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台风,龙卷风,江淮气旋有什么区别,龙卷风袭击海景房!广东一天发生三场龙卷风,这正常吗?

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一、台风,龙卷风,江淮气旋有什么区别

  1. 首先,长的不一样。卫星云图上,成熟台风是大圆盘,很强的台风有漂亮的风眼,而龙卷风藏在小块强对流云下面,在云图上根本看不出来。江淮气旋就是个逗号。

  2. 其次,大小尺寸不一样。台风和江淮气旋方圆几百到上千公里,最大的台风直径可达2000公里,而龙卷风直径一般几米到1公里,超过1公里的龙卷已属少见。换句话说,台风和江淮气旋总体来说尺寸区别不大,但两者和龙卷风尺寸区别很大。台风是龙卷风的几百倍、几千倍甚至上万倍大。有时候,台风的外围螺旋雨带里、江淮气旋的云系里也可能发生龙卷,台风眼墙里可能会出现强大的中尺度涡旋,和龙卷也有相似之处。

  3. 能量集中程度不一样。台风也是能量集中的猛烈涡旋,强台风、超强台风中心明确唯一,能量高度集中在台风眼墙上,也就是直径为10-100公里的一个环上。但龙卷的能量集中程度远远超过台风,它的能量集中在1公里甚至几米之内。因此龙卷风的风力一般要比台风大的多,最强的超强台风(2013年海燕)的风力只相当于中等强度的龙卷风。江淮气旋比较松散,能量分散在冷暖空气对峙的锋面上,一般都有上千公里,所以最大风力有限,一般不超过11级。

  4. 发生地域不一样。台风多发于热带海洋,龙卷在水、陆,寒带、温带、热带都能生成,但以温带最多。江淮气旋则顾名思义,主要影响江淮地区。江淮地区不知道是哪里?

  5. 发生机制不一样。台风全是暖空气,能量供给为海洋热量和水汽凝结潜热,江淮气旋是冷暖空气强烈交锋的产物,而龙卷除了要求冷暖空气强烈交锋外,还要一系列中小尺度机制,很复杂。台风产生的环境是相对正压环境,江淮气旋要斜压环境,而龙卷要求强斜压环境。

  6. 灾害方式不一样:

(1),从量级来看,台风灾害最大,龙卷次之,江淮气旋相对最小。在现代气象预报条件下,江淮气旋本身已经很难制造灾害,主要是次生灾害,但台风和龙卷灾害仍然难以避免。

(2),从灾害种类看,台风灾害第一是风暴潮,第二是暴雨,第三才是狂风;龙卷灾害主要是狂风。

二、在家里就能造出龙卷风,是真的吗?

6月23日下午,江苏苏北地区盐城阜宁县突遭强冰雹、龙卷风双重灾害袭击,伤亡巨大,损失惨重。23日22时,国家民政部发布消息,据初步统计,强对流天气造成因灾死亡78人,因灾受伤近500人,其中重伤近200人,受灾地区房屋倒损数量较多,电力通信设施被破坏,部分地区电力中断,通信基站无信号。

此次灾害中最令大家畏惧的恐怕就是“龙卷风”这个名词。

这个在欧美灾难大片中才能见到的景象到底是怎样形成的?有多大威力?其实,我们每天在家里都能见到“龙卷风”相似的原理,只不过我们并不认识它而已。

龙卷风是什么?

从物理学本质上讲,龙卷风其实是涡旋的一种。

所谓“涡旋”,英文翻译为vortex,是流体团的旋转运动,一般我们可以通俗的理解为“涡”。

空气动力学家形象的将其描述为“流体运动的肌腱”,北京航空航天大学陆士嘉教授更简明地解释为:“流体的本质就是涡,因为流体经不住搓,一搓就搓出了涡。

这里的“搓”,是指作用在流体上的剪切力。比如飞机、船舰、汽车、火车等物体在空气中运动,紧贴在物面上的空气由于黏附在物面上,会被物体带着一起运动,而远处的流体却在静止中,这就产生了对流体发生“搓”的剪切力。

飞机尾部“搓”出的气流涡旋

龙卷风就是大自然中众多涡旋的一种,常见的涡旋包括:

