秋叶飘舞的秘密

　　 

生物通报道：黄叶舞秋风的景象常常让人觉得有种凄婉的美。事实上，落叶在静止的空气也能瞬间逆着重力向上飘动。一项新的研究能为你解释这种现象，并且研究给出了产生这种浮力的新的空气动力学机制。研究人员将分析结果发表在10月1日的Physical Review Letters上。

在十九世纪，人们已经注意到飘落的纸张和其它片状物体的飘动、环绕和翻转的运动。但是先前的分析一直没有能够真正解释飘落的纸张逆着重力方向漂浮的原因。研究人员曾假设这种纸张的运动就如同飞机的翅膀，它能通过在空气中穿梭产生一个向上的浮力。理论上，这种浮力能够使纸片升起，但实际上这种解释存在一个问题：只有在空气没有粘性时，纸张才能升起——这与秋天的天气特征是不符的。

康奈尔大学的研究人员Z. Jane Wang和Umberto Pesavento说，还有另一种方式存在。他们利用计算机模拟飘落纸张周围的气流，结果发现纸张还受到了一个与纸张的翻转频率成比例的浮力。这种翻转提供了足够的力，使纸张能够向上运动。而且，即使纸张迅速穿过空气但缓慢旋转时，新的上升机制也比机翼作用更为重要。

新的分析基于Navier-Stokes方程得出结果。这种细致的模拟将能够使研究人员对由旋转纸张产生的涡旋或旋风进行研究。