当前位置: 首页 » 风电资讯 » 风电百科 » 正文

龙卷风形成条件,探测方法,龙卷风的等级你知道吗?

放大字体  缩小字体 发布日期:2023-02-11   来源:风电招聘   作者:风力发电   浏览次数:108
核心提示:龙卷风 (天气现象) 龙卷风是发生于直展云系(cumuliform clouds)底部和下垫面之间的直立空管状旋转气流,是一类局地尺度的剧烈天气现象。龙卷风可见于热带和温带地区,包括美洲内陆、澳洲西部、印度半岛东北部等,常见的发生时间是春季和夏季 。 按形态和产生环境,龙卷风可以分为多涡旋龙卷、陆龙卷(landspout)、水龙卷(waterspout)等。龙卷风在观测上表现为狭长的漏斗云(funnel cloud)或类似形态的尘土/水柱。龙卷风的风速通常在30至130 米每秒,直径小于2 公里,活动

   

龙卷风 (天气现象) 龙卷风是发生于直展云系(cumuliform clouds)底部和下垫面之间的直立空管状旋转气流,是一类局地尺度的剧烈天气现象。
龙卷风可见于热带和温带地区,包括美洲内陆、澳洲西部、印度半岛东北部等,常见的发生时间是春季和夏季 。
按形态和产生环境,龙卷风可以分为多涡旋龙卷、陆龙卷(landspout)、水龙卷(waterspout)等。
龙卷风在观测上表现为狭长的漏斗云(funnel cloud)或类似形态的尘土/水柱。
龙卷风的风速通常在30至130 米每秒,直径小于2 公里,活动范围在0至25 公里不等,持续时间在10分钟左右,强度按增强的藤田级数(Enhanced Fujita scale, EF)可分为5个等级 。
尘卷风和火龙卷是与龙卷风相近的旋风(whirlwind),但不属于龙卷风范畴。
龙卷风的产生条件包括近地面的风切变和显著的垂直运动/不稳定能量,雷暴(thunderstorm)是能够满足以上条件的理想环境,也是引发龙卷风的主要原因 ,其中由超级单体(supercell)引发的龙卷被称为超级单体龙卷(supercell tornado),其它情形被称为非超级单体龙卷(nonsupercell tornado)。
超级单体龙卷强度的强度和规模通常大于非超级单体龙卷 。
龙卷风是一类气象灾害,其经过之处,常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象。
现代业务天气预报可以通过高频率的地面台站和遥感观测对龙卷风进行预警,但对预报经验有较高要求 。
此外一些地区也对龙卷风使用人工观测,此类项目被称为“风暴追踪(storm spotting)” 。
龙卷风,是一种具有一定破坏力的自然现象。
一般情况下,龙卷风是一种气旋。
它在接触地面时,直径从几米到几百米,平均为250米左右,最大为1000米左右。
在空中直径可有几千米,最大有10千米。
极大风速每小时可达150千米至450千米,龙卷风持续时间,一般仅几分钟,最长不过几小时。
所到之处万物遭劫。
龙卷风漏斗状中心由吸起的尘土和凝聚的水气组成可见的“龙嘴”。
在海洋上,尤其是在热带,类似的景象在发生称为海上龙卷风。
龙卷风通常是极其快速的,每秒钟100米的风速不足为奇,甚至达到每秒钟175米以上,比12级台风还要大五、六倍。
风的范围很小,一般直径只有25~100米,只在极少数的情况下直径才达到一公里以上;从发生到消失只有几分种,最多几个小时。
大多数龙卷风在北半球是逆时针旋转,在南半球是顺时针,也有例外情况。
卷风形成的确切机理仍在研究中,一般认为是与大气的剧烈活动有关。
从19世纪以来,天气预报的准确性大大提高,气象雷达能够监测到龙卷风、飓风等各种灾害风暴。