  • 涡旋星系:宇宙空间的涡旋星系,是大自然中尺度最大的涡旋,其尺度是“光年”。


  • 2013年美国宇航局(NASA)利用哈勃望远镜拍摄的旋涡星系NGC6984

  • 台风、飓风、热带风暴、热带气旋

  • 在气象预报的卫星云图上,我们经常可以看到由大团白云显示的旋转大尺度流体涡旋,其半径可达数百公里。


    2003年,美国Terra卫星捕获到的Kate飓风照片

    拍摄时Kate飓风持续风速为115英里/小时,以12英里/小时的速度向西移动

  • 龙卷风

  • 按照气象学的定义:龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是在强烈不稳定天气条件下,由空气强烈对流运动产生的,通常是由雷暴云伸展至地面的漏斗云产生的强烈旋风。龙卷中心气压很低,中心风力可达每秒100—200米以上,具有极大的破坏力。

    2008年美国堪萨斯州大草原上空的陆龙卷

    2009年美国圣约翰河上出现的水龙卷

    其他类似于沙尘暴、海啸等也都是自然界常见涡旋的表现形式。

    2001年美国宇航局卫星在亚洲上拍摄到的沙尘暴涡旋

    2011年日本海啸和地震过后海上形成巨大的漩涡

    在日常生活中,我们经常看到的这种现象:在盛满水的洗手池或者澡盆中,将塞子拔掉,会形成一个漩涡,科学上叫做“澡盆涡”,这就是典型的涡旋现象。

    洗手池中的澡盆涡

    美国科技馆中模拟龙卷风的“澡盆涡”

    所以可以说,在家里的厨房或者浴室里,我们就可以轻松地模拟出龙卷风的物理机理。

    龙卷风卫星云图

    龙卷风的形成机理

    既然知道了龙卷风属于涡旋的一种,那么龙卷风是如何形成的呢?

    今年4月份,甘肃省酒泉市瓜州县渊泉小学举行春季运动会,天气状况非常好,但是突然就刮起了旋风,一名9岁男孩瞬间被卷起几米高,这就是“龙卷风”吗?


    现场画面

    其实,这只是很小尺度的气流不稳定性造成的,一般我们成为“尘卷风”,类似的还有4月初,北京北海公园也出现过尘卷风,当时还掀翻了几艘小船。

    而龙卷风必须是由中尺度的气流不稳定性造成的,其平均直径为200-300米,最小直径几十米,最大1000米左右,持续时间一般几分钟至十几分钟,最多不超过几小时,移动速度在15米/秒至70米/秒。

    龙卷风的形成与强雷暴云有关,雷暴巨大的能量中的一小部分在很小的区域集中释放,给龙卷风带来了能量。同时由于云层的一部分云柱向下伸展,并旋转向下水平辐合,类似于滑冰运动员在旋转时夹紧手臂,使得旋转速度越来越快,这种伸展的涡管旋转速度非常快,形成了漏斗状的云,构成了龙卷风的形状。


    滑冰运动员手臂夹紧会提高旋转速度

    具体来说龙卷风形成分为4个阶段:

    1.大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流影响,它被进一步加强。

    2.由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。

    3.随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强辐合,即初生的龙卷在气旋内部形成,形成龙卷核心。

    4.龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面,当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风俗急剧上升,形成龙卷风。


    龙卷风形成机理(图片来源自《力学与实践》)


    龙卷风中的气流方向

    简单来说,龙卷风的形成和消失,都是气流运动不稳定的过程。

    遇到龙卷风如何自救?

  • 立刻离开危险房屋、活动场所或其他简易临时住处,到附近比较坚固的房屋内躲避。

  • 如在汽车中,应及时离开,到达低洼地躲避,因为汽车本身没有防御龙卷风的能力,一旦汽车和人同时被龙卷风卷起,危害更大。

  • 迅速朝龙卷风移动方向的垂直方向跑动,伏于低洼地面、沟渠等,远离大树、电线杆、广告牌、围墙等,以免被砸、被压或发生触电事故。

  • 躲避龙卷风最为安全的地方是位于地下的空间或场所,地面上所有建筑物此时都不是最安全的躲避场所。


  • 监制:中国科学院计算机网络信息中心

    出品:科普中国

    制作:中国科学院力学研究所老三

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    本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。

    龙卷风袭击海景房!广东一天发生三场龙卷风,这正常吗?

