龙卷风灾害概述

龙卷风是从高空向下伸展出的强烈转动的漏斗状的云柱。所到之处，会把地面的水、尘土、泥沙卷起，甚至可拔树倒屋，人、畜也会一并升起。龙卷风影响范围虽小，但造成的灾情却很大。

本文介绍的是天气现象意义上的龙卷风。关于与“龙卷风”同名的其他主题，详见“龙卷风 (消歧义)”。

龙卷风（英语：tornado），又称卷风，是一种相当猛烈的天气现象，由快速旋转并造成直立中空管状的气流形成。龙卷风大小不一，但形状一般都呈上大下小的漏斗状，“漏斗”上接积雨云（极少数情况下为积云云底），下部一般与地面接触并且时常被一团尘土或碎片残骸等包围。

大多数龙卷风直径约75米，风速在64千米每小时至177千米每小时之间，可横扫数千米。还有一些龙卷风风速可超过480千米每小时，直径达1.6千米以上，移动路经超过100千米。

虽然除南极洲外的每块大陆都发现有龙卷风，但美国遭受的龙卷风比其他任何国家或地区都多。除此之外，龙卷风在加拿大南部、亚洲中南部和东部、南美洲中东部、非洲南部、欧洲西北部和东南部、澳大利亚西部和东南部以及新西兰等地区皆常有出现。

台湾虽然龙卷风不多见，但是根据气象学者研究，嘉南平原因为平原地形，平均每两年会出现一次龙卷风。在

2011年5月12日新北市新店区也发生过小型龙卷风。

形成

龙卷风往往来自于雷暴、超级单体、飑和飓风。通常认为龙卷风在冷空气穿过热空气层迫使暖空气急速上升时产生。雷暴伴随着龙卷风，闪电，有时还有冰雹。许多龙卷风在中气旋的末端出现。在雷达屏幕上，一个“钩状回波”往往就代表了一个可能存在龙卷风的区域。

疾风刮起的碎片导致建筑物受损。龙卷风的气流已被准确地测得超过480千米每小时。在北美洲，尽管龙卷风季节通常从3月到10月，但一年中随时都可能出现龙卷风。它们在午后和晚上容易出现：所有龙卷风中超过80%的在正午和午夜之间发生。

龙卷风外显现象的一般分析

第一，龙卷风的突然性。龙卷风的生成和消失都具有“突然性”的特点。在生成之前，半空中存在尺度深厚的黑压压的积雨云团(或雷暴云团)。云团内部和整体有时是运动剧烈的，有些情况下却是较为平静的。在这个过程中，地面上的风速是很低或较低的。当云团下部出现龙卷风旋体时，1.大多情况下，这个旋体会在较短时间内迅速地传递到地面，形成龙卷风的完整结构；2.较少情况下，这个旋体会悬于半空中，在维持较短时间后又“缩回”到云团中。这个旋体出现的过程所表现出的突然性主要体现在旋体的快速发展和地面风速突然增大上。同样地，这个旋体消失也表现出突然性。旋体消失后，地面风速迅速减小，与龙卷风过程中的风速相比简直就是“风平浪静”。

第二，龙卷风的体量。从大气涡旋生成和维持运行的外部环境来看，龙卷风和热带气旋是较接近的。热带气旋眼墙的直径在100--300km，从旋根到旋顶的直径变率较小，高度在10--14km；龙卷风旋体的直径变率较大，云团内部的旋体之间在1--10km，云团下部的“象鼻”部分的直径在600--100m，高度可延伸到云团顶部。因此，在气象学中热带气旋称为大尺度气旋，龙卷风称为小尺度气旋。

第三，龙卷风的风速。尽管在体量上有10--100倍的差距，但是两种大气涡旋所促成的地面风速的极值却是相反的。热带气旋的近地面最大风速一般可达54m/s，极值为70m/s；龙卷风的地面最大风速经常可达120m/s以上，极值可达200m/s。

龙卷风都是从云团中生成并逐步下传的，因此有2个推论：1.龙卷风生成的基本条件存在于云团内部 ；2.下部的“象鼻”由云团中的气旋驱动。我们知道，并不是所有的云团都会生成龙卷风，只在个别情况下才会生成。那么，这个“个别情况”究竟是什么样的情况，或者说是什么条件促成了云内气旋的生成呢？是什么物理过程在短时间内促成了龙卷风旋体高速旋转的呢？基于由表及里的思路，在后续讨论中，这2个推论将进一步延伸。

由于云团的遮蔽，人们无法直接观察到云内气旋究竟是如何生成的。于是多普勒雷达以及其他观测手段被用来观测云内气旋的生成过程。各种观察和观测手段和技术的发展本身就已经经历了相当长的时间。但是，龙卷风的生命期很短，一般只有几分钟，且生成地域的随机性很强，所以在龙卷风生成地适时展开探测设备的工作也困难重重。实际上，当人们在地面观察到龙卷风旋体时，其生命期已经越过了系统生成的初期。云内气旋究竟是如何生成的，其旋体的高速旋转以及近地面小范围内巨大的抽吸力是如何形成的，对这两个问题的理解是解释龙卷风生成的重要前提。

龙卷风旋体是高速旋转的，其周边的空气运动速度是相对低速的。以牛顿经典力学知道，相对低速的运动不能对相对高速运动提供动能(排除其他场力的情况下)。这个基本分析否定了外部已有的(顺风侧)水平风对龙卷风旋体提供增速的可能性。接下来的问题是，是什么过程导致了龙卷风的生成和生成后系统运动的维持？由于大气在大多情况下是看不见的，因此人们想要找到一个可见实物气旋实验就很困难；由于云团的遮蔽，人们又不能看到云内气旋的生成过程。由于这两个方面的原因，人们一直不能很清晰地解释龙卷风的生成问题。实际上，龙卷风也是以气旋方式运行的基本特征为人们探究其生成机制的工作提供了另外的可能。本质上看，龙卷风生成问题也是气旋生成问题。那么，气旋是如何生成的呢？