在家里就能造出龙卷风,是真的吗?

供稿:hz-xin.com     日期:2025-01-10
在家里就能造出龙卷风——你信吗?


6月23日下午,江苏苏北地区盐城阜宁县突遭强冰雹、龙卷风双重灾害袭击,伤亡巨大,损失惨重。23日22时,国家民政部发布消息,据初步统计,强对流天气造成因灾死亡78人,因灾受伤近500人,其中重伤近200人,受灾地区房屋倒损数量较多,电力通信设施被破坏,部分地区电力中断,通信基站无信号。
此次灾害中最令大家畏惧的恐怕就是“龙卷风”这个名词。
这个在欧美灾难大片中才能见到的景象到底是怎样形成的?有多大威力?其实,我们每天在家里都能见到“龙卷风”相似的原理,只不过我们并不认识它而已。
龙卷风是什么?
从物理学本质上讲,龙卷风其实是涡旋的一种。
所谓“涡旋”,英文翻译为vortex,是流体团的旋转运动,一般我们可以通俗的理解为“涡”。
空气动力学家形象的将其描述为“流体运动的肌腱”,北京航空航天大学陆士嘉教授更简明地解释为:“流体的本质就是涡,因为流体经不住搓,一搓就搓出了涡。”
这里的“搓”,是指作用在流体上的剪切力。比如飞机、船舰、汽车、火车等物体在空气中运动,紧贴在物面上的空气由于黏附在物面上,会被物体带着一起运动,而远处的流体却在静止中,这就产生了对流体发生“搓”的剪切力。

飞机尾部“搓”出的气流涡旋
龙卷风就是大自然中众多涡旋的一种,常见的涡旋包括:
涡旋星系:宇宙空间的涡旋星系,是大自然中尺度最大的涡旋,其尺度是“光年”。


2013年美国宇航局(NASA)利用哈勃望远镜拍摄的旋涡星系NGC6984
台风、飓风、热带风暴、热带气旋
在气象预报的卫星云图上,我们经常可以看到由大团白云显示的旋转大尺度流体涡旋,其半径可达数百公里。


2003年,美国Terra卫星捕获到的Kate飓风照片
拍摄时Kate飓风持续风速为115英里/小时,以12英里/小时的速度向西移动
龙卷风
按照气象学的定义:龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是在强烈不稳定天气条件下,由空气强烈对流运动产生的,通常是由雷暴云伸展至地面的漏斗云产生的强烈旋风。龙卷中心气压很低,中心风力可达每秒100—200米以上,具有极大的破坏力。

2008年美国堪萨斯州大草原上空的陆龙卷

2009年美国圣约翰河上出现的水龙卷
其他类似于沙尘暴、海啸等也都是自然界常见涡旋的表现形式。

2001年美国宇航局卫星在亚洲上拍摄到的沙尘暴涡旋

2011年日本海啸和地震过后海上形成巨大的漩涡
在日常生活中,我们经常看到的这种现象:在盛满水的洗手池或者澡盆中,将塞子拔掉,会形成一个漩涡,科学上叫做“澡盆涡”,这就是典型的涡旋现象。

洗手池中的澡盆涡

美国科技馆中模拟龙卷风的“澡盆涡”
所以可以说,在家里的厨房或者浴室里,我们就可以轻松地模拟出龙卷风的物理机理。
龙卷风的形成机理
既然知道了龙卷风属于涡旋的一种,那么龙卷风是如何形成的呢?
今年4月份,甘肃省酒泉市瓜州县渊泉小学举行春季运动会,天气状况非常好,但是突然就刮起了旋风,一名9岁男孩瞬间被卷起几米高,这就是“龙卷风”吗?


现场画面
其实,这只是很小尺度的气流不稳定性造成的,一般我们成为“尘卷风”,类似的还有4月初,北京北海公园也出现过尘卷风,当时还掀翻了几艘小船。
而龙卷风必须是由中尺度的气流不稳定性造成的,其平均直径为200-300米,最小直径几十米,最大1000米左右,持续时间一般几分钟至十几分钟,最多不超过几小时,移动速度在15米/秒至70米/秒。
龙卷风的形成与强雷暴云有关,雷暴巨大的能量中的一小部分在很小的区域集中释放,给龙卷风带来了能量。同时由于云层的一部分云柱向下伸展,并旋转向下水平辐合,类似于滑冰运动员在旋转时夹紧手臂,使得旋转速度越来越快,这种伸展的涡管旋转速度非常快,形成了漏斗状的云,构成了龙卷风的形状。


滑冰运动员手臂夹紧会提高旋转速度
具体来说龙卷风形成分为4个阶段:
1. 大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流影响,它被进一步加强。
2. 由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。
3. 随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强辐合,即初生的龙卷在气旋内部形成,形成龙卷核心。
4. 龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面,当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风俗急剧上升,形成龙卷风。


龙卷风形成机理(图片来源自《力学与实践》)


