龍卷風：形成、探測與危害

一、龍卷風概述

龍卷風是一種廣為人知的強大旋風，具有極大的威力和破壞力，所到之處常出現房倒樹傾的景象，甚至會帶來致命危害。過去，很多人迷信地認為龍卷風是上天的懲罰、老天爺發怒的表現。實際上，龍卷風是一種渦旋，空氣繞龍卷的軸快速旋轉，受龍卷中心氣壓極度減小的吸引，近地面幾十米厚的一薄層空氣內，氣流從四面八方吸入渦旋底部，并隨即變為繞軸心向上的渦流。龍卷中的風呈氣旋性，其中心氣壓可比周圍氣壓低百分之十。

二、龍卷風的形成

龍卷風是云層中雷暴的產物，是雷暴巨大能量中的一小部分在很小區域內集中釋放的形式，其形成可分為四個階段：

1. 大氣的不穩定性產生強烈上升氣流，受急流中最大過境氣流影響，上升氣流進一步加強。
2. 上升氣流與垂直方向上速度和方向均有切變的風相互作用，在對流層中部開始旋轉，形成中尺度氣旋。
3. 中尺度氣旋向地面發展和向上伸展，本身變細并增強。同時，氣旋內部形成小面積的增強輔合，即初生的龍卷，產生氣旋的過程形成龍卷核心。
4. 龍卷核心中的旋轉強度足以使龍卷伸展到地面。當發展的渦旋到達地面高度時，地面氣壓急劇下降，地面風速急劇上升，形成龍卷。

三、龍卷風的探測

龍卷風風速難以準確測量，因其發生至消散時間短、作用面積小，現有的探測儀器靈敏度不足。多普勒雷達是較為有效和常用的觀測儀器，它對準龍卷風發出微波束，微波信號被龍卷風中的碎屑和雨點反射后重被雷達接收。若龍卷風遠離雷達，反射回的微波信號頻率向低頻方向移動；若接近雷達，則向高頻方向移動，此現象稱為多普勒頻移。雷達操作人員通過分析頻移數據，可計算出龍卷風的速度和移動方向。

四、龍卷風的危害

龍卷風襲擊突然而猛烈，所產生的風是地面上最強的。以1995年美國俄克拉何馬州阿得莫爾市發生的一場陸龍卷為例，諸如屋頂之類的重物被吹出幾十英里之遠，大多數碎片落在陸龍卷通道左側，按重量有明確降落地帶，較輕的碎片可能飛到300多千米外才落地。在美國，龍卷風每年造成的死亡人數僅次于雷電，對建筑的破壞常是毀滅性的。在強烈龍卷風襲擊下，房子屋頂會像滑翔翼般飛起來，屋頂被卷走后，房子其他部分也會崩解。因此，建筑房屋時加強房頂穩固性，有助于減少龍卷風過境時的損失。

綜上所述，本文介紹了龍卷風的定義、形成奧秘、探測方法及危害。龍卷風威力巨大且難以預測，至今仍無法有效預防。