18新利最新登入龙卷风是如何工作的

龙卷风袭击德克萨斯州潘帕。查看更多自然灾害图片。"width=
龙卷风袭击德克萨斯州潘帕。查看更多自然灾害图片。
艾伦·r·莫勒/斯通/盖蒂图片社

神话中充满了奇异而具有破坏性的生物。如果这不是一个摧毁城市的天使,那就是巨人们在毫无防备的城镇里漫步复仇。在现实中,我们可能遇到的所有灾难都是自然现象和人的意志造成的。但在我们这个世界上所有的破坏性力量中,没有一种能像那些神话怪物一样凶猛。这些风暴就像一把匕首从.他们像巨人一样耸立在最高的建筑之上。当他们猛烈抨击周围环境时,他们的行为往往带有恶意和有意识的意图。

抛开恐惧和迷信,你面对的仍然是自然界中最令人敬畏的景象之一。这些扭曲的风暴柱可以达到318英里/小时(512公里/小时)的风速,测量直径数英里,留下疤痕地球并在此过程中摧毁房屋和建筑。然而,在世界上的一些地方,这种强烈的风暴经常发生。仅美国一年就经历了1000多场龙卷风,除了南极洲以外的每个大陆都报道过风暴[来源:Tarbuck]。

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虽然大多数风暴都很弱,发生在人口稀少的地区,但龙卷风已经袭击了大城市,给许多城镇造成了严重的人员伤亡。1925年,臭名昭著的美国三州龙卷风袭击了密苏里州、伊利诺伊州和印第安纳州的部分地区,夺走了695人的生命。

你的浴缸能告诉你关于龙卷风的什么

一个简单的浴缸漩涡的机制与龙卷风的漩涡非常相似。"width=
一个简单的浴缸漩涡的机制与龙卷风的漩涡非常相似。
Darryl Torckler/The Image Bank/盖蒂图片社

如果你曾经在你的浴缸或水槽排水时看到漩涡形成,那么你就见证了龙卷风的基本原理。排水管的漩涡,也被称为,是由排水管在水体中产生的下沉气流形成的。向下流入排水管的水流开始旋转,随着旋转速度的加快,形成了漩涡。

为什么水开始旋转?有很多解释,但这里有一种解释。想象自己是水中的一个粒子,突然被拉向排水管产生的吸力。一开始,你会发现自己在加速奔向下水道。然后,毫不夸张地说,有一个转折。由于你之前的动量和同时冲向排水沟的其他粒子的数量,当你到达时,你很可能会被推到吸力点的一侧。这种偏转会让你螺旋式地进入吸力点,就像飞蛾螺旋式地飞向光亮。一旦螺旋从一个方向开始,它往往会影响所有其他到达的粒子。产生了很强的螺旋趋势。最终,有足够的螺旋能量形成漩涡。

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漩涡显然是一种常见的现象。毕竟,你总是能在浴缸和水槽里看到它们。小尘暴有时是风吹过炎热的沙漠时形成的森林大火已知产生爬升漩涡的火焰和灰烬叫什么火旋转.科学家们甚至观察到了沙尘暴火星和发现太阳能龙卷风太阳

在龙卷风中,同样的事情发生在我们的浴缸例子中,除了空气而不是水。很多地球的风的模式是由低压中心决定的,低压中心从周围地区吸入较冷的高压空气。这种气流将低压空气推到更高的高度,但随后空气被加热,并被后面的所有空气推到更高的高度。龙卷风内部的气压比周围空气的气压低10%,导致周围空气更快地涌入。

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龙卷风和雷暴

龙卷风由新墨西哥州雷暴的中气旋而来。"width=
龙卷风由新墨西哥州雷暴的中气旋而来。
A. T.威利特/影像银行/盖蒂图片社

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:暖湿气团上升并冷却,导致蒸汽凝结成云。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?