龙卷风中的气流方向
简单来说,龙卷风的形成和消失,都是气流运动不稳定的过程。
遇到龙卷风如何自救?
立刻离开危险房屋、活动场所或其他简易临时住处,到附近比较坚固的房屋内躲避。
如在汽车中,应及时离开,到达低洼地躲避,因为汽车本身没有防御龙卷风的能力,一旦汽车和人同时被龙卷风卷起,危害更大。
迅速朝龙卷风移动方向的垂直方向跑动,伏于低洼地面、沟渠等,远离大树、电线杆、广告牌、围墙等,以免被砸、被压或发生触电事故。
躲避龙卷风最为安全的地方是位于地下的空间或场所,地面上所有建筑物此时都不是最安全的躲避场所。
监制:中国科学院计算机网络信息中心
出品:科普中国
制作:中国科学院力学研究所 老三

“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。
本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。

家里放一圈的强力嗲能删 以顺时针的方向吹 就好了

6月23日下午,江苏苏北地区盐城阜宁县突遭强冰雹、龙卷风双重灾害袭击,伤亡巨大,损失惨重。23日22时,国家民政部发布消息,据初步统计,强对流天气造成因灾死亡78人,因灾受伤近500人,其中重伤近200人,受灾地区房屋倒损数量较多,电力通信设施被破坏,部分地区电力中断,通信基站无信号。

此次灾害中最令大家畏惧的恐怕就是“龙卷风”这个名词。

这个在欧美灾难大片中才能见到的景象到底是怎样形成的?有多大威力?其实,我们每天在家里都能见到“龙卷风”相似的原理,只不过我们并不认识它而已。

龙卷风是什么?

从物理学本质上讲,龙卷风其实是涡旋的一种。

所谓“涡旋”,英文翻译为vortex,是流体团的旋转运动,一般我们可以通俗的理解为“涡”。

空气动力学家形象的将其描述为“流体运动的肌腱”,北京航空航天大学陆士嘉教授更简明地解释为:“流体的本质就是涡,因为流体经不住搓,一搓就搓出了涡。

这里的“搓”,是指作用在流体上的剪切力。比如飞机、船舰、汽车、火车等物体在空气中运动,紧贴在物面上的空气由于黏附在物面上,会被物体带着一起运动,而远处的流体却在静止中,这就产生了对流体发生“搓”的剪切力。

飞机尾部“搓”出的气流涡旋

龙卷风就是大自然中众多涡旋的一种,常见的涡旋包括:


2013年美国宇航局(NASA)利用哈勃望远镜拍摄的旋涡星系NGC6984

在气象预报的卫星云图上,我们经常可以看到由大团白云显示的旋转大尺度流体涡旋,其半径可达数百公里。


2003年,美国Terra卫星捕获到的Kate飓风照片

拍摄时Kate飓风持续风速为115英里/小时,以12英里/小时的速度向西移动

按照气象学的定义:龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是在强烈不稳定天气条件下,由空气强烈对流运动产生的,通常是由雷暴云伸展至地面的漏斗云产生的强烈旋风。龙卷中心气压很低,中心风力可达每秒100—200米以上,具有极大的破坏力。

2008年美国堪萨斯州大草原上空的陆龙卷

2009年美国圣约翰河上出现的水龙卷

其他类似于沙尘暴、海啸等也都是自然界常见涡旋的表现形式。

2001年美国宇航局卫星在亚洲上拍摄到的沙尘暴涡旋

2011年日本海啸和地震过后海上形成巨大的漩涡

在日常生活中,我们经常看到的这种现象:在盛满水的洗手池或者澡盆中,将塞子拔掉,会形成一个漩涡,科学上叫做“澡盆涡”,这就是典型的涡旋现象。

洗手池中的澡盆涡

美国科技馆中模拟龙卷风的“澡盆涡”

所以可以说,在家里的厨房或者浴室里,我们就可以轻松地模拟出龙卷风的物理机理。

龙卷风的形成机理

既然知道了龙卷风属于涡旋的一种,那么龙卷风是如何形成的呢?

今年4月份,甘肃省酒泉市瓜州县渊泉小学举行春季运动会,天气状况非常好,但是突然就刮起了旋风,一名9岁男孩瞬间被卷起几米高,这就是“龙卷风”吗?


