大雁編隊飛行的節能妙招

大雁，也叫鴻雁，是主要分布在北半球的鴨科鳥類，是鴨子的親戚。為了躲避酷暑和嚴寒，也為了一年四季都獲得豐富的食物，大雁春天飛往北方過夏天，秋天飛往南方過冬天。早在周朝，我國人民就觀察到了大雁的遷徙行為，并且將其寫入了詩歌《鴻雁》里。后來，此詩被編入《詩經》中。古人是否也好奇：為什么自由自在的大雁在遷徙中要排成整齊的雁陣？

其實，飛行中的大雁既要懸浮在空中，又要前行。比起在地上走，在天上飛是一件很耗費能量的事情。

為了減少能耗，鳥類盡量輕裝簡從，骨頭變成中空的，連膀胱都進化掉了，以免帶著尿液飛行，甚至大便也是隨有隨排（被鳥屎砸到的原因在此）。在長途飛行中，鳥類更是充分利用了流體力學原理。

空氣作為流體，會向各個方向都產生擠壓和沖擊的力。鳥類使勁向下扇動翅膀，壓縮了翅膀下方的空氣，這部分空氣的密度變大，對翅膀產生的向上升力增大。而翅膀上方的空氣則密度變小，對翅膀產生的向下壓力縮小。上、下方產生的力差托起了鳥類的翅膀，讓鳥類在空中飛翔。之后，鳥類的翅膀從下方回到上方，進行下一次扇動。

當鳥類保持在一定的高度飛行時，翅膀前邊高、后邊低。因此，上述產生的升力和地面之間有一定的夾角，可分解為垂直和水平兩個方向的分力。垂直方向的分力負責讓鳥類保持在空中，水平方向的分力則負責讓鳥類向前飛行。

鳥類的翅膀邊緣是一個開放的空間。在飛行時，翅膀的邊緣下部，空氣會越過翅膀向上運動，翅膀上部的空氣會越過翅膀向下運動。這兩股空氣流相遇后，就會在翅膀邊緣產生渦流。渦流直接減少了后面的鳥向前飛行的空氣阻力。

所以，聰明的大雁就一個接一個地主動進入前一只大雁的渦流里飛行。數量少的時候，它們就排成“一”字形的隊伍。數量比較多時，為了保持隊形的緊湊，它們會排成“人”字形的隊伍。

在雁陣中，排在隊伍最前面的往往是身強體壯的雄性。領頭雄雁飛得疲憊后，就會有另一只雄雁主動接替它。而雌雁、幼雁以及身體狀態不佳的大雁，則被保護在隊伍中間。