龙卷风：形成、探测与危害

一、龙卷风概述

龙卷风是一种广为人知的强大旋风，具有极大的威力和破坏力，所到之处常出现房倒树倾的景象，甚至会带来致命危害。过去，很多人迷信地认为龙卷风是上天的惩罚、老天爷发怒的表现。实际上，龙卷风是一种涡旋，空气绕龙卷的轴快速旋转，受龙卷中心气压极度减小的吸引，近地面几十米厚的一薄层空气内，气流从四面八方吸入涡旋底部，并随即变为绕轴心向上的涡流。龙卷中的风呈气旋性，其中心气压可比周围气压低百分之十。

二、龙卷风的形成

龙卷风是云层中雷暴的产物，是雷暴巨大能量中的一小部分在很小区域内集中释放的形式，其形成可分为四个阶段：

1. 大气的不稳定性产生强烈上升气流，受急流中最大过境气流影响，上升气流进一步加强。
2. 上升气流与垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用，在对流层中部开始旋转，形成中尺度气旋。
3. 中尺度气旋向地面发展和向上伸展，本身变细并增强。同时，气旋内部形成小面积的增强辅合，即初生的龙卷，产生气旋的过程形成龙卷核心。
4. 龙卷核心中的旋转强度足以使龙卷伸展到地面。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。

三、龙卷风的探测

龙卷风风速难以准确测量，因其发生至消散时间短、作用面积小，现有的探测仪器灵敏度不足。多普勒雷达是较为有效和常用的观测仪器，它对准龙卷风发出微波束，微波信号被龙卷风中的碎屑和雨点反射后重被雷达接收。若龙卷风远离雷达，反射回的微波信号频率向低频方向移动；若接近雷达，则向高频方向移动，此现象称为多普勒频移。雷达操作人员通过分析频移数据，可计算出龙卷风的速度和移动方向。

四、龙卷风的危害

龙卷风袭击突然而猛烈，所产生的风是地面上最强的。以1995年美国俄克拉何马州阿得莫尔市发生的一场陆龙卷为例，诸如屋顶之类的重物被吹出几十英里之远，大多数碎片落在陆龙卷通道左侧，按重量有明确降落地带，较轻的碎片可能飞到300多千米外才落地。在美国，龙卷风每年造成的死亡人数仅次于雷电，对建筑的破坏常是毁灭性的。在强烈龙卷风袭击下，房子屋顶会像滑翔翼般飞起来，屋顶被卷走后，房子其他部分也会崩解。因此，建筑房屋时加强房顶稳固性，有助于减少龙卷风过境时的损失。

综上所述，本文介绍了龙卷风的定义、形成奥秘、探测方法及危害。龙卷风威力巨大且难以预测，至今仍无法有效预防。