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強對流天氣的災害性天氣之“龍卷風”是什么?

  龍卷風(Tornado)是在極其不穩定的天氣情況下,由兩股空氣強烈對流運動而產生的一種伴隨著高速旋轉的漏斗狀云柱的強風渦旋。

  龍卷風外貌奇特,它上部是一塊烏黑或濃灰的積雨云,下部是下垂著的形如大象鼻子的漏斗狀云柱,風速一般每秒50米至100米,有時可達每秒300米。由于龍卷風內部空氣極為稀薄,導致溫度急劇降低,促使水汽迅速凝結,這也是形成漏斗云柱的重要原因。由雷暴云底伸展至地面的漏斗狀云(龍卷)產生的強烈的旋風,其風力可達12級以上,最大可達100米每秒以上,一般伴有雷雨,有時也伴有冰雹。

  空氣繞龍卷的軸快速旋轉,受龍卷中心氣壓極度減小的吸引,近地面幾十米厚的一薄層空氣內,氣流被從四面八方吸入渦旋的底部,并隨即變為繞軸心向上的渦流。龍卷中的風總是氣旋性的,其中心的氣壓可以比周圍氣壓低百分之十,一般可低至400hPa,最低可達200hPa。龍卷風具有很大的吸吮作用,可把海(湖)水吸離海(湖)面,形成水柱,然后同云相接,俗稱“龍取水”。

  龍卷風產生的條件

  龍卷風這種自然現象是云層中雷暴的產物,具體的說,龍卷風就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的區域內集中釋放的一種形式。龍卷風的形成可以分為四個階段:

  1、能產生龍卷風的積雨云都是巨型積雨云,在云-天放電過程中,云頂的正電量要比云底的負電量大得多;

  2、經云內閃電中和后則云底的負電荷不足,攜帶大量正電荷的云團跟地面形成強大電場;

  3、在靜電引力的作用下,攜帶正電荷云團從云底向下伸出,攜帶負電荷的空氣從四周匯聚而進行電中和;

  4、在積雨云的底部首先出現一個漏斗云,其周圍的空氣高速地旋轉。

  如果云中的正電量足夠大,漏斗云會迅速地向地面或水面延伸,當它與地表相接后就形成了龍卷風。龍卷風的云柱是向下運動的攜帶大量正電荷的云團氣流,云柱與地表之間存在著強大的電場,該電場雖然不足以引發閃電,但卻能夠使地面或水面產生很強的負離子流(電子流)。在負離子流的帶動下,空氣迅速上升而形成一個低氣壓區,在大氣壓的作用下四周空氣向低氣壓中心部位匯聚,匯聚來的空氣在負離子流的作用下加速上升,匯聚氣流受地 球自轉偏向力的影響,龍卷風發生在北半球則逆時針旋轉,發生在南半球則順時針旋轉。空氣的上述運動,使龍卷風底部的氣壓越來越低,風速也越來越強。 

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