天津上空出现巨大黑色烟圈，持续时间很久，到底什么原因引起的？

据有关媒体报道，在9月11日傍晚时分，在天津市中心城区的上空，一个巨大的黑色烟圈突然出现，如同一只巨大的“眼睛”俯瞰着这座城市。市民们纷纷拿出手机，记录下这一罕见且壮观的景象。这个黑色烟圈大约持续了半个小时的时间，随后逐渐淡化直至彻底消失不见。那么，这个罕见的黑色烟圈，到底是什么？到底如何形成的呢？

近年来发生的类似事件

在全球范围内，类似黑色烟圈或类似神秘天象的报道并不罕见。例如，2016年美国加州上空出现的直径达200多米的黑色烟圈，以及近年来在澳大利亚、新西兰等地也时有发生的类似现象。这些事件往往伴随着公众的广泛猜测和讨论，但科学界对于其成因的解释却往往众说纷纭，尚未形成统一结论。

在这方面有兴趣的朋友，估计会有印象，在2021年10月哥伦比亚巴兰卡韦梅哈市的上空，也出现过巨大的烟圈现象，后来被证实是在马格达莱纳河上航行的大型邮轮所排放出的烟气所形成的。

黑色烟圈的主要特点

从以往世界各地出现的黑色烟圈事件来看，就黑色烟圈本身，笔者认为基本上都有以下四个主要特点，分别是：

规模宏大：黑色烟圈的规模通常较大，能够清晰地被人们所观察到并拍摄下来，显示出其独特的视觉效果。

颜色深邃：黑色烟圈的颜色深邃且均匀，与周围环境的色彩形成鲜明对比，增强了其神秘感。

持续时间长：该黑色烟圈持续了约半小时之久，这在类似现象中较为罕见，为科学研究和公众观察提供了宝贵的时间窗口。

形态稳定：在持续期间，黑色烟圈的形状和大小相对稳定，未出现过快的、明显的变形或扩散现象，显示出其形成机制的复杂性。

黑色烟圈产生的原因猜测

估计很多朋友都看到过吐烟圈的表演，之所以会形成烟圈，其背后则蕴含着一个复杂的物理原理-伯努利原理。

伯努利原理是流体力学中的一条基本原理，它表明在理想流体的定常流动中，流线上任意两点的压力势能、动能与位能之和保持不变，即流体的机械能守恒。特别地，当流体在同一水平面上流动时，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

聚焦到吐烟圈上，如果一股烟在很短的时间内，从一个较小的出口向外喷出，那么烟团外部受到的空气阻力要大于内部，在喷出以后，外部“烟团”所受到空气阻力将会大于内部，按照伯努利原理，当流体沿着一定的通道流动时，如果流速加快，那么流体受到的静压就会减小，反过来，如果流速减小，流体受到的静压则会增大。而无论是何种变化，流体所受到的静压和动压总和将保持不变。

具体到广阔的城市上空，当烟雾（或更广泛地说，是大气中的颗粒物和水蒸气混合体）以一定速度通过某个区域时，如果受到某种扰动（如地形变化、建筑物阻挡、温度梯度等），可能会形成涡流。涡流中的空气流速会发生变化，根据伯努利原理，流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。

如果涡流恰好形成环状结构，并且环内流速高于环外，那么环内将形成低气压区域。这个低气压区域可能会吸引更多的空气和烟雾进入，从而维持和增强涡流的环状结构，形成可见的黑色烟圈。

所以，城市上空黑色烟圈的形成，极有可能是“伯努利原理”在现实中展现出来的一个形象例子。但物理原理只是揭示其形成过程。而真正要形成这种现象，除了物理原理外，还需要两个方面必不可少的因素：

一个是气象条件。气象条件（如风向、风速、温度梯度等）对大气污染物的扩散和分布起着至关重要的作用。在特定的气象条件下（如静风、逆温等），大气层结稳定，污染物难以扩散，容易在局部地区聚集形成高浓度的烟雾层。当这些烟雾层在特定条件下（如温度梯度、地形变化等）发生涡旋运动时，就可能形成具有环状结构的黑色烟圈。

另一个则是人为或者自然的污染物排放。工业排放和交通排放是城市大气污染的主要来源之一。这些排放物中包含的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等在大气中经过复杂的化学反应和物理过程后，可能形成复杂的烟雾混合物。此外，在自然方面，比如在火山口附近也是有一定几率喷出“白色烟圈”的。

需要说明的是，上述分析仅为基于伯努利原理的一种可能解释，并非确凿无疑的定论。实际上，黑色烟圈的形成可能涉及多种因素的复杂相互作用。要准确揭示其成因，仍需进一步的科学研究和观测数据支持。