龍捲風......

龍捲風形態

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龍捲風的形態：
　　龍捲風在世界各地都有發生，在美國，每年有龍捲風的報導約有８００次．從墨西哥灣來的暖流和濕潤的空氣，經常與來自加拿大北部和洛基山脈寒冷，乾燥的風發生衝突導致了在美國一個寬闊的地帶內形長的許多龍捲風．這些地區內大多數龍捲風發生在四至六月份，數目大約佔全國的三分之一．它們通常發生在下午和傍晚，也有些在夜間發生．




龍捲風的結構：
　　龍捲風在溫暖濕潤的空氣和寒冷乾燥的空氣相遇的鋒面上而形成的．雷雨雲形成後，暖空氣上升，當暖空氣湧入以作不充的時候，空氣便開始旋轉．旋轉的空氣形成龍捲風．龍捲風在北半球通常是逆時針方向旋轉．許多個小龍捲風會同時從一個雷雨雲中形成的．





龍捲風簡介

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龍捲風簡介：
　　龍捲風是較颶風小的，但有更強烈旋轉風力的猛類風暴．龍捲風獨有的旋轉風從天上延伸到地面．有些龍捲風只會持續幾秒鐘，但是有些卻會持續一個小時以上．大多數龍捲風都是以每小時３５到６５公里的速度橫掃地面，所造成的破害約有有大有小．小的可能只有３米寬，大的龍捲風可能比這寬一百倍．

破害程度：




Ｔ‧西奧多‧藤田是芝加哥大學的地球物理教授，他以自己的名字把龍捲風的風速和破害程度分級．



龍捲風等級

風速：公里／小時

破害程度


F-0

低於116

輕微


F-1

117-180

中等


F-2

181-253

相當大


F-3

254-332

嚴重


F-4

333-419

災難性


F-5

420+

驚人



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龍捲風的移動與強度 :
　　大多數龍捲風從西南移向東北，它們也可能來自其他方向，繞著圈移動，或可能停滯不前。典型龍捲風的移動時速為55公里，但有些龍捲風的移速則高達每小時115公里。任何龍捲風都可造成一定程度的破壞。典型龍捲風的生命期少於15分鐘，有些則持續達7小時。
　　近代，許多氣象學家根據龍捲風的風速及破壞程度對比分析，把龍捲風分成幾個等級。最常見的是把龍捲風分成F0到F5的6個等級，如表1所示。
　　另外，依照強度大致可將龍捲風分成三種，如表2：
圖表一 :




龍捲風等級

風速kmh（公里/小時）

受災程度


F0

64 - 116公里

輕度災害


F1

117 - 180公里

中等災害


F2

181 - 253公里

較大災害


F3

254 - 332公里

嚴重災害


F4

333 - 418公里

摧毀性災害


F5

420 - 512公里


無可估量的災害





圖表二 :




種類

微弱龍捲風

強烈龍捲風

劇烈龍捲風


佔所有龍捲風的比例

約69%

約29%

約2%


致命的龍捲風比例

約5%以下

約30%

約70%


生命期

20分鐘以下

20分鐘以上

1小時以上


風的時速

203km以下

203~379km以下

379km以上


路徑長度

5公里以下

5~500公里

500公里以上


路徑寬度

50公尺以下

50~5000公尺

5000公尺以上


相當等級

F0 、F1

F2 、F3

F4 、F5










微弱龍捲風 (圖1Weak Tornadoes)





強烈龍捲風 (圖2 Strong Tornadoes)







劇烈龍捲風 (圖3 Violent Tornadoes)





圖1. 微弱龍捲風

圖2. 強烈龍捲風

圖3. 劇烈龍捲風

圖4. 水龍捲



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圖片參考：http://www.hkwcs.com/image/p2.JPG



圖片參考：http://www.hkwcs.com/image/p3.JPG



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龍捲風發生的季節與區域 :

