酸奶 淀粉:龙卷风是如形成的?

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从气象学来看,龙卷风形成的原因,是由於云层上下温度差异过大,造成冷空气下降、热空气上升的小漩涡;此时,空中出现一块块棉花般的白云,称为「积云」。尔后,积云继续在大漩涡中发展形成「积雨云」,积雨云内部潜热继续不断地加温,因而产生强大之气流,即所谓之「龙卷风」。

龙卷风是一种极强烈而危险的旋风,可发生於陆地(称为陆龙卷)或海上(称为水龙卷)。其发生原因是由於热带湿热气团向北推进,而高空则有乾冷气团侵入,发生涡旋运动,形成浓厚之积雨云。当其旋涡运动愈趋猛烈时,可自云中直降至地面,形成一漏斗状之云柱,其中风力极强,破坏力极为惊人,是所有大气现象中破坏力最大者。

龙卷风长期以来一直是个谜,正是因为这个理由,所以有必要去了解它。龙卷风的袭击突然而猛烈,产生的风是地面最强的。由于它的出现和分散都十分突然,所以很难对它进行有效的观测。
什么是龙卷风
龙卷风是一种涡旋:空气绕龙卷的轴快速旋转,受龙卷中心气压极度减小的吸引,近地面几十米厚的一薄层空气内,气流被从四面八方吸入涡旋的底部。并随即变为绕轴心向上的涡流,龙卷中的风总是气旋性的,其中心的气压可以比周围气压低百分之十。

龙卷风的形成
龙卷风是云层中雷暴的产物。具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段:
(1)大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强。

(2)由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。

(3)随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心。

(4)龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面。当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷。

龙卷风的探测
龙卷风的风速究竟有多大?没有人真正知道,因为龙卷风发生至消散的时间短,作用面积很小,以至于现有的探测仪器没有足够的灵敏度来对龙卷风进行准确的观测。相对来说,多普勒雷达是比较有效和常用的一种观测仪器。多普勒雷达对准龙卷风发出的微波束,微波信号被龙卷风中的碎屑和雨点反射后重被雷达接收。如果龙卷风远离雷达而去,反射回的微波信号频率将向低频方向移动;反之,如果龙卷风越来越接近雷达,则反射回的信号将向高频方向移动。这种现象被称为多普勒频移。接收到信号后,雷达操作人员就可以通过分析频移数据,计算出龙卷风的速度和移动方向。
龙卷风的危害
1995年在美国俄克拉何马州阿得莫尔市发生的一场陆龙卷,诸如屋顶之类的重物被吹出几十英里之远。大多数碎片落在陆龙卷通道的左侧,按重量不等常常有很明确的降落地带。较轻的碎片可能会飞到300多千米外才落地。
龙卷的袭击突然而猛烈,产生的风是地面上最强的。在美国,龙卷风每年造成的死亡人数仅次于雷电。它对建筑的破坏也相当严重,经常是毁灭性的。
在强烈龙卷风的袭击下,房子屋顶会像滑翔翼般飞起来。一旦屋顶被卷走后,房子的其他部分也会跟着崩解。因此,建筑房屋时,如果能加强房顶的稳固性,将有助于防止龙卷风过境时造成巨大损失。

龙卷风是怎样形成的

我们知道台风的风速是很大的,最大风速为每秒100米。而龙卷风的风速比台风还大,一般可达每秒100-200米,最大可能大于每秒300米甚至还可超过声音的传播速度,所以龙卷风能产生巨大的破坏力。
据记载,1954年9月24日,一股巨大的龙卷风从而降,把上海浦东江边一个110吨重、比三层楼还高的大储油罐卷到半空,然后轻而易举地将它甩到120米以外的地方,令人惊骇不已。
龙卷风为什么会具有比台风还强得多的风力呢?我们不妨做一个小实验:当我们把一个装满水的水池里的塞子拔掉后,在出水口你会看到一个水流的涡旋。
台风和龙卷风都是一种大气的涡旋,龙卷风是从雷雨云底部伸下来的一种急速旋转的圆形空气柱,四周的空气都向涡旋的中心流动。旋转风速的大小与单位距离内气压差的大小成正比。气压差越大,作用的空气上的力就越大,风力也越大。
通常,大气中的气压为101.3千帕,台风中心的气压为80多千收据,压着20多千帕。而龙卷风中心的气压为40千帕左右,最低时可达20千帕,压着为60-80多千帕。龙卷风中心到边界的距离一般仅为几百米,而台风却达几百千米。所以,龙卷风的气压梯度远远大于台风,风力比台风也就强烈得多。