龙卷风是一种具有极大危害性的自然灾害现象,大型的龙卷风会给地区带来毁灭性的伤害。现在随着科学家们研究自然灾害越来越深入,数据采集得当能够减小龙卷风带来的危害。那么,龙卷风是怎么形成的呢?请跟着小编一起来看看吧!
龙卷风是发生于直展云系(cumuliform clouds)底部和下垫面之间的直立空管状旋转气流,是一类局地尺度的剧烈天气现象。龙卷风可见于热带和温带地区,包括美洲内陆、澳洲西部、印度半岛东北部等。龙卷风的季节性较弱,春季、夏季、秋季均可发生 。
按形态和产生环境,龙卷风可以分为多涡旋龙卷、陆龙卷(landspout)、水龙卷(waterspout)等。龙卷风在观测上表现为狭长的漏斗云(funnel cloud)或类似形态的尘土/水柱。龙卷风的风速通常在30至130 米每秒,直径小于2 公里,活动范围在0至25 公里不等,持续时间在10分钟左右,强度按增强的藤田级数(Enhanced Fujita scale, EF)可分为5个等级 。尘卷风和火龙卷是与龙卷风相近的旋风(whirlwind),但不属于龙卷风。
龙卷风的产生条件包括近地面的风切变、垂直运动和不稳定能量。雷暴是能够满足以上条件的理想环境,也是引发龙卷风的主要原因 ,其中由超级单体(supercell)引发的龙卷被称为超级单体龙卷(supercell tornado),其它情形被称为非超级单体龙卷(nonsupercell tornado)。超级单体龙卷占龙卷风个例总数的80%,其强度和发展规模通常大于非超级单体龙卷 。
龙卷风是一类气象灾害,现代天气预报可以通过高频率观测对龙卷风进行预警,但对预报经验有较高要求 。此外一些地区也对龙卷风进行人工观测和数据收集,即“风暴追踪(storm spotting)”项目 。
大自然里的龙卷风诞生在雷雨云里。在雷雨云里,空气扰动十分厉害,上下温差悬殊。在地面,气温是摄氏二十几度,越往高空,温度越低。在积雨云顶部八千多米的高空,温度低到摄氏零下三十几度。这样,上面冷的气流急速下降,下面热的空气猛烈上升。上升气流到达高空时,如果遇到很大的水平方向的风,就会迫使上升气流“倒挂”(向下旋转运动)。由于上层空气交替扰动,产生旋转作用,形成许多小涡旋。这些小涡旋逐渐扩大。上下激荡越发强烈,终于形成大涡旋。大涡旋先是绕水平轴旋转,形成了一个呈水平方向的空气旋转柱。然后,这个空气旋转柱的两端渐渐弯曲,并且从云底慢慢垂了下来。对积雨云前进的方向来说,从左边伸出云体的叫“左龙卷”,从右边伸出云体的叫“右龙卷”;前者顺时针旋转,后者反时针旋转。伸到地面的一般是右龙卷,左龙卷伸下来的机会不多。
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