# 小行星撞击模拟 - 撞击能量、空爆、陨石坑大小与冲击波范围

> 小行星撞击效应计算：输入直径、密度、速度和角度，按 Collins 等的撞击效应公式算能量、空爆高度、陨石坑、火球、地震、冲击波与海啸。

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设定撞击体的直径、成分（冰、岩石或铁）、进入速度、入射角和落点（陆地或海洋），按 Collins、Melosh 和 Marcus 2005 年“地球撞击效应程序”的公式，依次算出大气中的解体与空爆、落地速度、瞬时坑和最终坑尺寸、火球与热辐射、地震震级、冲击波超压和风速、溅射物厚度，海洋撞击还给出粗略的海啸浪高。结果用同心圆效应范围图和按真实比例画的撞击坑剖面呈现。

## 使用步骤

1. 点一个预设（车里雅宾斯克、通古斯、巴林杰陨石坑、希克苏鲁伯、阿波菲斯大小假想等），或自己设定直径、密度、速度和角度
2. 选择撞在陆地还是海洋，海洋撞击再设水深
3. 查看能量、是否空爆、撞击坑尺寸、火球半径和地震震级
4. 拖动观察者距离，读出该处的热辐射、超压、风速、震感、溅射物和海啸，并对照效应范围图

## 功能特点

- 大气进入与煎饼解体模型：判断空爆还是落地，给出解体高度、爆高与剩余速度
- π 定标的瞬时坑与最终坑直径、深度，自动区分简单坑和复杂坑，并画出剖面
- 火球半径、热辐射烧伤与着火距离，冲击波超压与风速，地震等效震级与烈度
- 海洋撞击：水中空腔、到达海底的速度和粗略海啸浪高与到达时间
- 7 个历史与假想预设，撞击频率与大小关系图
- 都灵指数各等级的解释

## 常见问题

### 为什么车里雅宾斯克和通古斯都没有留下撞击坑？

几十米大小的石质小行星以每秒十几到二十公里的速度冲进大气，前方气压远远超过岩石强度，于是在几十公里高空开始碎裂；碎块向两侧散开、受力面积急剧增大，在几秒钟内把大部分动能释放给空气，形成空爆。车里雅宾斯克约 30 km 高空爆炸，冲击波到地面已弱到只能震碎玻璃；通古斯在约 5–10 km 高度爆炸，冲击波夷平了约 2000 km² 森林，但都没有足够大的整块撞到地面成坑。铁质撞击体强度高得多，同样大小更容易落地，比如巴林杰陨石坑。

### 撞击能量怎么换算成 TNT 当量？

动能 E = ½mv²，质量 m = (π/6)ρL³。1 吨 TNT 定义为 4.184×10⁹ J，1 百万吨（Mt）为 4.184×10¹⁵ J。由于速度是平方项、直径是立方项，一颗 20 m、19 km/s 的岩石就有约 0.5 Mt，相当于三十多颗广岛原子弹；直径扩大 10 倍能量就扩大 1000 倍，10 km 级的希克苏鲁伯撞击体约为 10⁸ Mt。

### 撞击坑为什么比撞击体大得多？

撞击体以每秒十几公里的速度撞入地面，几乎瞬间停下，动能转化为强烈的冲击波，把远大于自身体积的岩石挖开、抛出。按 π 定标律，瞬时坑直径约与 L^0.78 v^0.44 成正比，通常是撞击体直径的 10–20 倍。小坑塌缩后保持碗形（简单坑，直径约为瞬时坑的 1.25 倍）；超过约 3 km 后坑壁滑塌、坑底回弹形成中央峰，变成又宽又浅的复杂坑。

### 多久会有一次这样的撞击？都灵指数是什么？

撞击频率随能量增大而急剧下降：Collins 等给出能量不小于 E 的撞击平均间隔约为 109 × E^0.78 年（E 以 Mt 计），因此车里雅宾斯克级别约几十年一次，通古斯级别数百到上千年一次，千米级天体数十万年一次，恐龙灭绝级别约 1 亿年一次。都灵指数（0–10）则结合某个具体天体的撞击概率和能量来表示风险；目前所有已知近地天体都是 0 级。

### 这些结果有多可靠？

本工具使用的是被广泛引用的半经验公式，适合估算数量级和比较不同情景，误差通常在 2 倍以内，海啸部分误差更大。真实后果还取决于撞击体形状与结构、具体地质、地形、人口分布和地球曲率（超过约 1000 km 后平地近似不再可靠）。工具不模拟全球气候效应，也不代表任何真实撞击预警，阿波菲斯和迪莫弗斯预设都是假想情景。

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