    原创2022-07-0300:11·中国气象爱好者7月2日,在南海上不断发展的台风暹芭不断逼近华南,7月2日下午3点前后,台风暹芭登陆广东省茂名市电白区,登陆时中心气压965百帕,最大风力12级。暹芭成为2022年我国首个登陆台风,也是2011年以来,电白区的首个登陆台风。7月2日中午,从风云四号高清可见光卫星云图上看,在台风暹芭逼近之际,其东侧大量的雨带也在广东沿海上岸,除了台风中心附近的粤西多地大风大雨,广东中东部多地其实也风雨不断。

    在台风暹芭东侧不断甩上岸的外围雨带中,不仅带来了持续的风雨天气,当中部分强对流云团还诱发了另一种更加激烈的天气——龙卷风。比如7月2日上午,广东潮州潮安浮洋镇就发生了一次龙卷风,网友拍摄的视频画面显示,潮州龙卷风有着清晰的旋转云柱,甚至将一片板房铁皮撕成碎片,这正是台风暹芭的外围雨带中诱发。

    实际上,7月2日广东发生龙卷风的地方还不少,同样是7月2日早上,汕头南澳岛也发生了一次龙卷风,而且还是“水陆两栖”——从海上过来的水龙卷在陆地上岸,直接吹袭海景房。

    7月2日下午,广东佛山南海区西樵镇也出现了龙卷风,从网友拍摄视频来看,这个龙卷时间很短但气势十足,浓密的云柱从云底探出延伸到近地面,一路扫过人口稠密的居民区。

    这三场龙卷风,都是台风暹芭诱发的,这个台风没得洗,它要负总责。从云图上大家也可以看出,龙卷风都发生在台风右侧,这里是东南西南两路气流打架的地方,所以台风登陆粤西,珠三角和粤东就容易出龙卷,这是一个规律。

    这里我们有个例子,那就是2015年的超强台风彩虹。台风彩虹于2015年10月上旬在南海北部猛烈爆发,并且最终以超强台风强度登陆广东湛江附近,但实际上,虽然彩虹登陆粤西沿海,但其螺旋雨带携带大量龙卷风扫过珠三角,佛山和顺德是重灾区,造成人员伤亡和珠三角大面积停电,这是10年代最严重的台风外围龙卷灾害。

    事后关台风彩虹诱生的龙卷风分析还登上了美国气象学会通报(BAMS),时候分析认为,台风彩虹外围螺旋雨带中诱发的龙卷风最大达到了EF3级,并且扫过珠三角,估算最大风力在17级以上,由于年代还比较近,相信很多网友应该还有印象。

    第三,有的同学要问了,广东一天之内三场龙卷风,6月16日以来六场龙卷风,这是不是太多了,怎么都有点美国的感觉了?其实,我国虽然龙卷比美国少一些,但放在全球来看,也是龙卷多发国家。但因为我国的地形原因,龙卷风一般时间短强度弱,所以过去都没有记录,让大家误以为我国龙卷少。

    像2019年7月辽宁开原龙卷,即使科技发展让人类已经有了相当精密的天气监视手段,但全世界仍然无法准确预报甚至判断龙卷风的发生,正如一些朋友所说,龙卷风刮不刮,“要等刮过之后才知道”。在辽宁开原龙卷风发生前后一小时内,气象雷达上发生了多次勾状回波特征,但只有一个是真正的龙卷,这是因为,和台风等大家伙相比,开原龙卷风宽度仅300米,寿命仅15分钟。如果台风是蓝鲸,龙卷风只是虾米那么大,所以我们气象观测网,能抓住台风,但现在还不可能抓住龙卷风,只能让它成为漏网之鱼。

    虽然龙卷风难以精密预报,但现在不一样了,现在是智能手机时代,互联网时代,大家人手一部摄像机,什么龙卷都能给你拍下来:就像2019年辽宁开原龙卷风,虽然发生突然,但所有开原市民都都成了追风人——在龙卷风的生成阶段,开原居民拍摄到了阴云中龙卷风漏斗云下探的形态;在龙卷风的形态巅峰阶段,村民们拍摄到龙卷风在阳光照耀下是上白下黄的柱形龙卷;在龙卷风跨越高速公路、进入人口稠密区期间,高速公路司机、开原市民在超近距离、超长时间地留下了大量珍贵图片影像资料。更有甚至,被龙卷风正面击中的尚品铭城的居民甚至留下了在龙卷涡旋之中的拍摄视频。

    而像是不久前6月中旬袭击广州地铁的从化龙卷,在龙卷风刚刚发生后,大量龙卷风的视频就被上传到各种网络平台上。

    所以大家要知道几个事实,第一我国一直是龙卷多发国家,龙卷风并不罕见,只是因为地形原因,一般比较小时间比较短;第二城市化、智能手机和互联网的发展,让更多龙卷被人看见,所以让人感觉龙卷变多;第三,龙卷风当然是一种灾害,但不管你喜不喜欢,龙卷都是客观存在的。我们人类既然占据了地球上更多的空间,自然也要准备好和更多的龙卷相遇。

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    龙卷风卫星云图
    发布人:nuanzao3 发布时间:2024-09-07