　　北美大平原地區是地球上龍捲風生成最為有利的環境。根據報導統計顯示，世界上有75%的龍捲風發生在美國 (每年約800~1100個) ，另外的5%則侵襲了加拿大。大多數的龍捲風發生在春季的洛磯山脈東側。墨西哥灣沿岸各州龍捲風季節從早春開始。每年4、5月間，龍捲風出現數目最高，多發生於德克薩斯州、奧克拉荷馬州、堪薩斯州、內布拉斯加州、達科他州等地 (這一帶稱為「龍捲風小徑」) 。5至8月間，中西部、大平原北部、大湖區等地出現龍捲風的頻率最高。晚秋期間，墨西哥灣沿岸又是龍捲風出現頻率最高的地方。有些颶風登陸時，在暴風雨中會產生較微弱但為數甚多的龍捲風。在大部分地區，白天最溫暖的時刻，龍捲風最為普遍，因為當時地表空氣被加熱而變得最不穩定；在大平原區及中西部平原，大多數龍捲風發生在午後到傍晚這段時間；在灣區各州，龍捲風在白天或夜間都有可能發生。

　　中國的地理環境與氣候環境和美國有很多相似之處，因此中國北自松遼平原 ，南迄長江流域、江南、華南、東南沿海，以及台灣，也經常有龍捲風發生。根據一項氣象資料統計顯示，台灣的龍捲風平均每年出現8至12次，而且北至新竹、南至屏東平原，以及東部的花蓮和台東，西部孤懸海中的澎湖等地區，都曾經出現過，但三分之二集中在台南縣市和高雄縣市的平原地帶和屏東平原 ，所以這個地區被氣象人員稱為「龍捲風窠」。台灣因地形特殊，緯度介於22度至25度之間，四面環海，中央山脈縱貫其間，且不乏超過3000公尺的高山峻嶺。因龍捲風的發生，除空氣具有潛在的極端不穩定及配合有利的天氣型式外 ，更須具有觸發因子來誘生，如美國冷鋒前颮線。在台灣地區，其有利的觸發因子即為中央山脈的地形影響。台灣中部和西南部平原地區，在春季、梅雨季 、夏季也常常出現龍捲風，只是強度不若美國之烈，但其造成的災害，亦甚可觀。


龍捲風與水龍捲 :

　　水龍捲（圖4）是一種在水面上方快速旋轉的空氣圓柱，它擁有龍捲風的各項特性。水龍捲通常由頂部隆突的積雲或積雨雲底部向下伸展。水中灰暗斑點有時表示有新的水龍捲即將形成，由大氣水凝結所產生的漏斗雲遲早將從雲底向下伸展。當一個完全的水龍捲形成時 ，它就由下而上地連接了灰暗斑點與漏斗雲。當風速增強而漏斗雲低垂時，在水面上方可能濺起高達30公尺的水沫環 。然而，大多數的水龍捲強度較龍捲風弱，通常一旦由水面移向陸地，其結構就將會被破壞掉。

龍捲風的成因:

產生龍捲風的母體是巨型積雨雲，此種雲寬達數十公里，可上升到16公里高空。我們將鍋中的冷水加熱，即可以發現經過加熱的水會上 升，上層冷水會下降，而經陽光照射使地面溫度升高之後，也會產生同樣的對流現象。

　　空中因此出現棉花塊般的白雲，這就是積雲，積雲繼續發展則形成積雨雲。 此時「潛熱」就發生重要作用。
積雨雪內部因潛熱不斷加溫雲中空氣，因此產生強大的上升氣流。



所謂「潛熱」 (latent heat)是水蒸氣變為液態水時釋出的熱能，例如攝氏25度，1公克水蒸氣變成同溫度的 液態水時，會釋出583卡潛熱。將手掌伸到沸騰水上方而感覺到會燙的熱度，就是水蒸氣變為白色小水滴時的潛熱。
　　此積雨雲在與來自北方低溫乾燥的噴射氣流合流後更形壯大，於是形成更多的雲粒、雨滴和冰晶，又促使潛熱釋出造出更強大的上升氣流，其每秒速度有時還達數十公尺，因而在地面引起暴風、豪雨、下雹、雷電，帶來災害。如果積雨雲會旋轉則能延長壽命，可能成為巨型積雨雲。
　　溫熱多濕的東南風，與順沿洛磯山脈南下西北風 的界線就是乾燥線。乾燥線顯現出波浪狀形態並在即將形成旋渦時，牆雲就由巨型積雨雲中出現而發生龍捲風。
　　繼這項發現之後才產生我們在電影中看到的組織化「龍捲風搜尋者」，而他們也真的可說是龍捲風研究的先鋒。根據這些人的研究成果，我們將產生龍捲風 的巨型積雨雲稱為「超級氣囊」(super cell)以便劃分。


