强对流天气的灾害性天气之“龙卷风”是什么?
龙卷风(Tornado)是在极其不稳定的天气情况下,由两股空气强烈对流运动而产生的一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋。
龙卷风外貌奇特,它上部是一块乌黑或浓灰的积雨云,下部是下垂着的形如大象鼻子的漏斗状云柱,风速一般每秒50米至100米,有时可达每秒300米。由于龙卷风内部空气极为稀薄,导致温度急剧降低,促使水汽迅速凝结,这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状云(龙卷)产生的强烈的旋风,其风力可达12级以上,最大可达100米每秒以上,一般伴有雷雨,有时也伴有冰雹。
空气绕龙卷的轴快速旋转,受龙卷中心气压极度减小的吸引,近地面几十米厚的一薄层空气内,气流被从四面八方吸入涡旋的底部,并随即变为绕轴心向上的涡流。龙卷中的风总是气旋性的,其中心的气压可以比周围气压低百分之十,一般可低至400hPa,最低可达200hPa。龙卷风具有很大的吸吮作用,可把海(湖)水吸离海(湖)面,形成水柱,然后同云相接,俗称“龙取水”。
龙卷风产生的条件
龙卷风这种自然现象是云层中雷暴的产物,具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。龙卷风的形成可以分为四个阶段:
1、能产生龙卷风的积雨云都是巨型积雨云,在云-天放电过程中,云顶的正电量要比云底的负电量大得多;
2、经云内闪电中和后则云底的负电荷不足,携带大量正电荷的云团跟地面形成强大电场;
3、在静电引力的作用下,携带正电荷云团从云底向下伸出,携带负电荷的空气从四周汇聚而进行电中和;
4、在积雨云的底部首先出现一个漏斗云,其周围的空气高速地旋转。
如果云中的正电量足够大,漏斗云会迅速地向地面或水面延伸,当它与地表相接后就形成了龙卷风。龙卷风的云柱是向下运动的携带大量正电荷的云团气流,云柱与地表之间存在着强大的电场,该电场虽然不足以引发闪电,但却能够使地面或水面产生很强的负离子流(电子流)。在负离子流的带动下,空气迅速上升而形成一个低气压区,在大气压的作用下四周空气向低气压中心部位汇聚,汇聚来的空气在负离子流的作用下加速上升,汇聚气流受地 球自转偏向力的影响,龙卷风发生在北半球则逆时针旋转,发生在南半球则顺时针旋转。空气的上述运动,使龙卷风底部的气压越来越低,风速也越来越强。