第二章氣象迷宮1
大自然為我們創造了很多迷人氣象景觀的同時,又為我們創造了不同的災難,而有些災難令我們防不勝防,如龍卷風的古怪,球形閃電的神秘。不管是景觀還是災害,都還有很多不解之謎等著我們去研究,去探索。
龍卷風的奧秘
水龍卷與陸龍卷
龍卷風發生在水麵,稱為“水龍卷”;如發生在陸地上,則稱為“陸龍卷”。龍卷風外貌奇特,它上部是一塊烏黑或濃灰的積雨雲,下部是下垂著的形如大象鼻子似的漏鬥狀雲柱,具有小、快、猛、短的特點。
水龍卷直徑25米至100米。陸龍卷的直徑為100米至1000米。其風速一般每秒達50米至100米,有時可達每秒300米,超過聲速。
所以龍卷風所到之處便摧毀一切,它像巨大的吸塵器,經過地麵,地麵的一切都要被它卷走;它經過水庫、河流,常卷起衝天水柱,連水庫、河流的底部有時都暴露出來。同時,龍卷風又是短命的,往往隻有幾分鍾或幾十分鍾,最多幾小時。一般移動幾十米至10千米左右,便“壽終正寢”了。
龍卷風的力氣也是很大的。1956年9月24日上海曾發生過一次龍卷風,它輕而易舉地把一個11萬千克重的大儲油桶“舉”到15米高的高空,再甩到120米以外的地方。
1879年5月30日下午16時,在堪薩斯州北方的上空有兩塊又黑又濃的烏雲合並在一起。15分鍾後在雲層下端產生了旋渦。旋渦迅速增長,變成一根頂天立地的巨大風柱,在3個小時內像一條孽龍似的在整個州內胡作非為,所到之處無一幸免。
但是,最奇怪的事是發生在剛開始的時候,龍卷風旋渦橫過一條小河,遇上了一座峭壁,顯然是無法超過這個障礙物,旋渦便折返西進,那邊恰巧有一座新造的75米長的鐵路橋。龍卷風旋渦竟將它從石橋墩上“拔”起,把它扭了幾扭然後拋到水中。
龍卷風的古怪行為
龍卷風還有一些古怪行為使人難以捉摸。它席卷城鎮,搗毀房屋,把碗櫥從一個地方刮到另一個地方,卻沒有打碎碗櫥裏的一個碗;被它嚇呆的人們常常被它拋向高空,然後,又被它平平安安地送回地上;它能準確地把房屋的房頂刮到二三百米以外,然後拋在地上,而房內的一切卻保存得完整無損;有時它隻拔去一隻雞一側的毛,而另一側卻完好無缺;它將百年古鬆吹倒並撚成紐帶狀,而近旁的小楊樹卻連一根枝條都未受到折損。
龍卷風的成因之謎
蘇聯學者維克托·庫申提出了龍卷風的內引力即熱過程的成因新理論:當大氣變成像“有層的烤餅”時,裏麵很快形成暴雨雲,大量已變暖的濕潤空氣朝上急速移動,與此同時,附近區域的氣流迅速下降,形成了巨大的旋渦。在旋渦裏,濕潤的氣流沿著螺旋線向上飛速移動,內部形成一個稀薄的空間,空氣在裏麵迅速變冷,水蒸氣冷凝,這就是為什麼人們觀察到龍卷風像霧氣沉沉的雲柱的原因。
大多數龍卷風在北半球是逆時針旋轉,在南半球是順時針,也有例外情況。卷風形成的確切機理仍在研究中,一般認為是與大氣的劇烈活動有關。
龍卷風的風速究竟有多大
龍卷風長期以來一直是個謎,正是因為這個理由,所以有必要去了解它。龍卷風的襲擊突然而猛烈,產生的風是地麵最強的。由於它的出現和分散都十分突然,所以很難對它進行有效的觀測。
龍卷風的速度究竟有多大,沒有人真正知道,因為龍卷風發生至消散的時間短,作用麵積很小,以至於現有的探測儀器沒有足夠的靈敏度來對龍卷風進行準確的觀測。
相對來說,多普勒雷達是比較有效和常用的一種觀測儀器。多普勒雷達對準龍卷風發出的微波束,微波信號被龍卷風中的碎屑和雨點反射後重被雷達接收。
如果龍卷風遠離雷達而去,反射回的微波信號頻率將向低頻方向移動。反之,如果龍卷風越來越接近雷達,則反射回的信號將向高頻方向移動。這種現象被稱為多普勒頻移。接收到信號後,雷達操作人員就可以通過分析頻移數據,計算出龍卷風的速度和移動方向。
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龍卷風俗稱“龍吸水”,這也許是它漏鬥狀雲柱的外形很像神話中的“龍”從天而降,把水吸到空中而得名。實際上,它是從雷雨雲底伸向地麵或水麵的一種範圍很小而風力極大的強風旋渦。從19世紀以來,天氣預報的準確性大大提高,氣象雷達能夠監測到龍卷風、颶風等各種災害風暴。
可怕的火旋風
什麼是火旋風
火旋風又叫火怪、火焰龍卷風,是指當火情發生時,空氣的溫度和熱能滿足某些條件,火苗形成一個垂直的漩渦,旋風般直插入天空的罕見現象。旋轉火焰多發生在灌木林火。火苗的高度9米至60米不等,持續時間一般隻有幾分鍾,如果風力強勁能持續更長的時間。
火焰龍卷風的形成需要具備一定條件:強烈熱量和湧動風流結合在一起將形成旋轉的空氣渦流。這些空氣渦流可收緊形成類似龍卷風結構,旋轉著吸入燃燒殘骸和易燃氣體。
在火災中,火的熱力令空氣上升,周圍的空氣從四方八麵湧入,形成幅合,火焰龍卷風便形成了。有說在日本關東大地震,火災處處,都發生了好幾起的火焰龍卷風。
威斯康星火龍卷
1871年10月8日,一場森林大火席卷了威斯康星州東北部的格林貝灣兩岸,總共可能有1000人喪生。
那年的10月初,這裏是典型的印第安晚秋晴暖天氣:微風吹拂,空氣暖和而幹燥。在過去幾周的時間裏,這裏曾有多起小灌木林和森林起火,這大多是由伐木工遺留下的大量樹枝樹杈燃燒起來的。風小時,工人們和附近的人群還能控製住火勢。
然而10月8日正是星期天,西南風增大,使許多小火發展成熊熊大火。同時氣溫顯著升高,從密爾沃基站的觀測記錄看,10月7日最高氣溫為19度,而10月8日則上升為28度。到10月8日晚,兩處主要的森林大火從格林貝城附近慢慢地向東北方推進,盡管居民們全力撲救,試圖阻止大火蔓延,可是烈火無情,所經之處毀掉了大量的住宅,東到弗蘭克恩,西到佩什蒂戈的所有村莊全部被燒毀。