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龙卷风形成的机制是什么?

发布时间:2015-11-17

龙卷风是一种自积雨云底部下垂着具有象鼻状漏斗云的小范围的剧烈天气现象,它具有很大的破坏能力,中心气压可以低至400 hPa甚至200hPa 以下,它是一团旋转很快的空气,由于离心力的作用,中心很少有空气进入,它的水平范围很小,直径一般在3km以 下,平均直径在250 m左右。它的风速很大,可达每小时150〜450km 左右,这样大的风速是由于龙卷风的旋涡转得很快中心和周围有很大的气压差所造成的。龙卷风能够破坏砖瓦结构的建筑物。整个龙卷风的移速约为每小时50〜60km。所经路程短的只有几十 米,长的有450km, 平均为几公里,持续时间可自几分钟到几小时。 龙卷风出现吋,有时在其前后有雷雨或冰雹出现,声响很大,这种声响不完全是由于它在破坏地物时所发出的,而常常是由于空气或空气中所携带的尘沙等物互相摩擦所致。

  龙卷风有两种:陆龙卷和水龙卷。前者产生在大陆上,后者产生在水面上。每个龙卷风常常是双层的,内层是云底下垂的漏斗云,外层常是自地面卷起的尘沙或者是自水面卷起的水柱,当龙卷风出现 时,有时由于漏斗云体中某一段缺乏凝结的水,所以下垂的漏斗云与上升的水体或尘沙之间常有一段看不清楚的部分,这种龙卷,看上去好像是上部和下部是中断的。

  龙卷风形成时,通常是由于上空先存在有风的切变(即风向风速有明显的变化),造成气流涡,然后再由地面上升起尘沙或水体造成的,因为上空气流涡形成,空气很快地转动,并使旋转中心的气压降 低,气压一低,地面的尘沙或水体就会被卷升起来。

  但是上空的气流涡是怎样形成的呢?根据气象工作者的研究, 可分为下列三种情况。

  笫一种气流涡是由云中升降气流构成的,其旋转轴呈水平状态, 这种气流涡出现在积雨云中或积雨云旁,它们是由于积雨云中或积雨云与云旁空气间有着强烈的升降气流,它们之间的切变如果十分 猛烈,就会造成这种具有水平轴的气流涡,不久这种气流涡沿轴的方向伸展,且轴的一端与另一端高低并不相同,较低的一端渐靳向下伸出云底呈漏斗状。

  第二种气流涡是由于气柱的对流不稳定性,受气柱的骤然抬髙这时云中空气猛烈地上升,云顶也很快向上伸展,四周空气向中心填补,造成气旋式的有着坚直轴的气流涡,此气流涡的轴向下伸展,不 久即伸出云底形成龙卷风。

  第三种气流涡,根据坦伯的研究,是在两个气压骤跃线交点的轨迹线上形成的。