威力龍捲風(組圖)

龍捲風是從強流積雨雲中伸向地面的一中小范圍強烈旋風。龍捲風出現時，往往有一個或數個如同「像鼻子」樣的漏斗狀雲柱從雲底向下伸展，同時伴隨狂風暴雨、雷電或冰雹。龍捲風漏斗狀中心由吸起的塵土和凝聚的水氣組成可見的「龍嘴」。龍捲風經過水麵，能吸水上升，形成水柱，同雲相接，俗稱「龍取水」。經過陸地，常會卷倒房屋，吹折電桿，甚至把人、畜和雜物吸捲到空中，帶往他處。

一般情況下，龍捲風是一種氣旋，它是大氣中最強烈的一種渦旋現象。龍捲風出現的時間和大氣中對流旺盛的時間相一致，主要出現在夏季6-9月，春末夏初也偶發生，尤以下午至傍晚最為多見。影響地面範圍從數米到幾十上百公里，龍捲風的直徑一般在十幾米到數百米之間。龍捲風的生存時間一般只有幾分鐘，最長也不超過數小時。風力特別大，在中心附近的風速可達100-200米/秒。　　

大多數龍捲風在北半球是逆時針旋轉，在南半球是順時針，也有例外情況。

二、龍捲風與能量

龍捲風中蘊含的能量是巨大的。當龍捲風的漏斗狀漩渦直徑為200米時，其旋流功率可達3萬兆瓦，相當於10座大型水電站的總電量。

龍捲風把江河湖海的水吸入後，通過漏斗狀漩渦，急劇上升，送到寒冷的大氣層，水凍結後自然又會釋放能量。

和龍捲風結構相彷的渦流，如旋風分離器、直升機螺旋槳、電扇、軸流式風機葉輪等設備形成的氣流，就是利用模仿龍捲風結構和原理來為我們服務的。

三、龍捲風形成的機理

設存在一個二維的氣流場，有能壓差存在，氣流就會運動，假設現在存在一股氣流開始運動，我們把這股氣流分為頭部和尾部，在頭部向前運動時，它的尾部後就會出現一個「負」壓區，就好像一輛行駛的汽車後面有一個尾隨的「負」壓區一樣，如果這股氣流不是一直沿直線向前運動，就會回過頭來運動，這時，就會出現「頭」、「尾」之間存在的能壓差！於是，「頭」部就會循著「尾」部的「負」壓區追去，使「頭」和「尾」銜接在一起(就像蛇咬住了自己的尾巴)，形成一個閉合的有序流動的「能流圈」。

根據機械能衡算的柏努利方程知道，當這股氣流運動動能增加時，它的「內部」能壓就會降低（機械能守恆），於是奇蹟發生了：「能流圈」內外側的氣流因為能壓高於「能流圈」的能壓，所以，不斷有氣流擠著湧向「能流圈」，使「能流圈」開始逐漸變「粗大」，有就是說，氣流在「能流圈」內的流通面積變大了！

流通面積越大，流動越有序（即形成了滯流），阻力就越小，所以氣流的流速也開始逐漸變大！速度越大——負壓越大——補充進來的氣流量就越多——「能流圈」越變得「粗大」，而且在「能流圈」外部的壓力作用下，「能流圈」的密度也增加了。

當「能流圈」內側的氣流湧向「能流圈」時，能壓越來越低，使「能流圈」（直徑）不斷變小，如果這時候「能流圈」的流動沒有新的方向突圍，就會被外側氣流的能壓擠跨而渙散、消失。

現在，我們再回到三維空間和氣象中的龍捲風去。因為「能流圈」的密度比較大，所以，它會「墜落」到第三維的方向上。

由於積雨雲上下溫度相差很大，上面的冷氣和下面的熱氣流形成對流，產生旋轉的「能流圈」，逐漸擴大，最後形成近似平行地面的二維「能流圈」，到成長到一定程度時，就會從雲中慢慢「墜」到地面，形成了龍捲風。