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一團(tuán)空氣既然要使旋轉(zhuǎn)運動在小范圍內(nèi)集中和加強(qiáng)起來，必須在開始就具有一定強(qiáng)度的旋轉(zhuǎn)。這在自轉(zhuǎn)的地球上一般是滿足的，因為除了在赤道附近或很小的區(qū)域內(nèi)，空氣總是具有一定程度旋轉(zhuǎn)的(在北半球是逆時針向的)。在大氣中很強(qiáng)的上升氣流是經(jīng)常出現(xiàn)的，但延續(xù)時間短暫，因而不一定引起龍卷的發(fā)生。要使龍卷發(fā)生，上升運動不但要強(qiáng)而且持續(xù)時間也要很長，只有空氣在整個深厚層次中具有不穩(wěn)定性時才會實現(xiàn)。即要求空氣是強(qiáng)烈對流不穩(wěn)定的。這個條件也是對流性雷暴發(fā)展的條件。觀測也表明，龍卷的發(fā)生總是與雷暴的出現(xiàn)密切相關(guān)。但在極少數(shù)情況下，在干燥空氣中也能出現(xiàn)強(qiáng)而持續(xù)的上升氣流。有人曾經(jīng)描寫過形成在澳大利亞叢林大火災(zāi)上的龍卷，這時它的溫度遞減率比干熱遞減還要大。 在美國，龍卷形成的條件很典型，它表現(xiàn)出與不穩(wěn)定空氣的發(fā)展、移動和爆發(fā)有緊密的關(guān)系。美國的龍卷常出現(xiàn)在春季和初夏，但一年的其它時期也可以發(fā)生。在年初，如2、3月龍卷主要出現(xiàn)在墨西哥灣沿岸，因為暖濕的空氣早在這里出現(xiàn)，以后隨著季節(jié)的推移，龍卷可能出現(xiàn)區(qū)域的中心向北移動，5月達(dá)到高峰，位于中西部中區(qū)。到6月，大龍卷區(qū)移到堪薩斯州、內(nèi)布拉斯加州、衣阿華州，而這時原來南面的得克薩斯和俄克拉荷馬兩州卻沒有什么龍卷。到了7月，龍卷區(qū)到達(dá)加拿大西部。因而整整四個月內(nèi)龍卷區(qū)完成了橫越美國大草原的長途旅行。它充分地表明龍卷的發(fā)展與不斷北移的不穩(wěn)定氣團(tuán)密切相關(guān)。 當(dāng)一層較厚的干層位于較淺薄的濕層之上時，空氣的不穩(wěn)定性強(qiáng)。由于這種不穩(wěn)定能量是潛在的，需要一定的條件才能釋放出來，因而這種空氣叫做條件不穩(wěn)定空氣。低層的空氣是來自南方，在天氣圖上表現(xiàn)為一支來自墨西哥灣很強(qiáng)的氣流。上部的干層是從西面越過南北向落基山脈的空氣，這種空氣不但干燥，還有一定的下沉運動。這種條件下不穩(wěn)定氣團(tuán)如果不通過一定方式轉(zhuǎn)變?yōu)樯詈癫环€(wěn)定氣團(tuán)使不穩(wěn)定能量釋放出來，是不會產(chǎn)生強(qiáng)而持續(xù)的上升運動以使龍卷生成。那么通過什么變化過程完成這種轉(zhuǎn)變呢？ 現(xiàn)在回答這個問題是困難的，因為實際觀測資料很少，現(xiàn)在的氣象觀測網(wǎng)還不適合了解發(fā)生在很小范圍的這種現(xiàn)象。有人從2465次大氣探測中只發(fā)現(xiàn)11次是能夠用來說明這種變化過程的，就是這11次也不是恰恰在龍卷發(fā)生的地點和時刻，而是距龍卷80千米以上，離龍卷出現(xiàn)前l(fā)小時之內(nèi)進(jìn)行的。這種資料所以稀少并不奇怪，因為氣球探空儀(測量大氣溫度、壓力、濕度)是在相隔幾百千米的地點釋放的，并且一般只進(jìn)行2次或4次。