龙卷风经过之处,常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁建筑物等现象,它往往使成片庄稼、成万株果木瞬间被毁,令交通中断,房屋倒塌,人畜生命和经济遭受损失。
形成条件 龙卷风这种自然现象是云层中雷暴的产物,具体的说,龙卷风就是雷暴巨大能量中的一小部分在很小的区域内集中释放的一种形式。
龙卷风的形成可以分为四个阶段: (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的影响,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,一个小面积的增强辅合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,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,地面风速急剧上升,形成龙卷风。
探测方法 多普勒天气雷达探测 龙卷风发生至消散的时间短,作用面积很小,以至于现有的探测仪器没有足够的灵敏度来对龙卷风进行准确的观测。
相对来说,多普勒雷达是比较有效和常用的一种观测仪器。
多普勒雷达对准龙卷风发出的微波束,微波信号被龙卷风中的碎屑和雨点反射后重被雷达接收。
如果龙卷风远离雷达而去,反射回的微波信号频率将向低频方向移动;反之,如果龙卷风越来越接近雷达,则反射回的信号将向高频方向移动。
这种现象被称为多普勒频移。
接收到信号后,雷达操作人员就可以通过分析频移数据,计算出龙卷风的速度和移动方向。
[7] 双极化天气雷达探测 双极化技术的出现对多普勒天气雷达探测中气旋和龙卷进行了有力的补充,全面提升了对龙卷微物理特征分析与预警预报水平。
①由于多普勒天气雷达对较小尺度的龙卷涡旋探测需要具有良好的空间分辨率,然而对双极化探测而言并不需要太高的精度。
②双极化特征信号不同于多普勒特征信号,由于其是“各向同性”的,所以并不依赖于观测角度的变化。
③当龙卷在夜间发生或被大量降水包裹着难以通过多普勒雷达观测发现时,双极化信息更能有效地将其识别。
快速扫描雷达探测 Wurman 设计开发了第一部 X 波段移动式快速扫描雷达 Rapid DOW,该雷达每7秒可以完成一次 360°的体扫,在14秒的时间里可以探测到 12个波束范围的数据,并且其距离分辨率达到11米,更易于对龙卷三维结构进行研究。
从当前对龙卷的探测技术来看,快速扫描雷达在时空尺度上对龙卷观测独特优势。
而美国计划的下一代天气雷达网络也定位为多功能相控阵雷达。
所以可见该技术未来必将成为研究该类天气的主要手段。
[7] 主要类型 多漩涡龙卷风 多漩涡龙卷风(Multiple vortex)指带有两股以上围绕同一个中心旋转的漩涡的龙卷风。
多漩涡结构经常出现在剧烈的龙卷风上,并且这些小漩涡在主龙卷风经过的地区上往往会造成更大的破坏。
[8] 水龙卷 水龙卷(或称海龙卷,英文:waterspout)可以简单地定义为水上的龙卷风,通常意思是在水上的非超级单体龙卷风。
世界各地的海洋和湖泊等都可能出现水龙卷。
在美国,水龙卷通常发生在美国东南部海岸,尤其在佛罗里达南部和墨西哥湾。
水龙卷虽在定义上是龙卷风的一种,不过其破坏性要比最强大的大草原龙卷风小,但是它们仍然是相当危险的。
水龙卷能吹翻小船,毁坏船只,当吹袭陆地时就有更大的破坏,并夺去生命。
当水龙卷很可能产生或在海岸水域上已经看得见的时候,美国国家气象局将会经常发出特殊的海上警告,或者当水龙卷会向陆地移动时发出龙卷风警告。
陆龙卷 陆龙卷(英文:landspout,美国国家气象局称dust-tube tornado)用以描述一种和中尺度气旋没有关联的龙卷风。
陆龙卷和水龙卷有一些相同的特点,例如强度相对较弱、持续时间短、冷凝形成的漏斗云较小且经常不接触地面等。
