龙卷风不是突然出现的——它们是由雷暴发展而来的,在雷暴中,已经有一股稳定的、向上流动的温暖低压空气开始形成龙卷风。这有点像一场摇滚音乐会爆发成一场骚乱。情况本来就不稳定;他们只会升级为更危险的事情。
雷暴本身的形成和许多其他的雷暴一样云:暖湿气团上升并冷却,导致水蒸汽凝结成云。18新利最新登入然而,如果上升气流继续,这团云团将继续增长,上升4万英尺(12,192米)或更高对流层这是我们生活的大气层的最底层。典型的雷暴云可以积聚巨大的能量。如果条件合适,这种能量会产生巨大的上升气流进入云层,但这种能量从何而来呢?
云是水蒸气在空气中凝结形成的。这种物理状态的变化会释放热量,而热量是能量的一种形式。雷暴的能量很大一部分是凝结形成云的结果。每克水凝结会产生大约600卡路里的热量,另外每克水在上层大气中结冰会产生80卡路里的热量。这种能量增加了上升气流的温度,以及向上和向下空气运动的动能。平均一次雷暴会释放大约1000万千瓦时的能量——相当于一枚2万吨的核弹头[来源:大英百科全书]。
在是由超级单体雷暴在美国,上升气流尤其强烈。如果它们足够强大,就会形成空气漩涡,就像水槽里形成水漩涡一样。这种龙卷风的前兆被称为龙卷风中气旋一般为2 - 6英里(3 - 10公里)宽。一旦形成中气旋,大约有50%的几率风暴将在30分钟内升级为龙卷风。
有些龙卷风由单一的漩涡组成,但其他时候有多个吸入漩涡围绕龙卷风中心旋转。这些风暴中的风暴可能较小,直径约为30英尺(9米),但它们经历了极其强大的旋转速度。
龙卷风从雷雨云中向下延伸,形成巨大的旋转空气绳。风速在200到300英里每小时(322到483公里每小时)的范围内并不罕见。如果漩涡接触地面,旋风的速度(以及上升气流和压力差)会造成巨大的破坏,撕裂房屋,抛出可能致命的碎片。
龙卷风的路径受其母雷云的路径控制,它通常会出现跳跃。当涡流受到干扰时,就会发生跳变。你可能已经看到,在浴缸里搅动漩涡很容易,但之后它会重新形成。同样的事情也会发生在龙卷风的漩涡上,导致它沿着路径崩溃并重新形成。
较小的龙卷风可能只持续几分钟,覆盖不到一英里的地面。然而,更大的风暴可以在地面停留18新利最新登入数小时,覆盖超过90英里(150公里),并在沿途造成近乎持续的破坏。
在这一点上,你可能想知道龙卷风最终是如何消散的。18新利最新登入科学家们仍在争论这些致命风暴是如何死亡的,但其中一个主要的怀疑正18新利最新登入是雷暴的母体:旋转的中气旋。龙卷风需要不稳定和旋转。扰乱气流,带走它的水分或破坏它不稳定的冷热空气平衡,它就不能正常工作。通常,龙卷风会因为寒冷而死亡流出来自降水的大量空气打破了平衡。