龍卷風是怎么形成的?

2023-02-06 23:02

2023-02-06 23:07

龍卷風是發(fā)生于直展云系(cumuliform clouds)底部和下墊面之間的直立空管狀旋轉(zhuǎn)氣流,是一類局地尺度的劇烈天氣現(xiàn)象。龍卷風可見于熱帶和溫帶地區(qū),包括美洲內(nèi)陸、澳洲西部、印度半島東北部等,常見的發(fā)生時間是春季和夏季[1]。

按形態(tài)和產(chǎn)生環(huán)境,龍卷風可以分為多渦旋龍卷、陸龍卷(landspout)、水龍卷(waterspout)等。龍卷風在觀測上表現(xiàn)為狹長的漏斗云(funnel cloud)或類似形態(tài)的塵土/水柱。龍卷風的風速通常在30至130 米每秒,直徑小于2 公里,活動范圍在0至25 公里不等,持續(xù)時間在10分鐘左右,強度按增強的藤田級數(shù)(Enhanced Fujita scale, EF)可分為5個等級[1]。

龍卷風的產(chǎn)生條件包括近地面的風切變和顯著的垂直運動/不穩(wěn)定能量,雷暴(thunderstorm)是能夠滿足以上條件的理想環(huán)境,也是引發(fā)龍卷風的主要原因[2],其中由超級單體(supercell)引發(fā)的龍卷被稱為超級單體龍卷(supercell tornado),其它情形被稱為非超級單體龍卷(nonsupercell tornado)。超級單體龍卷強度的強度和規(guī)模通常大于非超級單體龍卷[1]。

龍卷風是一類氣象災(zāi)害,其經(jīng)過之處,常會發(fā)生拔起大樹、掀翻車輛、摧毀建筑物等現(xiàn)象?,F(xiàn)代業(yè)務(wù)天氣預(yù)報可以通過高頻率的地面臺站和遙感觀測對龍卷風進行預(yù)警,但對預(yù)報經(jīng)驗有較高要求[2]。此外一些地區(qū)也對龍卷風使用人工觀測,此類項目被稱為“風暴追蹤

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龍卷風是一種強烈的、小范圍的空氣渦旋,是在強烈不穩(wěn)定天氣條件下,由空氣強烈對流運動產(chǎn)生的,通常是由雷暴云伸展至地面的漏斗云產(chǎn)生的強烈旋風。龍卷中心氣壓很低,中心風力可達每秒100—200米以上,具有極大的破壞力。

龍卷風形成的原因,是由于云層上下溫度差異過大,造成冷空氣下降、熱空氣上升的小漩渦,此時,空中出現(xiàn)一塊塊棉花般的積云,然后積云繼續(xù)在大漩渦中發(fā)展形成積雨云,積雨云內(nèi)部潛熱繼續(xù)不斷地加溫,快速旋轉(zhuǎn)并造成直立中空管狀的氣流,就形成了龍卷風。

龍卷風是一種相當猛烈的天氣現(xiàn)象,形狀一般都呈上大下小的漏斗狀,其中風力極強,破壞力極為驚人,是所有大氣現(xiàn)象中破壞力最大者。它往往使成片莊稼、成萬株果木瞬間被毀,令交通中斷,房屋倒塌,人畜生命遭受損失。能把大樹連根拔起,建筑物吹倒,或把部分地面物卷至空中。

龍卷風通常是極其快速的,每秒鐘100米的風速不足為奇,甚至達到每秒鐘175米以上,比12級臺風還要大五、六倍。龍卷風的范圍很小,一般直徑只有25到100米,只在極少數(shù)的情況下直徑才達到一公里以上。從發(fā)生到消失只有幾分鐘多幾個小時。