龍卷風(fēng)
概述
龍卷風(fēng)(tornado)也稱(chēng)龍卷。從積雨云中伸下的猛烈旋轉(zhuǎn)的漏斗狀云柱。它有時(shí)稍伸即隱,有時(shí)懸掛空中或觸及地面。龍卷漏斗云的軸一股垂直于地面,在發(fā)展的后期,當(dāng)上下層風(fēng)速相差較大時(shí),可成傾斜狀或彎曲狀。其下部直徑最小的只有幾米,一般為數(shù)百米,最大可達(dá)千米以上;上部直徑一般為數(shù)千米,最大可達(dá)10km。龍卷的尺度很小,中心氣壓很低,造成很大的水平氣壓梯度,從而導(dǎo)致強(qiáng)烈的風(fēng)速,一般估計(jì)為50-150m/s,最大可達(dá)200m/s。
由于氣流的旋轉(zhuǎn)力很強(qiáng),常將地面的水、塵土、泥沙換卷而起,其破壞力變動(dòng)范圍很大,弱者僅能卷起稻草和(或)衣物;強(qiáng)者可拔樹(shù)倒屋,甚至把人、畜也一并升起,經(jīng)過(guò)水面時(shí)可吸水上升如柱(這時(shí)稱(chēng)水龍卷),所以龍卷范圍雖小,但造成的災(zāi)情卻很?chē)?yán)重。
龍卷的移向、移速是由其母云(產(chǎn)生龍卷的積雨云)的移動(dòng)決定的,母云的移速通常為每小時(shí)40-50km,最快可達(dá)90—100km。其移動(dòng)路徑多呈直線,一般只有數(shù)公里,個(gè)別可達(dá)數(shù)十公里。龍卷是強(qiáng)對(duì)流天氣的產(chǎn)物,常發(fā)生于我國(guó)北緯20—50度地帶低層大氣層結(jié)具有很大對(duì)流不穩(wěn)定的地區(qū),往往與鋒面、氣旋或非熱帶性雷暴相伴隨。登陸后的熱帶氣旋移到中緯趨向衰亡時(shí)很易出現(xiàn)龍卷。有時(shí)還可出現(xiàn)在熱帶地區(qū)。
龍卷風(fēng)的襲擊突然而猛烈,產(chǎn)生的風(fēng)是地面最強(qiáng)的。由于它的出現(xiàn)和分散都十分突然,所以很難對(duì)它進(jìn)行有效的觀測(cè)。
形成
龍卷風(fēng)是云層中雷暴的產(chǎn)物。具體的說(shuō),龍卷風(fēng)就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的區(qū)域內(nèi)集中釋放的一種形式。龍卷風(fēng)的形成可以分為四個(gè)階段:
(1)大氣的不穩(wěn)定性產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升氣流,由于急流中的最大過(guò)境氣流的影響,它被進(jìn)一步加強(qiáng)。
(2)由于與在垂直方向上速度和方向均有切變的風(fēng)相互作用,上升氣流在對(duì)流層的中部開(kāi)始旋轉(zhuǎn),形成中尺度氣旋。
(3)隨著中尺度氣旋向地面發(fā)展和向上伸展,它本身變細(xì)并增強(qiáng)。同時(shí),一個(gè)小面積的增強(qiáng)輔合,即初生的龍卷在氣旋內(nèi)部形成,產(chǎn)生氣旋的同樣過(guò)程,形成龍卷核心。
(4)龍卷核心中的旋轉(zhuǎn)與氣旋中的不同,它的強(qiáng)度足以使龍卷一直伸展到地面。當(dāng)發(fā)展的渦旋到達(dá)地面高度時(shí),地面氣壓急劇下降,地面風(fēng)速急劇上升,形成龍卷。
龍卷風(fēng)常發(fā)生于夏季的雷雨天氣時(shí),尤以下午至傍晚最為多見(jiàn)。襲擊范圍小,龍卷風(fēng)的直徑一般在十幾米到數(shù)百米之間。龍卷風(fēng)的生存時(shí)間一般只有幾分鐘,最長(zhǎng)也不超過(guò)數(shù)小時(shí)。風(fēng)力特別大,在中心附近的風(fēng)速可達(dá)100-200米/秒。
類(lèi)型
(1)多漩渦龍卷風(fēng)指帶有兩股以上圍繞同一個(gè)中心旋轉(zhuǎn)的漩渦的龍卷風(fēng)。多漩渦結(jié)構(gòu)經(jīng)常出現(xiàn)在劇烈的龍卷風(fēng)上,并且這些小漩渦在主龍卷風(fēng)經(jīng)過(guò)的地區(qū)上往往會(huì)造成更大的破壞。
(2)水龍卷(或稱(chēng)海龍卷,英文:waterspout)??梢院?jiǎn)單地定義為水上的龍卷風(fēng),通常是指在水上的非超級(jí)單體龍卷風(fēng)。世界各地的海洋和湖泊等都可能出現(xiàn)水龍卷。水龍卷能吹翻小船,毀壞船只,當(dāng)吹襲陸地時(shí)就有更大的破壞,并可奪去生命,有的地方稱(chēng)其為“龍吸水”、“龍擺尾”、“倒掛龍”等等。