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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]。

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。

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龙卷风评级

龙卷风是最危险的风暴之一地球随着气象学家努力保护弱势群体通过早期预警它有助于根据风暴的严重程度和潜在损害对风暴进行分类。龙卷风最初被评为Fujita规模以它的发明者、芝加哥大学气象学家藤田T. Theodore Fujita的名字命名。气象学家在1971年根据龙卷风造成的风速和破坏类型创建了这个等级。在最初的天平上有六个等级。

F0

  • 风速:40-72英里/小时(64-116公里/小时)
  • 光损伤:从树上撕下树枝;从地上拔起浅根的树木;会损坏路标、交通信号和烟囱吗

F1

  • 风速:73 - 112英里/小时(117 - 180公里/小时)
  • 中等损坏:屋顶材料和乙烯基壁板可能会移位;移动房屋非常脆弱,很容易从地基上被撞倒或倒塌;驾车者可能会被撞出路面,甚至翻车

F2

  • 风速:113 - 157英里/小时(181 - 253公里/小时)
  • 相当大的破坏:生长良好的树木很容易被连根拔起;活动房屋数量锐减;房屋的整个屋顶可能被扯下来;火车车厢和卡车拖车被撞倒;小物件变成危险的导弹

F3

  • 风速:158 - 206英里/小时(254 - 332公里/小时)
  • 严重破坏:森林被破坏,因为大部分树木被从地上拔起;整列火车都脱轨并被撞倒;房屋的墙壁和屋顶被掀翻

F4

  • 风速:207 - 260英里/小时(333 - 418公里/小时)
  • 毁灭性破坏:房屋和其他小型建筑可能完全被夷为平地;汽车在空中行驶

F5

  • 风速:261 - 318英里/小时(419 - 512公里/小时)
  • 难以置信的伤害:当汽车被抛向空中时,它们就变成了弹丸;整栋房子被从地基上扯下来,滚向远处,完全被摧毁;钢筋混凝土结构可能严重受损[来源:美国国家海洋和大气管理局

2007年2月,藤田分级被增强藤田分级所取代。新的“EF”比额表与其前身相似。它将龙卷风分为六个不同的类别(EF0到EF5,而不是F0到F5)。然而,EF等级的不同之处在于用于评估龙卷风破坏程度的标准18新利最新登入数量。首先,有损坏指示器——在龙卷风中可能损坏的物体。这些树被分为1(小谷仓)到28(软木树)。每个损伤指标也可以经历变化损坏程度国防部的).每个DOD对应估计风速。

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例如,一家汽车旅馆有10度的损害,从窗户破碎(3)到大部分屋顶倒塌(6)到建筑物完全破坏(10)。如果一家汽车旅馆的窗户被打破了,但没有遭受更大范围的破坏,估计的最低可能风速是74英里每小时(119公里每小时),而估计的最高可能风速是107英里每小时(172公里每小时)。气象学家平均这些速度,意味着预期风速是89英里/小时(143公里/小时)。对EF等级的检查显示,89英里每小时属于EF1级,因此龙卷风被归类为EF1级。有关EF级的更多信18luck手机登录息,请参阅NOAA官方网站。

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更多优质链接

  • 戴维斯,T.尼尔。“尘暴第227条。”阿拉斯加科学论坛。1978年6月2日。(2008年9月26日)http://www.gi.alaska.edu/ScienceForum/ASF2/227.html
  • 爱德华兹,罗杰。“在线龙卷风常见问题解答。”美国国家海洋和大气管理局。2008年5月26日(2008年10月2日)http://www.spc.noaa.gov/faq/tornado/
  • 《SOHO区的惊喜包括太阳上的龙卷风》科学日报。1998年4月20日。(2008年9月26日)http://www.sciencedaily.com/releases/1998/04/980430083400.htm
  • 斯旺森,鲍勃和道尔·赖斯。“加州大火期间爆发了火涡。”《今日美国》。2006年7月13日(2008年9月26日)http://blogs.usatoday.com/weather/2006/07/fire_whirl_erup.html
  • 塔巴克,爱德华和弗雷德里克·鲁特根斯。地球科学:第11版。Pearson Prentice Hall出版社,2006年。
  • “龙卷风”。大英百科全书在线版。2008.(2008年9月26日)http://www.britannica.com/EBchecked/topic/599941/tornado
  • 《龙卷风科学,事实与历史》生活的科学。(2008年9月26日)http://www.livescience.com/environment/050322_tornado_season.html
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