平原的威脅

　　威力最強的龍捲風發生在中國和美國的開闊平原上，龍捲風的核心附近， 環繞的風速可達每小時480公里。


破壞痕跡

　　龍捲風肆虐的地帶雖然狹窄，但是所經之處卻滿目瘡痍。

　　例如：右上圖美國肯塔基的一個小鎮。在龍捲風過境之後，有些屋子幾乎片瓦不存。


水柱

　　龍捲風不一定都發生 在陸地上，在水面形 成的龍捲風會造成水 柱。在穿過水面移往 陸地的時候，會損失 能量。龍捲風所形成 的水柱通常僅限於溫暖的季節，並發主於淺水區。

龍捲風紀實

**美國每年平均有 750 個龍捲風，最常發主在4到6月之間。

**旋轉極快的龍捲風通常會分成幾個較小的龍捲風。

**1981年11月，英國反常地爆發102個小龍捲風

　　 我們一直無法明瞭龍捲風的結構，因為危險度極高而不易接近，又龍捲風是產生在巨型積雨雲下方，所以也無法由上空觀測。華曼等人利用都卜勒雷達取得的龍捲風反射強度水平分布圖十分類似颱風形態，不過颱風具有數百倍於龍捲風的規模，形態很像颱風。
　　龍捲風中心的反射強度較弱，很像平靜晴朗的颱風眼，周圍是具有強烈反射波的甜甜圈型環狀，這是被中心強風欥散的砂土和破片，相當於颱風眼四周的巨型積雨雲群。環外的旋臂是由被巨型積雨雲輻合的周圍氣流吹動的砂土和破片形成，等於颱風的暴雨帶。


極盛期過後，上層積雨雲與中心之間的氣壓差加大，氣流便向下曳出，這是「下曳氣型(噴出型)」龍捲風。中心的下曳氣流碰撞地面後便向周圍擴散，並與被超級氣囊輻合的氣流相碰，為此在距離捲風中心數百公尺處形成甜甜圈型環狀上升氣流區。
　　由龍捲風欥出的強風吹動飛揚的砂土和破片，還會被輻合於甜甜圈型環內並一起上升，此狀況常會形成巨型龍捲風。 經雷達觀測到的甜甜圈型環的強烈反射波， 可知道此龍捲風是下曳氣流型，同時知道它以秒速70公尺以上速度向左旋轉。
　　龍捲風並非只發生在美國，中國大陸、東南 亞、印度、義大利等地均有龍捲風災害的報告。最近，鄰國日本也開始注意龍捲風和類似現象 的下曳猝爆(down bourst)，空中速度4公里以上， 4公里以下則稱微爆micro-bourst)及其帶來的 災害。
　　所謂「下曳猝爆」，是由已過極盛期之積雨雲產生的強烈下曳氣流撞碰地面後變成強風向四 周擴散的現象，很像龍捲風但旋轉範圍小於龍捲風，輻合和輻散則大於龍捲風。
　　 可能造成災害的局部性異常現象很多，例如威脅水上小艇的水龍捲(water-spout)，戈壁沙漠、撒哈拉沙漠、塔克拉瑪干沙漠等地的小塵暴(dust devil)、大西洋上的颶風(hurricane)以及侵襲太平洋西岸的颱風(tyPhoon)等。

超級氣囊成長到極盛期之前，龍捲風中的上升氣流就像吸塵器般吸進地面上的各種物質，這稱為「上升氣流型(吸進型)」。
　　此時砂土、破片等集中於龍捲風下端，環繞龍捲風中心的空氣受離心力影響，中心氣壓因此下降。

龍捲風的成因:

產生龍捲風的母體是巨型積雨雲，此種雲寬達數十公里，可上升到16公里高空。我們將鍋中的冷水加熱，即可以發現經過加熱的水會上 升，上層冷水會下降，而經陽光照射使地面溫度升高之後，也會產生同樣的對流現象。