虽然强度相对较弱,但陆龙卷依然会带来强风和严重破坏。
火龙卷 火龙卷,非常罕见的龙卷风形态,由陆龙卷与火焰的结合。
2010年,位于南半球的巴西遭遇罕见的干旱少雨天气,全国多地燃起了山火。
8月24日,巴西圣保罗市一处火点刮起了龙卷风,形成了罕见的火焰龙卷风景观。
龙卷风夹起火焰高达数米,像一条巨大的火龙旋转前进。
这条“火龙风”于24日被拍摄到。
“火龙”在燃烧的田野上飞舞高约数米高,阻断了一条公路。
为了熄灭这条“火龙”,当地出动了直升机。
出现“火龙风”的地区已经有3个月没有下雨。
异常干旱的天气和强劲的风势助长了此处的火势。
巴西全球电视台报道称,圣保罗地区的空气干燥程度已赶上了撒哈拉沙漠。
[8] EF分级 龙卷风按它的破坏程度不同,分为0-5增强藤田级数,简单来说就称为EF级,由1971年芝加哥大学的藤田哲也博士所提出。
EF0级:风速在65-85英里每小时,约合105-137公里每小时,虽然较弱,但还是足以把树枝吹断,把较轻的碎片卷起来击碎玻璃,一些烟囱会被吹断。
(出现几率极高,53.5%) EF1级:风速在每小时86-110英里每小时,约合138-177公里每小时,它们可以把屋顶吹走,把活动板房给吹翻,一些较轻的汽车会被吹翻或刮离路面。
(出现几率较高,31.6%) EF2级:风速在111-135英里每小时,约合178-217公里每小时,它们可以把沉重的甘草包吹出去几百米远,把一棵大树连根拔起,货车可以刮离路面。
(出现几率中等偏低,10.7%) EF3级:风速在136-165英里每小时,约合218-266公里每小时,它们可以把一辆较重汽车吹翻,树木被吹离地面,房屋一大半被毁,火车脱离轨道。
(出现几率低 ,3.4%) EF4级:风速在166-200英里每小时,约合267-322公里每小时,它们可以把一辆汽车刮飞,把一幢牢固的房屋夷为平地,树木被刮到几百米高空。
(出现几率很低,0.7%) EF5级:EF5级风速超过每小时200英里每小时,也就是超过了322公里每小时,房屋完全吹毁,汽车完全刮飞,路面上的沥青也会被刮走,货车、火车、列车全部脱离地面。
(出现几率较低偏高,20%—45%) 龙卷风并没有EF6级。
那是绝对不可能的,这是根据物理和气象学推算出来的,所以,1999年5月3日俄克拉荷马城的龙卷风不是EF6级,而是EF5级,但是电视台也报道过当天超过每小时512公里的风速,而且在一个雷达上估测到了318英里每小时的大风,这就表明龙卷风的破坏力量很大,不要相信有EF6级龙卷风,那是虚构。
除此之外,龙卷风还可以分为4个形状: 烟囱龙卷风:轮廓直,比较粗壮,强度中等,一般在EF2—EF4级左右。
绳形龙卷风:纤细,轮廓教弯,强度弱,一般在EF0—EF2左右。
楔形龙卷风:长度较宽,可达1.5公里,宽度超过高度,强度强,一般在EF4—EF5左右。
双胞胎龙卷风:两个龙卷风,有的粗,有的细,强度不定。

 
 
[ 风电资讯搜索 ]  [ 加入收藏 ]  [ 告诉好友 ]  [ 打印本文 ]  [ 违规举报 ]  [ 关闭窗口 ]

免责声明:
本网站部分内容来源于合作媒体、企业机构、网友提供和互联网的公开资料等,仅供参考。本网站对站内所有资讯的内容、观点保持中立,不对内容的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。如果有侵权等问题,请及时联系我们,我们将在收到通知后第一时间妥善处理该部分内容。
扫扫二维码用手机关注本条新闻报道也可关注本站官方微信账号:"风电之家",每日获得互联网最前沿资讯,热点产品深度分析!
 
 
0条 [查看全部]  相关评论

 
推荐图文
推荐风电资讯
点击排行