在看灾难片的时候,我们常常会看到巨大狂躁的龙卷风横空而来席卷地球,带来毁灭性的灾难。那么,现实中的龙卷风果真如影片中的那么触目惊心吗?它又是因为什么而产生的?
其实,现实中的龙卷风并没有强大到可以摧毁整座城市的地步,但是它所带来的危害也实属不小,并且,如果人类还没为此有所觉悟,继续污染和损害生态环境,那么,迟早有一天,龙卷风会像影片中那样怒不可遏地教训人类。
那么,先让我们来了解一下龙卷风的来历吧。龙卷风主要是由雷暴雨中上升的气流构成,它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,称之为“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,而且很像一个摆动不停的大象的鼻子。
在大平原上,春天是气团争取统治地位的季节,因为这一时期太阳的热度加剧了。冷空气在向极地撤退之前向南做最后的旅行;潮湿的空气从热带海域流入:干燥温暖的空气从沙漠地带而来,这是由于延长了白天时间,太阳辐射使干燥的陆地变得很热的缘故。龙卷风产生于这三种气团的相互碰撞,下午和晚上是最可能形成龙卷风的时间,因为母风暴源于受阳光照射的热气流。但是也并不是绝对,一天中没有任何时间可避免龙卷风的出现。
那么,龙卷风又为什么会诞生在雷雨云里呢?这是因为在雷雨云里,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,从左边伸出的云体叫“左龙卷”,从右边伸出的云体叫“右龙卷”;前者呈顺时针旋转,后者呈反时针旋转。伸到地面的一般是右龙卷,而左龙卷伸下来的机会不多。
龙卷风又分级别,最为猛烈的龙卷风是由超级云泡所产生的。当空气流入一个超级云泡的时候,科里奥利力给了它一个旋冲,产生了一种叫做中介气旋的小型低压中心,像它的最大的同胞一样。这种大气气旋的圆柱体在北半球通常逆时针旋转,在南半球则顺时针旋转。中介气团产生一种旋转能,这种旋转能可以被上升气流拉长并被集中到一个较小较密集的旋风中心。有时,一个中介气团将在龙卷风出现之前在云里加强20分钟之久。
龙卷风的脾气相当暴躁。一旦粉墨登场,就吼声如雷,犹如飞机机群在低空掠过。这可能是由于涡旋某些部分的风速超过声速,因而产生小振幅的冲击波。龙卷风里的风速究竟有多大?目前人们还无法测定,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。
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,甚至两个以上的漏斗云柱。它能卷起大量破坏物的碎片,比如树木、汽车、屋顶。猛烈的狂风可以从四周将暴雨裹的严严实实,也就是说龙卷风的范围小,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。它的风向也不固定,极大的破坏可以发生在点或条上,一栋住房可能被损坏,但他的邻居家却几乎未被触及,这是有可能的。龙卷风能够爬上高山,穿越溪谷,闯过丛林,还能够猛击摩天大楼。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。
当然,这样极具杀伤力的风暴持续的时间通常不会太长。尤其是当它的环流被其周围雨水冷却的空气剪除的时候。这很像气旋锢囚时所发生的那样,一个将要消亡的龙卷风经常呈现出绳子形状的外表,伴随着漏斗旋转,此时的环流已失去完整性。最终,龙卷风消失,碎片云状物坍落在地面上。
龙卷风的到来是可以预测的,它和下雨一样,在出现之前,总会出现一些奇怪的天气现象和特征的。比如,龙卷风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300千米外的雷雨云,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,随后还要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的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。如果把卫星与雷达结合起来,就能连续观察龙卷风的变化,可在龙卷风发生前的半小时发布警告。