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氣象界的不速之客-龍捲風

 真正的龍捲

多漩渦龍捲

多漩渦龍捲風 指帶有兩股以上圍繞同一個中心旋轉的漩渦的龍捲風。 多漩渦結構經常出現在劇烈的龍捲風上,並且這些小漩渦在主龍捲風經過的地區上往往會造成更大的破壞。

 

水龍捲

主條目: 海龍捲風

水龍捲 (或稱 海龍捲 ,英文: waterspout )可以簡單地定義為水上的龍捲風,通常意思是在水上的非超級單體龍捲風。 世界各地的海洋和湖泊等都可能出現水龍捲。 在美國,水龍捲通常發生在美國東南部海岸,尤其在 佛羅里達 南部和 墨西哥灣 。 水龍捲雖在定義上是龍捲風的一種,不過其破壞性要比最強大的大草原龍捲風小,但是它們仍然是相當危險的。 水龍捲能吹翻小船,毀壞船隻,當吹襲陸地時就有更大的破壞,並奪去生命。 當水龍捲很可能產生或在海岸水域上已經看得見的時候, 美國國家氣象局 (National Weather Service)將會經常發出特殊的海上警告,或者當水龍捲會向陸地移動時發出龍捲風警告。

 

陸龍捲

陸龍捲 (英文: landspout ,美國國家氣象局稱 dust-tube tornado )是一個術語,用以描述一種和中尺度氣旋沒有關聯的龍捲風。 陸龍捲和水龍捲有一些相同的特點,例如強度相對較弱、持續時間短、冷凝形成的漏斗雲較小且經常不接觸地面等。 雖然強度相對較弱,但陸龍捲依然會帶來強風和嚴重破壞。

 

類似龍捲的現象

 陣風捲

陣風捲 (英文: gustnado )是一種和 陣風鋒 與 下擊暴流 有關的小型垂直方向旋轉的氣流。 由於它們嚴格來說和雲沒有關聯,所以就它們是否屬於龍捲風還存有爭議。 當從雷暴中溢出的快速移動干冷氣流流經溢出邊緣的靜止暖濕氣流時,會造成一種旋轉的效果(可用“ 滾軸雲 ”解釋),若低層的風切變夠強,這種旋轉就會水平(或傾斜)進行,並影響到地面,最終的結果就是陣風捲。陣風捲的旋轉方向不固定,可順時針亦可逆時針。

 

美國 南卡羅來納州 尊氏威爾市(Johnsonville)的一場塵捲

塵捲

主條目: 塵捲

塵捲 (英文: dust devil )也是一種柱狀的垂直旋轉氣流,因此和龍捲風很像。 然而,它們生成在晴朗的天氣下,並且絕大多數情況下比最弱的龍捲風還要弱。 氣溫較高時,如果地面因高溫形成很強的上升氣流,並且此時有足夠的低層 風切變 ,上升的熱氣流就可能做小範圍的 氣旋 運動,此時塵捲便會形成。 塵捲之所以不屬於龍捲風是因為它們在晴朗的天氣條件下形成而且和雲沒有什麼聯繫。 不過,它們偶 ​​爾也能引起大的破壞,尤其在乾燥地區。

形態

大多數龍捲風呈狹長的漏斗狀,幾十至幾百米寬,能捲起塵土碎片。 不過,龍捲風仍然有多種形態。

 

一個接近1 英里 寬的“楔狀龍捲”,它襲擊了美國 俄克拉何馬州 賓格鎮(Binger)。

相對較小和較弱的陸龍捲看起來只是像一小片地上捲起來的塵土。 雖然漏斗雲可能不會延伸到地面,但只要地面上相關聯的風擁有超過64千米每小時的風速,旋轉的氣流即可以被認為是一股龍捲風。 巨型單漩渦龍捲風看起來像一個巨大的 楔子 插進地裡,因而可稱為“楔狀龍捲”(wedge tornadowedge)。 這類龍捲風的漏斗雲很寬,就像一大塊烏雲,直徑比雲層底部到地面的距離還長。 即使是有經驗的風暴觀測者也無法在遠處區分低垂的雲團和楔狀龍捲風。 大型龍捲風多為楔狀龍捲但也不全是。

