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龙卷风为何拥有巨大破坏力?

龙卷风是大自然令人震惊的事件。亲眼目睹一场龙卷风后,你可能会吓得目瞪口呆。很难想象,一个以320千米/小时的速度旋转滚动的、巨大的、似野兽般的风暴似乎拥有一个属于自己的大脑。如果你曾经亲历一场龙卷风,你就会相信这一点。在某些区域,龙卷风出现得异常频繁。此时你就会理解,为什么我们总是可以在报纸上读到关于龙卷风的报道了。

龙卷风和浴缸

如果你曾经留意过水顺着浴缸、水池或抽水马桶流下时形成的旋涡,你就会对龙卷风的形成原理有所理解。下水道的旋涡也叫涡流,是由下水道在水体上制造的向下的气流形成的。顺着下水道流下的水使整个水面产生旋转,正是这种旋转加速了涡流的形成。

龙卷风造成的破坏

为什么水面会产生旋转呢?这个问题可以有很多解释,不过我们可以按照下面的思路来考虑。假设你是一个水分子,在下水道产生的吸力作用下,你被向前拖动。你朝着吸力点的方向加速运动。但是,由于你先前具有的动能,其他分子也会朝着吸力点的方向运动。这样,当你到达吸力点时,你就会处于它的某一侧。这种位置上的偏移使你旋转着流入吸力点。一旦在某一方向形成旋转后,就会对后来到达的其他分子产生影响。作用强大的旋转力就此形成。最终,当旋转力足够大时,就会形成涡流。

我们经常可以在浴缸或水池中看到涡流,这表明涡流是一种相当普遍的现象。对龙卷风而言,也是同样的原理,只是由空气取代了水。

龙卷风和雷暴

龙卷风并没有使整个过程开始的“下水道”,但它有雷暴云。典型的雷暴云可以聚集巨大的能量。当条件具备时,这种能量可以使空气向上进入云层中。在超级雷暴(大且持续时间长的雷暴)中,这股向上的吸力尤为强劲。如果吸力足够强劲,空气就会形成涡流,正如水在水池中形成的涡流一样。雷暴云下方形成的空气涡流就是龙卷风。

龙卷风

产生龙卷风的超级蜂窝式云

龙卷风从雷暴云中蜿蜒而出,犹如一条巨大且上下翻转的空气带。通常,龙卷风的风速可达320~480千米/小时。当涡流触及地面时,旋转运动的风(还有向上的吸力与向下的压力之间的相互作用)产生的巨大风速会造成不可估量的损失。

龙卷风的运行轨迹与积雨云的轨迹相同,但也经常出现飘移。当涡流被扰乱时,就会出现飘移(可能是由空气的流动造成的)。你可能注意到,要扰乱浴缸里的涡流轻而易举,但涡流总会恢复正常。龙卷风的涡流也可能被扰乱而出现中断,它也会沿着运动轨迹重新恢复。

龙卷风是大自然令人吃惊的力量。许多行业的人们都在穷尽毕生精力研究龙卷风。气象学家、其他科学家以及“追风者”们通过辛勤的劳动,帮助我们更好地理解了龙卷风的形成原理。