八戒、憨厚忠心的沙僧……師徒四人的形象成為被大家銘記。
《西遊記》中,還有個大家耳熟能詳的角色,便是玉皇大帝。衆所周知,劇中的玉皇大帝住在九重天上,雲霧缭繞的“天庭”,勾起了很多人的好奇心。還有說飛哪就飛哪的衆路神仙,着實令人羨慕。
大家都知道玉皇大帝住在天上,卻沒有人知道具體居住在什麼位置?平流層還是對流層?為什麼中國的神仙橫着飛?白素貞為什麼飛行時一隻手放前面?
今天就來嚴謹的探究下這個問題。
玉皇大帝住在平流層還是對流層?
相傳玉皇大帝的淩霄寶殿在第32層的“太極濛翳賈奕天”,但是并沒有介紹對應的高度。這裡究竟處在平流層還是對流層呢?
首先,我們來看看地球大氣按照溫度的垂直分層。
所謂的“天空”主要是對地球周圍大氣(其中是“空氣”)的範圍的描述。依照大氣的性質不同,分為各種各樣的層。其中,最為熟悉的是按溫度分層:
1對流層
從地面向上大約1萬米(10千米)高度以下,由于主要被地面加熱,大氣越往高處溫度越低。這裡受太陽光照射,在不同區域有氣溫變化,從而造成垂直方向和水平方向的風,即空氣對流,所以叫對流層。
對流層集中了大氣約75%的質量,特别是90%以上的水汽,風雨雷電都來自這裡。
2平流層
從大約10千米到幾十千米的高度區,有很多空氣成分如臭氧,可以吸收太陽光當中波長較短的部分,如紫外線等,所以這裡高度越升高,溫度也越高。這裡的氣流非常穩定,被稱為“平流層”,飛機也主要在平流層飛行。
3中間層
大約50-90千米(具體數據随季節、時間、地理位置變化)的區域叫“中間層”,這裡再次出現了下面熱、上面冷的狀态。
4熱層
從90千米再向上的數千千米高度範圍,空氣會被太陽光中波長特别短的極紫外射線、X射線等加熱,所以這裡又是下冷上熱,叫做“熱層”。
接下來,我們再分析“淩霄寶殿”所處的位置。
霄,在《後漢書》中解釋為“霄,雲也”。《漢書·楊雄傳》“霄,日旁氣”。“淩”有在其之上的意思,也有逼近的意思,淩霄寶殿應該在雲的上方。《西遊記》中寫到:“初登上界,乍入天堂。金光萬道滾紅霓,瑞氣千條噴紫霧。”也就是說,在淩霄寶殿是可以看到雲霓的。
雲多數高度在數千米,處于平流層以下,對于比平流層更高的中間層,距離雲層顯得太遠。因此,淩霄寶殿位于平流層的可能性更大。
《淮南子·地形訓》(西漢著作):“其高萬一千裡百一十四步二尺六寸”,書中稱天庭高度應該是昆侖山之高乘以8。
秦漢時的一裡約為現在的415.8米,估算下來9萬裡的高度大約是35-36千米,顯然是平流層的高度範圍。
所以,玉皇大帝住在平流層中的可能性極大。
為什麼國内外的神仙飛行方式不同?
此外,大家會發現,看中外影視劇裡神仙們的“交通方式”并不相同,中國影視劇裡的神仙都是豎着飛的,而外國影視劇中的超人橫着飛。
通過上面的分析得出,《西遊記》裡的中國神仙在平流層居住和工作的可能性極大,平流層的空氣主要呈平穩的水平運動,垂直運動非常微弱,水平飛行不易颠簸,可以優雅地站住飛行。
當進入高度較低的對流層時,屬于垂直運動,順氣流而飛,大部分不需要改變豎着飛的姿勢。
而外國的超人大部分飛行時間(特别是起飛和降落)都在對流層,趴着水平飛行、伸出拳頭可以減輕空氣阻力,更能抵抗氣流颠簸,就像超低空飛行的那些飛機一樣。與之相似的,還有住在人間的白素貞。
說到這裡,很多小夥伴腦海中浮現出白素貞的飛行姿勢。下面滿足你的好奇心,繼續解答。
白素貞飛行時為什麼一隻手放前面?
看到《新白娘子傳奇》的人都知道,白素貞優雅的飛行姿勢:一隻手向前、一隻手平舉。
她的這種姿勢也證明了對流層中的氣流強,飛行難以平穩。有人開玩笑說,她的胳膊連同她向兩側伸開的發髻,都起到類似飛機的水平尾翼的安定作用。
飛機起飛時主要依靠機翼來産生升力,但是機翼的升力中心往往與飛機的重心不重合,這就會使飛機上仰或下俯,與之相似的,左右轉向時由于氣流給飛機的力也不平穩,所以飛機要用尾翼(既有好像鲨魚鳍一樣垂直的翼,也有好像一對小翅膀的水平的翼)來幫助調節平衡。
抛開白素貞的飛行法力,想要在對流層這種不穩定的環境中飛行,向前探出胳膊,類似于飛機的垂直翼,向左擺産生向右的力,向右擺産生向左的力。
水平伸開的胳膊以及她頭部的發髻,類似于多個水平調節的翼:水平的胳膊和頭部向上擡時,上部的空氣流速減慢,下部的空氣流速加快,産生一個附加向下的力,使局部上仰,調節飛行姿勢。反之,水平的胳膊和頭部下垂時,使局部下俯。有了這些精細調節,飛起來就更得心應手了。
來源:科普中國
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