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奇妙的风

龙卷风

  龙卷风,因为与古代神话里从波涛中窜出、腾云驾雾的东海跤龙很相象而得名,它还有不少的别名,如“龙吸水”、“龙摆尾”、“倒挂龙”等等。
龙卷风
  现在我们知道,龙卷风是一个猛烈旋转着的圆形空气柱,它的上端与雷雨云相接,下端有的悬在半空中,有的直接延伸到地面或水面,一边旋转,一边向前移动。发生在海上,犹如“龙吸水”的现象,称为“水龙卷”;出现在陆上,卷扬尘土,卷走房屋、树木等的龙卷,称为“陆龙卷”。远远看去,它不仅很象吊在空中晃晃悠悠的一条巨蟒,而且很象一个摆动不停的大象鼻子。

  这个大“象鼻”究竟是怎样形成的呢?

  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。

  另外,龙卷风也容易在两条飑线的交点上发生。飑线经常出现在炎热季节强冷空气的最“前哨”。

  龙卷风出现时,往往不只一个。有时从同一块积雨云中可以出现两个,甚至两个以上的“象鼻”--漏斗云柱。只是有的“象鼻”刚刚开始下伸,有的“象鼻”下端却已经接地或在接地后正在缩回云中,也有的在云底伸伸缩缩、始终不垂到地面。

  龙卷风的范围小,直径平均为200-300米;直径最小的不过几十米,只有极少数直径大的才达到1000米以上。它的寿命也很短促,往往只有几分钟到几十分钟,最多不超过几小时。其移动速度平均每秒15米,最快的可达70米;移动路径的长度大多在10公里左右,短的只有几十米,长的可达几百公里以上。它造成破坏的地面宽度,一般只有l-2公里。

  龙卷风的脾气极其粗暴。在它所到之处,吼声如雷,强的犹如飞机机群在低空掠过。这可能是由于涡旋的某些部分风速超过声速,因而产生小振幅的冲击波。龙卷风里的风速究竞有多大?人们还无法测定,因为任何风速计都经受不住它的摧毁。一般情况,风速可能在每秒50-150米,极端情况下,甚至达到每秒300米或超过声速。

  超声速的风能,可产生无穷的威力。1896年,美国圣路易斯的龙卷风夹带的松木棍竟把一厘米厚的钢板击穿11919年发生在美国明尼斯达州的一次龙卷风,使一根细草茎刺穿一块厚木板;而一片三叶草的叶子竟象楔子一样,被深深嵌入了泥墙中。不过,龙卷风中心的风速很小,甚至无风,这和台风眼中的情况很相似。

  尤其可怕的是龙卷内部的低气压。这种低气压可以低到400毫巴,甚至200毫巴,而一个标准大气压是1013毫巴。所以,在龙卷风扫过的地方,犹如一个特殊的吸泵一样,往往把它所触及的水和沙尘、树木等吸卷而起,形成高大的柱体,这就是过去人们所说的“龙倒挂”或“龙吸水”。当龙卷风把陆地上某种有颜色的物质或其他物质及海里的鱼类卷到高空,移到某地再随暴雨降到地面,就形成“鱼雨”、“血雨”、“谷雨”、“钱雨”了。

  当龙卷风扫过建筑物顶部或车辆时,由于它的内部气压极低,造成建筑物或车辆内外强烈的气压差,倾刻间就会使建筑物或交通车辆发生“爆炸”。如果龙卷风的爆炸作用和巨大风力共同施展威力,那么它们所产生的破坏和损失将是极端严重的。

  但是,在通常的情况下,如果龙卷风经过居民点,天空中便飞舞着砖瓦、断木等碎物,因风速很大也能使人、畜伤亡,并将树木和电线杆砸成窟窿。就是一粒粒的小石子,也宛如枪弹似的,能穿过玻璃而不使它粉碎。

  据统计,每个陆地国家都出现过龙卷风,其中美国是发生龙卷风最多的国家。加拿大、墨西哥、英国、意大利、澳大利亚、新西兰、日本和印度等国,发生龙卷风的机会也很多。我国龙卷风主要发生在华南和华东地区,它还经常出现在南海的西沙群岛上。
由于龙卷风的发生与强烈雷暴的出现密切相关,所以龙卷风一般在暖季出现。但在没有雷暴的寒冷季节里,只要具备强烈对流的条件,也是可以出现龙卷风的。

  龙卷风在白天、夜间都能生成,但大部分发生在午后。有时,同时有几个龙卷一起出现。

  从火山爆发和大火灾产生的烟和水蒸汽中,也可能诞生龙卷风。这种龙卷风称为火龙卷或烟龙卷。

  各种龙卷风的范围很小,寿命很短促,这给科学研究和预报带来了很大的困难。但是,龙卷风到来之前,只要留心观察,总会出现一些值得注意的天气现象和特征的。比如,龙卷生成前大气很不稳定,云系对流旺盛,气压明显降低,云的底部骚动特别厉害等等,这对于预报龙卷风有一定的帮助。另外,气象雷达在发现和追踪龙卷风上起着很重要的作用,它可以测到300公里外的雷雨云,一旦在雷达中发现有龙卷风存在的钩状回波时,即可发出警报。但也有的龙卷风出现时,这种钩状回波不明显。因此,采用雷达和目视相配合的方法常常更可靠一些。当观察者发现龙卷风后,应立即报告气象部门,可用雷达跟踪,随后还有一定的时间对龙卷风路径上的居民和单位发布警报。

  气象卫星的出现给龙卷风预报增添了新的探测工具,尤其是用同步卫星拍摄的云层照片,在监视龙卷风的发生上起着更重大的作用。卫星昼夜都能观测,并且可以看到更小的目标。如果把卫星和雷达结合起来,就能连续观察龙卷风的变化,可在龙卷风发生前半小时发布警告。

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