為了解釋這個重要問題，必須用裝備儀器的飛機(jī)進(jìn)行觀測，并積累較多的資料。 但是憑天氣預(yù)報人員的經(jīng)驗卻可以找到不穩(wěn)定能量得以釋放的條件。他們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)龍卷形成時在大氣中層(3～6千米)存在有一支狹窄的強(qiáng)風(fēng)速帶。常在龍卷形成前出現(xiàn)的颮線大致與這些風(fēng)相平行。正是這種風(fēng)的分布觸發(fā)了氣團(tuán)內(nèi)大量的上升運動，因為在某種條件下這支氣流將引起空氣在大氣低層輻合，在上層輻散出去，結(jié)果形成大量空氣上升。雖然垂直速度并不大(為5厘米/秒)，但如果以這個速度持續(xù)上升12小時，空氣能夠抬升到2千米，這能促使蘊藏的不穩(wěn)定能量釋放出來。 當(dāng)空氣對流不穩(wěn)定達(dá)到明顯的程度時，上升氣流愈來愈強(qiáng)，于是依次產(chǎn)生雷暴、冰雹、龍卷的條件就成熟了。事實上，在許多雷暴中只有其中一部分產(chǎn)生冰雹，而產(chǎn)生龍卷的少。 從上面的說明可知，龍卷發(fā)生的基本條件與強(qiáng)烈雷暴發(fā)生的條件是一樣的。但有些龍卷的發(fā)生不一定與雷暴或積雨云有關(guān)聯(lián)。有人曾在西太平洋熱帶的關(guān)島島嶼上觀察到信風(fēng)積云中也可以出現(xiàn)龍卷(水龍卷)，這種云的云頂高不超過3600米。龍卷維持了10分鐘左右，一動也不動，然后逐漸消失。 還有的龍卷，無論是發(fā)生條件和季節(jié)也都與上述有一定差異，很少出現(xiàn)理想的條件不穩(wěn)定空氣團(tuán)，例如在英國，由于夏季很少發(fā)生強(qiáng)烈雷暴，龍卷的出現(xiàn)也不集中，而是冬夏都有龍卷出現(xiàn)。在1963～1966年在英國曾出現(xiàn)了36個龍卷日，其中20個就是出現(xiàn)在1～3月的寒冷季節(jié)里，強(qiáng)度比美國的要弱得多。這表明兩處龍卷產(chǎn)生的條件是有一定差異的。在日本，龍卷的出現(xiàn)奇怪，在西岸，龍卷出現(xiàn)多的時期是在隆冬，這和冬季該處盛行的西北風(fēng)相應(yīng)，但在東岸，龍卷多的時期是在夏秋，即與臺風(fēng)盛行期一致。須知整個日本列島只有250千米寬，在這么短的距離，龍卷發(fā)生有那樣明顯的差異，這說明地理位置或大氣氣流條件的影響是多么鮮明！ 在我國沿海的龍卷有時與臺風(fēng)有關(guān)，它們常出現(xiàn)在臺風(fēng)的前緣。例如在1953年8月24日、1954年8月底和1956年9月24日在上海出現(xiàn)的一些龍卷就是發(fā)生在風(fēng)暴之前。據(jù)推測，這種龍卷可能與臺風(fēng)前沿颮線中強(qiáng)烈的對流單體有關(guān)。這種龍卷中的小渦旋有人稱"吸上渦"，能造成較嚴(yán)重的破壞。 在歐洲，龍卷在春末出現(xiàn)多，到8月遍布整個歐洲大陸。到秋季，龍卷移出大陸，向西向南退去，以后出現(xiàn)在英國和意大利南部。在印度，多的龍卷發(fā)生在4～6月，這時熱的低氣壓經(jīng)常出現(xiàn)在孟加拉灣北部——阿薩姆邦西部地區(qū)，許多破壞性的龍卷也就發(fā)生在這個時候。南美洲的龍卷以初夏多。澳大利亞一年四季都有龍卷出現(xiàn)。因而從世界范圍看，形成龍卷的氣象條件是相當(dāng)復(fù)雜的，對于具體的對象必須具體分析其氣候和天氣條件的特點。 P17-19