龙卷风,想说爱你不容易

龙卷风,想说爱你不容易在堪萨斯州罗泽尔以东几公里的地方,龙卷风呼啸而过。
摄影:COLT FORNEY,你来掌镜

撰文:BRIAN CLARK HOWARD
 
  龙卷风是怎么形成的?又是怎么消失的?目前人类还没有完全了解这个恐怖的怪物。不过,一直致力于研究龙卷风、改进预警系统的科学家们已经找到了关键因素。
 
  龙卷风是一种剧烈旋转的气柱,横亘在地球表面与云层之间,通常是积雨云。气象学家Harold Brooks告诉我们,大部分龙卷风持续不到10分钟。Brooks供职于俄克拉何马州诺曼的国家海洋与大气管理局(NOAA)的国家强烈风暴实验室(NSSL)。
 
  大型龙卷风通常会持续更长时间,大约30分钟。最强龙卷风的风速超过每小时483公里,能把建筑连根拔起,空中直径超过3.2公里,几十公里内万物遭劫。
 
  更常见的龙卷风时速不到177公里,空中直径约76米,在横扫几公里之后就会消失。
 
  NOAA报告称,在美国,龙卷风平均每年会杀死60人,大部分人死于空中坠物。Brooks称,其中半数死亡是由只有最强龙卷风百分之一威力的龙卷风造成的。
 
龙卷风的形成
 
  Brooks为我们解释了龙卷风是如何诞生的。最猛烈的龙卷风源自于所谓的超级单体雷暴,这种雷暴和“普通雷暴的形成要素一样”:地表的气流温暖湿润,上方的气流相对较冷且干燥。接着,“温暖的气流上升,就像热气球一样”。
 
  超级单体雷暴还需要更多条件:风力增强,风向随高度改变。“上升气流开始旋转,超级单体诞生。”
 
  随着超级单体在高空中搅动,下方有30%的概率形成龙卷风。这是因为超级单体中的气流下沉,引起地面附近的气流随之旋转。

  然而,令科学家苦恼的是,“我们仍不知道为什么有些雷暴会带来龙卷风,另一些却不会,”风暴追逐者Tim Samaras在2013年初这样说道。Samaras是一名科学家,也是国家地理受让人。2013年5月31日,他在俄克拉何马州艾雷诺追逐龙卷风时,不幸身亡。
 
  Brooks表示,科学家认为在龙卷风的形成过程中,1000米高空中风的剧烈变化,以及相对较高的湿度是关键。另外,在风暴合适的位置出现下沉气流也很重要。
 
  龙卷风的形成还需要各种条件“恰好”满足:气流一定是冷的,但不能太冷,只能比周围的空气低几度。
 
“至于龙卷风怎么消失,我们也不太清楚:最后气流温度太低,阻止新的气流加入风暴,但细节方面仍是未知。”
 
迎击龙卷风
 
  除了南极洲,龙卷风造访过每一片大陆。记录最多的是在北美洲,据估计每年龙卷风袭击美国多达1200次,而其他许多国家也经常遇到龙卷风。
 
  美国受影响最严重的地区被称为“龙卷风走廊”,包括美国大平原:堪萨斯州、内布拉斯加州和达科塔州,以及得州部分地方。大规模天气模式往往集中在那片区域,导致发生龙卷风的可能性较高。
 
  然而,根据美国气象学会的数据,每平方公里遭遇龙卷风次数最多的是佛罗里达州,印第安纳州、伊利诺斯州、爱荷华州和路易斯安那州紧随其后。
 
  龙卷风可以出现在一年的任何时候,一天的任何时刻,不过多发于春季,尤其是北美洲的五六月。
 
  在很多国家,包括美国、加拿大、欧洲大陆各国,龙卷风的强度通常用增强藤田级数来衡量。EF0级会把树枝吹断,但实质的建筑结构基本安然无恙,最强级别的EF5级龙卷风则是所击者破,所当者摧。
 
  由于从龙卷风内部测量风速极其困难,科学家通常按照损毁情况来估计风速。
 
预测龙卷风
 
  和飓风相比,预测龙卷风要困难得多。飓风是一种规模更大、持续时间更长的风暴。根据NOAA的数据,从发布警报到龙卷风实际到达,平均时间约13分钟。(龙卷风警报意味着已经看到龙卷风,而龙卷风预警则表示有可能出现龙卷风。)
 
  国家灾害性天气实验室的预测警报研究项目旨在提高预警能力,但这显然并非易事。
 
  这个项目利用强大的软件,分析处理温度、湿度和其他大气变量等数据。Brooks说,有时这个系统“预测非常准确,有时则不然”。
 
  随着计算机的运算速度变快、处理数据的能力提升,预测的准确度将会提高。与此同时,对大气了解得越多,也有利于其他方面的进步,比如风力发电厂的规划、太阳能电池板的安置。
 
  Brooks补充说,“目前还不完全清楚,增加龙卷风预警的提前时间是否会让公众收益,因为我们不太确定人们会对这样的信息作何反应。”比如,很多人会忽略龙卷风预警,认为不太可能发生。但“但人们也可以好好利用这个消息,毕竟应急管理人员和弱势群体需要很长时间来做准备。”
 
  预测龙卷风的行进路线是一项极富挑战性的工作。Brooks表示,龙卷风通常与雷暴的移动方向一致,但这个路线不太稳定。
 
  “这种感觉有点像遛狗,走着走着,狗来来回回跑来跑去,你完全没办法。”

龙卷风,想说爱你不容易

(译者:Sky4)
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