多漩渦龍捲風可以呈現成一組旋風圍繞一個同一個中心旋轉,也可以完全被凝結水氣、塵土和碎片等掩蓋,呈單一漏斗狀。

在衰亡階段,龍捲風就像細長的管子或繩子,且常常彎曲扭轉得奇形怪狀。

除了這些形態外,龍捲風還可能完全被雨或塵土掩蓋。 這樣的龍捲風特別危險,因為即使是經驗豐富的氣象學家也可能無法發現它們。

大小

在美國,龍捲風的直徑平均有150米。不過,龍捲風大小的變化幅度很大。 勢力弱或勢力雖強但接近尾聲的龍捲風可能會非常細長,有時僅幾 英尺 寬。 另一方面,楔狀的巨型龍捲的移動路經可以有1.6千米寬。

外觀

龍捲風的顏色多樣,取決於它們所處的環境。 乾燥環境下生成的龍捲風幾乎是透明的,只是在旋風底部能看到旋轉的塵土和碎片。 幾乎或完全不捲起碎片的漏斗雲是灰白色的。 當經過水體變成水龍捲時,它們會變得非常白甚至呈藍色。 移動緩慢的龍捲風由於捲起大量殘骸和泥土,顏色通常較深,並帶有被捲起物的顏色。 例如,位於美國中央大平原上的龍捲風由於紅色土壤的緣故會變紅。

 

1976 530日 俄克拉何馬州 沃里卡(Waurika)市龍捲風的兩張照片。 兩張照片由兩位攝影師幾乎在同一時間拍攝。 上面一張裡,龍捲風順光,因而漏斗雲幾乎呈白色;下面一張裡,照相機朝向相反方向,龍捲風逆光,陽光被雲層遮擋,漏斗雲看起來非常暗。

光照條件對龍捲風的外觀也有大的影響。 同一個龍捲風, 逆光 (即太陽光從龍捲風背後射下來)時會顯得非常暗, 順光 (即太陽光從觀察者背後射下來)時則會顯得比較灰或者非常的白。 日落時的龍捲風可以有很多種顏色,如黃、橙和粉紅。

雷暴 的狂風吹起來的塵埃、 暴雨 和強 冰雹 以及夜色都是減少龍捲風可見度的因素。 在這種情形下產生的龍捲風尤其危險,因為此時即將被龍捲風襲擊的區域的人們只能靠氣象雷達觀測或者龍捲風前進時發出的聲音才能知曉龍捲風的到來。 幸運的是,大多數大的龍捲風都發生在風暴的無雨區,而且大多數龍捲風發生在黃昏時間,這樣即使雲層很厚太陽光也可以穿過。此外,夜間發生的龍捲風也常常會被頻繁的閃電照亮。

包括車載多普勒移動雷達圖像和目擊者報告在內的越來越多的證據表明,龍捲風中心和 颱風 等 熱帶氣旋 的中心一樣,都比較晴朗、平靜且氣壓較低。 這一區域晴朗(也可能充滿塵埃),風力相對柔和。 由於陽光多被漏斗雲阻擋,這一區域也十分黑暗。 有些目擊者稱,閃電照亮了龍捲風,才使他們得以看到龍捲風的內部。

旋轉方式

龍捲風的旋轉方向一般同氣旋,即 北半球 逆時針 南半球 順時針。 規模大的風暴受 科里奧利力 的影響,總是做氣旋式的旋轉,而雷暴和龍捲風由於規模較小因而受科里奧利力的直接影響也較少。 但即使忽略科里奧利力的影響,在計算機數值模擬中超級單體和龍捲風仍做氣旋式的旋轉。

約有1%的龍捲風以 反氣旋 方式旋轉。 一般而言,只有陸龍捲和陣風捲屬於這一類型。