　　空中因此出現棉花塊般的白雲，這就是積雲，積雲繼續發展則形成積雨雲。 此時「潛熱」就發生重要作用。
積雨雪內部因潛熱不斷加溫雲中空氣，因此產生強大的上升氣流。



所謂「潛熱」 (latent heat)是水蒸氣變為液態水時釋出的熱能，例如攝氏25度，1公克水蒸氣變成同溫度的 液態水時，會釋出583卡潛熱。將手掌伸到沸騰水上方而感覺到會燙的熱度，就是水蒸氣變為白色小水滴時的潛熱。
　　此積雨雲在與來自北方低溫乾燥的噴射氣流合流後更形壯大，於是形成更多的雲粒、雨滴和冰晶，又促使潛熱釋出造出更強大的上升氣流，其每秒速度有時還達數十公尺，因而在地面引起暴風、豪雨、下雹、雷電，帶來災害。如果積雨雲會旋轉則能延長壽命，可能成為巨型積雨雲。
　　溫熱多濕的東南風，與順沿洛磯山脈南下西北風 的界線就是乾燥線。乾燥線顯現出波浪狀形態並在即將形成旋渦時，牆雲就由巨型積雨雲中出現而發生龍捲風。
　　繼這項發現之後才產生我們在電影中看到的組織化「龍捲風搜尋者」，而他們也真的可說是龍捲風研究的先鋒。根據這些人的研究成果，我們將產生龍捲風 的巨型積雨雲稱為「超級氣囊」(super cell)以便劃分。


平原的威脅

　　威力最強的龍捲風發生在中國和美國的開闊平原上，龍捲風的核心附近， 環繞的風速可達每小時480公里。


破壞痕跡

　　龍捲風肆虐的地帶雖然狹窄，但是所經之處卻滿目瘡痍。

　　例如：右上圖美國肯塔基的一個小鎮。在龍捲風過境之後，有些屋子幾乎片瓦不存。


水柱

　　龍捲風不一定都發生 在陸地上，在水面形 成的龍捲風會造成水 柱。在穿過水面移往 陸地的時候，會損失 能量。龍捲風所形成 的水柱通常僅限於溫暖的季節，並發主於淺水區。

龍捲風紀實

**美國每年平均有 750 個龍捲風，最常發主在4到6月之間。

**旋轉極快的龍捲風通常會分成幾個較小的龍捲風。

**1981年11月，英國反常地爆發102個小龍捲風

　　 我們一直無法明瞭龍捲風的結構，因為危險度極高而不易接近，又龍捲風是產生在巨型積雨雲下方，所以也無法由上空觀測。華曼等人利用都卜勒雷達取得的龍捲風反射強度水平分布圖十分類似颱風形態，不過颱風具有數百倍於龍捲風的規模，形態很像颱風。
　　龍捲風中心的反射強度較弱，很像平靜晴朗的颱風眼，周圍是具有強烈反射波的甜甜圈型環狀，這是被中心強風欥散的砂土和破片，相當於颱風眼四周的巨型積雨雲群。環外的旋臂是由被巨型積雨雲輻合的周圍氣流吹動的砂土和破片形成，等於颱風的暴雨帶。


極盛期過後，上層積雨雲與中心之間的氣壓差加大，氣流便向下曳出，這是「下曳氣型(噴出型)」龍捲風。中心的下曳氣流碰撞地面後便向周圍擴散，並與被超級氣囊輻合的氣流相碰，為此在距離捲風中心數百公尺處形成甜甜圈型環狀上升氣流區。
　　由龍捲風欥出的強風吹動飛揚的砂土和破片，還會被輻合於甜甜圈型環內並一起上升，此狀況常會形成巨型龍捲風。 經雷達觀測到的甜甜圈型環的強烈反射波， 可知道此龍捲風是下曳氣流型，同時知道它以秒速70公尺以上速度向左旋轉。
　　龍捲風並非只發生在美國，中國大陸、東南 亞、印度、義大利等地均有龍捲風災害的報告。最近，鄰國日本也開始注意龍捲風和類似現象 的下曳猝爆(down bourst)，空中速度4公里以上， 4公里以下則稱微爆micro-bourst)及其帶來的 災害。
　　所謂「下曳猝爆」，是由已過極盛期之積雨雲產生的強烈下曳氣流撞碰地面後變成強風向四 周擴散的現象，很像龍捲風但旋轉範圍小於龍捲風，輻合和輻散則大於龍捲風。
　　 可能造成災害的局部性異常現象很多，例如威脅水上小艇的水龍捲(water-spout)，戈壁沙漠、撒哈拉沙漠、塔克拉瑪干沙漠等地的小塵暴(dust devil)、大西洋上的颶風(hurricane)以及侵襲太平洋西岸的颱風(tyPhoon)等。

超級氣囊成長到極盛期之前，龍捲風中的上升氣流就像吸塵器般吸進地面上的各種物質，這稱為「上升氣流型(吸進型)」。
　　此時砂土、破片等集中於龍捲風下端，環繞龍捲風中心的空氣受離心力影響，中心氣壓因此下降。