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全台灣最權威性的全球暖化知識套書由新任環保署副署長 葉欣誠博士 審定,您怎能錯過! ..科學家已知有些特定品種的蛇可以“飛”,牠們在樹枝間靠滑翔的方式,最遠可達330英呎(約100公尺)。但是,牠們是如何辦到的?一項新的研究使用前所未有的拍攝技法、3-D模型,和一些蛇(包含真的跟塑膠的),來展示飛蛇如何扭曲和調整身體的角度,讓自己達到最佳的揚升。
在東南亞及南亞,發現有五種金花蛇屬的蛇會在半空中扭曲牠們的肋骨和壓扁身體,看起來就像在滑翔,然而這仍然無法充分解釋這些爬蟲類動物如何控制牠們飛行時的下降動作。維吉尼亞理工大學的生物學家Jake Socha說:「其他蛇類也會壓扁身體」。舉例來說,眼鏡蛇會因為防禦目的而壓扁牠們的頭頸肌肉。
為了找出可以讓蛇滑翔的其他原因,Socha和他的同事用四台攝影機,拍下四條飛蛇從五層樓高的高塔滑翔到幾十碼外較小的塔上的畫面;然後,團隊使用這些影像,作出這些爬蟲類動物在飛行過程中身體位置的3D電腦模型。
這些影像與模型顯示,當蛇下降時,牠們會將頭抬高、尾巴朝下,將身體扭成25度角,就像是車子在行進時,把手臂從車內向車外伸出,同時轉動,這時手掌心就會稍微向上。Socha說:「當你的手碰到迎面而來的氣流時,會呈現一個角度,而那角度會幫助你將氣流向下推,結論就是你的手會往上揚了」。
金花蛇屬的蛇類,可以長到4英呎(約1.2公尺)長,在滑翔時也把身體保持在S型結構,電腦模型指出這種扭曲的姿勢幫助牠們停留在空中。隨後的實驗證實軟體模擬無誤,而研究團隊同時用不同形狀的蛇的塑膠模型在水通道測試空氣動力學。Socha表示,研究結果顯示,蛇以S型扭曲的方式,會比身體拉直得到更多的揚升力。Socha說:「在S型扭曲結構中,蛇身體的前半部會創造一個形狀,跟身體後半部互動並將後半部舉起」。這跟大雁飛翔時排列成V字型,產生上升力的狀況類似:領頭大雁飛行造成的軌跡,讓直接跟在後頭飛的其他雁鳥在起飛時比較省力。
但是,還有至少一個謎團仍然存在,像是為什麼飛翔中的蛇在下降時要把牠們的身體弄成波浪狀?Socha的團隊認為,這樣波浪狀的動作可以在蛇身體的上方創造一個空氣流並幫助支撐蛇“飛行”。Socha表示,頂端壓力的減少,從下到上創造出一個更明顯的壓力差,同時增加了淨向上力(net upward force)。然而,此說法尚未得到證實。
從飛行的蛇可以抓住軍事機密?
長遠來看,了解飛蛇滑翔的機制可以引導出更好的滑翔飛行器。而Socha最近的研究就是由美國國防部高等研究計劃局(DARPA)贊助的。但是Socha說:「DARPA對應用層面不感興趣,他們有興趣的是從基礎科學的觀點來看,潛在應用會是次要考慮項目。」
Socha表示,從他負責的部份來看,研究動物的主要動機,很簡單地只是好奇而已。他說:「這真是令人驚奇地有趣又奇怪,而且根本無法完全清楚牠們如何運作或可以如何進化,而我只是想回答這些基本的問題」。
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來源:http://news.nationalgeographic.com/news/2010/11/101124-flying-snakes-fly-science-darpa-dod-socha/