(3)陸龍卷(英文:landspout)是指一種和中尺度氣旋沒(méi)有關(guān)聯(lián)的龍卷風(fēng)。
(4)火龍卷,非常罕見(jiàn)的龍卷風(fēng)形態(tài),由陸龍卷與火焰的結(jié)合。 2010年8月24日, 巴西圣保羅市一處火點(diǎn)刮起了龍卷風(fēng),形成了罕見(jiàn)的火焰龍卷風(fēng)景觀。龍卷風(fēng)夾起火焰高達(dá)數(shù)米,像一條巨大的火龍旋轉(zhuǎn)前進(jìn)。
分級(jí)
龍卷風(fēng)的分級(jí)是由藤田級(jí)數(shù)劃分,由芝加哥大學(xué)的美籍日裔氣象學(xué)家藤田哲也于1971年所提出。
等級(jí)F0 風(fēng)速 <73 mi/h <32 m/s 出現(xiàn)幾率 29% ,受害狀況 程度輕微。表現(xiàn)為:煙囪,樹(shù)枝折斷,根系淺的樹(shù)木傾斜,路標(biāo)損壞等。
等級(jí)F1 風(fēng)速 73–112 mi/h 33–49 m/s 出現(xiàn)幾率 40% ,受害狀況 程度中等。表現(xiàn)為:房頂被掀走,可移動(dòng)式車(chē)房被掀翻,行駛中的汽車(chē)刮出路面等。
等級(jí)F2 風(fēng)速 113–157 mi/h 50–69 m/s 出現(xiàn)幾率 24% ,受害狀況 程度較大。表現(xiàn)為:木板房的房頂墻壁被吹跑,可移動(dòng)式車(chē)房被破壞,貨車(chē)脫軌或掀翻,大樹(shù)攔腰折斷或整棵吹倒。輕的物體刮起來(lái)后像導(dǎo)彈一般,汽車(chē)翻滾。
等級(jí)F3 風(fēng)速 158–206 mi/h 70–92 m/s 出現(xiàn)幾率 6% ,受害狀況 程度嚴(yán)重。表現(xiàn)為:較結(jié)實(shí)的房屋的房頂墻壁刮跑,列車(chē)脫軌或掀翻,森林中大半的樹(shù)木連根拔起。重型汽車(chē)刮離地面或刮跑。
等級(jí)F4 風(fēng)速 207–260 mi/h 93–116 m/s 出現(xiàn)幾率 2% ,受害狀況 破壞性災(zāi)害。表現(xiàn)為:結(jié)實(shí)的房屋如果地基不十分堅(jiān)固將刮出一定距離,汽車(chē)像導(dǎo)彈一般刮飛。
等級(jí)F5 風(fēng)速 261–318 mi/h 117–141 m/s 出現(xiàn)幾率 <1% ,受害狀況 毀滅性災(zāi)難。表現(xiàn)為:堅(jiān)固的建筑物也能刮起,大型汽車(chē)如導(dǎo)彈噴射般掀出超過(guò)百米,樹(shù)木刮飛,是讓人難以想象的大災(zāi)難。電影《龍卷風(fēng)》(Twister)中將F5級(jí)龍卷風(fēng)稱(chēng)為“上帝之指”,意指上帝用其手指翻弄地球。總之,其橫掃之處無(wú)所幸免。
龍卷風(fēng)的危害
1995年在美國(guó)俄克拉何馬州阿得莫爾市發(fā)生的一場(chǎng)陸龍卷,諸如屋頂之類(lèi)的重物被吹出幾十英里之遠(yuǎn)。大多數(shù)碎片落在陸龍卷通道的左側(cè),按重量不等常常有很明確的降落地帶。較輕的碎片可能會(huì)飛到300多千米外才落地。龍卷的襲擊突然而猛烈,產(chǎn)生的風(fēng)是地面上最強(qiáng)的。在美國(guó),龍卷風(fēng)每年造成的死亡人數(shù)僅次于雷電。它對(duì)建筑的破壞也相當(dāng)嚴(yán)重,經(jīng)常是毀滅性的。
在強(qiáng)烈龍卷風(fēng)的襲擊下,房子屋頂會(huì)像滑翔翼般飛起來(lái)。一旦屋頂被卷走后,房子的其他部分也會(huì)跟著崩解。因此,建筑房屋時(shí),如果能加強(qiáng)房頂?shù)姆€(wěn)固性,將有助于防止龍卷風(fēng)過(guò)境時(shí)造成巨大損失。
防范措施
(1) 在家時(shí),務(wù)必遠(yuǎn)離門(mén)、窗和房屋的外圍墻壁,躲到與龍卷風(fēng)方向相反的墻壁或小房間內(nèi)抱頭蹲下。躲避龍卷風(fēng)最安全的地方是地下室或半地下室。
(2) 在電桿倒、房屋塌的緊急情況下,應(yīng)及時(shí)切斷電源,以防止電擊人體或引起火災(zāi)。
(3) 在野外遇龍卷風(fēng)時(shí),應(yīng)就近尋找低洼地伏于地面,但要遠(yuǎn)離大樹(shù)、電桿,以免被砸、被壓和觸電。
(4) 汽車(chē)外出遇到龍卷風(fēng)時(shí),千萬(wàn)不能開(kāi)車(chē)躲避,也不要在汽車(chē)中躲避,因?yàn)槠?chē)對(duì)龍卷風(fēng)幾乎沒(méi)有防御能力,應(yīng)立即離開(kāi)汽車(chē),到低洼地躲避。
