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你遇见过龙卷风和台风吗?

2018-01-23 13:49  来源: 科普中国-科学原理一点通

台风是发生在西北太平洋和南海海域的强热带气旋(风速超过32.6米/秒)。台风是一种破坏力很强的灾害性天气系统。大多数会发生在夏秋季节,绝大多数影响我国的台风也出现在这两个季节。

龙卷风是一种伴随着高速旋转的漏斗状云柱的强风涡旋。龙卷风中心附近风速最大可达300米/秒,比台风近中心最大风速大好几倍。龙卷风范围小,但很集中,破坏力特别强,几乎很难提前监测到。

 

龙卷风的旋转是逆时针还是顺时针?

 

当你把一大桶水一下子倒入洗手池的时候,你注意过水是怎样从排水孔流入下水道的吗?绝大部分情况下,它们会旋转着流入下水道。那么,你注意到它是顺时针还是逆时针旋转着流下去的呢?

龙卷风是一个像陀螺一样髙速旋转、头大脚小的怪物,它的速度非常快,中心附近的最大风速可以达到每秒二三百米。龙卷风出现时往往伴随着雷雨闪电以及鸡蛋般大小的冰雹,再加上巨大的风力,危险且惊人。

那么,龙卷风是顺时针旋转还是逆时针旋转的呢?在北半球,人们记录到的大部分龙卷风是逆时针旋转的,但也有顺时针旋转的。地球自转产生的偏向力在南北半球的方向不一样:如果运动的物体处在北半球,地转偏向力的作用会让它右偏,而在南半球则左偏。可是,这个地转偏向力有一个“毛病”,对小范围的物体运动起到的作用不大,而对大范围的物体运动作用非常明显。所以,对于像流入下水道的水这种非常小范围的运动,由于最初给它的微小扰动不同,旋转方向是不一定的,顺时针和逆时针旋转次数都差不多;而每年都影响东亚、东南亚沿岸的台风,因为体量巨大,受地转偏向力作用就总是逆时针旋转。然而,龙卷风却处在一个范围上,属于小尺度天气系统:受到地转偏向力的作用又不是很强。在北半球,大部分“听话”的龙卷风逆时针旋转;而少数体形较小又比较“叛逆”的龙卷风,就可能会是顺时针旋转。

有意思的是,有时候龙卷风还会成对出现,并且一个逆时针转、一个顺时针转,就像俩亲兄弟一样。

 

田野上的龙卷风

 

美国为什么经常遭遇龙卷风?

 

素有“龙卷风之乡”称号的美国,每年平均会发生近1200场龙卷风。大多数年份的5月前后是美国遭遇龙卷风袭击的高峰,一天出现好几次龙卷风的情况时有发生。大部分都发生在美国中东部大草原上,所以这些地区又有“龙卷风通道”的称谓。

我们知道,当冷气团和暖气团相遇,较轻的暖气团被较重的冷气团抬到高空,在寒冷的高空中,暖气团中的水汽凝结,于是就产生了云和雨。这种冷暖气团“交战”的场景会发生在世界上任何一个地方,但是,龙卷风季节在美国大草原上“作战”的气团,不是两军交锋,而是三方混战!最猛烈的风暴,也就在这混乱的交战中酝酿着。

随着“战斗”进行,高空处于“三明治”最顶部的干热空气越来越冷,也越来越重。终于,中层的暖湿空气托不住了,只好与它翻一个跟头。暖湿空气迅速上升,其中的能量被突然释放,形成非常高耸的云,随后便是强烈的风暴。此时的美国大草原电闪雷鸣、暴雨倾盆,还夹杂着冰雹。而高耸的风暴云顶部被很强的西风扫过,这些西风就像抽打陀螺的鞭子一样,会使得这些风暴云旋转起来,而风暴底部是一望无际毫无障碍的大草原。这个时候,如果小范围内有适宜孕育龙卷胚胎的条件,龙卷风就非常容易形成,但也并非所有强风暴云下都会发生龙卷风。

 

龙卷风奇观

 

中国沿海地区夏天为什么经常有台风?

 

人们观测发现,西北太平洋每年从1月到12月都可能有台风生成。气象记录显示,1955年1号台风生成于1月2日。但是由于夏季西北太平洋的天气条件最容易满足台风的生成条件,台风主要集中在7月到10月。这些热带气旋被副热带高压南缘的东风引导着向西移动,其中一些到达中国沿海地区。过去几十年里,登陆中国大陆的台风每年平均7个以上。

特别是每年夏天,中国沿海地区都要防范台风的袭击。随着台风研究的进一步深入,人们已经不满足于了解台风生成的基本条件。大家越来越希望能够更为准确地预测台风的发展和演变趋势。

 

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作者: 科学原理一点通   [责任编辑: 吕芮光]