龙卷风是如何运作的

如果你曾经在浴缸里看到过漩涡形成或在排空浴缸时下沉水，那么你就见证了龙卷风的基本原理。排水沟的漩涡，也被称为涡，是由于排水管在水体中产生的下沉气流而形成的。向下流入排水沟的水开始旋转，当旋转加速时，一个漩涡就形成了。

为什么水开始旋转?有很多解释，但这里有一种思考方式。想象你自己是水中的一个粒子，突然被排水管产生的吸力拉了过去。一开始，你会发现自己加速奔向下水道。然后，毫不夸张地说，有一个转折。由于你之前的动量和同时冲向排水口的其他粒子的数量，当你到达时，你很可能会被推到吸力点的一边。这种偏转使你沿着螺旋路径进入吸力点，就像飞蛾盘旋着飞向光线。一旦螺旋从一个方向开始，它就会影响所有到达的其他粒子。一种非常强烈的螺旋趋势由此产生。最终，有足够的螺旋能量形成漩涡。

漩涡显然是一种常见的现象。毕竟，你总能在浴缸和水槽里看到它们。小尘旋风有时会在风吹过炎热的沙漠时形成森林大火已知会产生火焰和灰烬的上升漩涡吗火旋转. 科学家们甚至在月球上观察到了尘暴火星发现太阳龙卷风突然离开太阳．

在龙卷风中，类似的事情发生在浴缸的例子中，除了用空气而不是水。大量的地球的风向由低压中心决定，低压中心从周围地区吸入较冷的高压空气。这种气流将低压空气推向更高的高度，但随后空气加热，并被后面的所有空气向上推动。龙卷风内部的气压比周围空气的气压低10%，导致周围空气更快地涌入。

龙卷风不是突然形成的——它们是在雷暴中形成的，在雷暴中，已经有一股稳定的、向上的、低压的温暖气流开始形成龙卷风。这有点像一场摇滚音乐会引发了一场骚乱。情况本来就不稳定;他们只是升级为更危险的事情。

雷暴本身和许多其他风暴一样形成云一股温暖潮湿的气团上升并冷却，导致水水汽凝结成云。然而，如果上升气流继续，这团云团将继续增长，并上升4万英尺(12,192米)或更高，进入对流层这是我们生活的大气层的最底层。典型的雷雨云可以积聚大量的能量。如果条件合适，这些能量会在云中产生巨大的上升气流，但这些能量从何而来?

水蒸气在空气中凝结时就形成了云。这种物理状态的变化释放出热量，而热量是能量的一种形式。雷暴的大量能量是云凝结形成的结果。每克水凝结产生约600卡的热量，另外每克水的80卡热量来自上层大气的冻结。这种能量增加了上升气流的温度，以及空气向上和向下运动的动能。雷暴平均释放约1,000万千瓦时的能量，相当于一枚2万吨的核弹头[来源:大英百科全书].

在是由超级单体雷暴，上升气流特别强劲。如果它们足够强大，一个空气漩涡可以像水槽中形成的水漩涡一样发展。龙卷风的前兆被称为龙卷风中气旋，宽度通常为2至6英里(3至10公里)。一旦中气旋形成，大约有50%的几率风暴会在30分钟左右升级为龙卷风。

一些龙卷风由一个漩涡组成，但其他时候是多个吸力涡围绕龙卷风的中心旋转。这些风暴中的风暴可能较小，直径约为30英尺（9米），但它们的旋转速度极为强劲。

龙卷风从雷雨云中向下延伸，形成巨大的漩涡状气流。风速在200到300英里每小时(322到483公里每小时)范围内并不罕见。如果漩涡接触地面，旋风的速度(以及上升气流和气压差)会造成巨大的破坏，撕裂房屋，投掷可能致命的碎片。

龙卷风的路径是由其母雷雨云的路径控制的，而且它经常看起来是跳跃的。当涡流受到扰动时，就会发生跳变。你可能已经看到，在浴缸里搅乱漩涡很容易，但它会重新形成。同样的事情也会发生在龙卷风的漩涡上，导致它沿着其路径坍塌和重新形成。

较小的龙卷风可能只会持续几分钟，覆盖不到一英里的地面。然而，更大的风暴可以在地面停留数小时，覆盖超过90英里(150公里)，并在沿途造成几乎连续的破坏。

在这一点上，你可能想知道龙卷风最终是如何消散的。科学家们仍在争论这些致命的风暴究竟是如何消亡的，但其中一个主要的疑点正是雷暴的母体：旋转中气旋。龙卷风需要不稳定和旋转。破坏气流、带走水分或破坏其不稳定的冷热空气平衡，使其无法工作。通常，龙卷风会因为寒冷而死亡流出从下降的降水中产生的空气破坏了平衡。

龙卷风是地球上最危险的风暴之一地球气象学家努力保护弱势群体预警，它有助于根据风暴的严重程度和潜在损害对其进行分类。龙卷风最初是按天气分级的Fujita规模命名为其发明家，芝加哥大学气象学家T. Theodore Fujita。这位气象学家在1971年根据风速和龙卷风造成的破坏类型创建了这个等级。在最初的量表上有六个级别。

F0

一层楼

地上二层

F3

F4

F5

2007年2月，藤田等级被增强藤田等级所取代。新的“英孚”规模与之前的规模类似。它将龙卷风分为六个不同的类别(EF0到EF5，而不是F0到F5)。然而，EF级别的不同之处在于用于评估龙卷风损害程度的标准数量。首先是损坏指标——在龙卷风中可能被损坏的物体。这些树从1棵(小谷仓)到28棵(软木树)。每个伤害指示器也可以体验不同的效果度的损害（多德）.每个国防部都对应于估计的风速。

例如，一个汽车旅馆有10度的破坏，从窗户破碎(3)到大部分屋顶倒塌(6)到建筑物完全毁坏(10)。如果一家汽车旅馆的窗户被打破了，但没有受到更大的破坏，估计最低可能的风速是74英里每小时(119公里每小时)，而估计最高可能的速度是107英里每小时(172公里每小时)。气象学家平均这些速度，意味着预期的风速是89英里每小时(143公里每小时)。对EF级的检查显示，89英里/小时属于EF1级，因此该龙卷风被归类为EF1级。有关EF等级的更多信息，请参阅NOAA官方网站。