现场画面

其实,这只是很小尺度的气流不稳定性造成的,一般我们成为“尘卷风”,类似的还有4月初,北京北海公园也出现过尘卷风,当时还掀翻了几艘小船。

而龙卷风必须是由中尺度的气流不稳定性造成的,其平均直径为200-300米,最小直径几十米,最大1000米左右,持续时间一般几分钟至十几分钟,最多不超过几小时,移动速度在15米/秒至70米/秒。

龙卷风的形成与强雷暴云有关,雷暴巨大的能量中的一小部分在很小的区域集中释放,给龙卷风带来了能量。同时由于云层的一部分云柱向下伸展,并旋转向下水平辐合,类似于滑冰运动员在旋转时夹紧手臂,使得旋转速度越来越快,这种伸展的涡管旋转速度非常快,形成了漏斗状的云,构成了龙卷风的形状。


滑冰运动员手臂夹紧会提高旋转速度

具体来说龙卷风形成分为4个阶段:

1. 大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流影响,它被进一步加强。

2. 由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。

3. 随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强辐合,即初生的龙卷在气旋内部形成,形成龙卷核心。

4. 龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面,当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风俗急剧上升,形成龙卷风。


龙卷风形成机理(图片来源自《力学与实践》)


龙卷风中的气流方向

简单来说,龙卷风的形成和消失,都是气流运动不稳定的过程。

遇到龙卷风如何自救?


监制:中国科学院计算机网络信息中心

出品:科普中国

制作:中国科学院力学研究所 老三

“科普中国”是中国科协携同社会各方利用信息化手段开展科学传播的科学权威品牌。

本文由科普中国融合创作出品,转载请注明出处。



在家里就能造出龙卷风,是真的吗?
所以可以说,在家里的厨房或者浴室里,我们就可以轻松地模拟出龙卷风的物理机理。龙卷风的形成机理 既然知道了龙卷风属于涡旋的一种,那么龙卷风是如何形成的呢?今年4月份,甘肃省酒泉市瓜州县渊泉小学举行春季运动会,天气状况非常好,但是突然就刮起了旋风,一名9岁男孩瞬间被卷起几米高,这就是“龙卷风”...

龙卷风可以制造吗
龙卷风目前还无法直接制造。虽然科学技术在不断发展,但我们对龙卷风的形成机制和内部结构仍然了解有限,因此还无法直接制造出一个真正的龙卷风。龙卷风是一种非常复杂的自然现象,它涉及到大气物理学、气象学、流体动力学等多个学科。龙卷风的形成需要特定的气象条件和地形环境,如强烈的大气对流、合适的风切...

龙卷风可以制造吗
1. 龙卷风无法被制造。2. 尽管科技进步,我们对龙卷风的了解仍然有限,无法制造真正的龙卷风。3. 龙卷风是一种复杂的自然现象,涉及多个学科,形成需特定气象和地形条件。4. 这些条件在自然环境中同时出现并不必然导致龙卷风的出现。5. 即使能够模拟出类似龙卷风的气旋,也很难复制其特征和危害。6. 龙卷风...

如何制造出一个龙卷风风暴气旋?
需要注意的是,这些实验虽然可以模拟龙卷风的形成原理,但并不能真正制造出具有破坏力的龙卷风。此外,在进行这些实验时,务必注意安全,避免受伤。不要在室外进行实验,以免发生意外。如果使用的是热水或尖锐工具,要特别注意防止烫伤或割伤。

怎样能制造出小型龙卷风?
坟地里在一处烧纸,因热气上升会形成冷空气打旋儿补充,出现小旋风,即微型龙卷风

家里的东西被旋风旋出去了是咋回事?
音未来的风雨后,在家里转圈又出去了,形成的旋风,所以说一般的情况下,不能够把家里的东西放在窗边上的

世界上最大的人造龙卷风
这家博物馆的全名叫做”戴姆勒克莱斯勒“,而这座室内超大龙卷风则是由144个喷气动机带起来的,使得烟雾能够在漩涡般的风向中形成一个从天花板连接到地面的龙卷风,看起来真是颇有未来感,平时就用来展示,还能作为噱头吸引顾客,而火灾时则可以进行烟雾的排出,可谓是充分的一物两用了。世界上最大的人造...

风扇竟可以打造出“龙卷风”,威力又有多大?
并且在此呢最后实验的经过当中,我们还真的看到了一个小龙卷风的形成。一说起龙卷风相信大家对其都是非常惧怕的,因为龙卷风在经过之处呢,常会发生拔起大树,然而掀翻车辆,摧毁建筑物等现象。对于我们的生活也是非常有影响的。而对于龙卷风来到的时候呢,往往会是成片的庄稼以及农民种的果木瞬间就被毁掉。

龙卷风产生的原理是什么?
因此,建筑房屋时,如果能加强房顶的稳固性,将有助于防止龙卷风过境时造成巨大损失。龙吸水:龙卷风的别名。龙卷风,因为与古代神话里从波涛中窜出、腾云驾雾的东海跤龙很相象而得名,它还有不少的别名,如“龙吸水”、“龙摆尾”、“倒挂龙”等等。 龙卷风的特点 龙卷风常发生于夏季的雷雨天气时,尤以下午至傍晚最为...

气象武器真的存在吗
气象武器真的存在。气象武器,是利用气象控制技术人为制造出各种特殊气象条件,用以干扰、破坏或直接摧毁敌方一系列武器平台的总称。20世纪50年代,美国就已经致力于气象武器研究,先后进行过数十个秘密气象研究项目。所以说,气象武器是真的存在。最著名的气象武器当属催雨化学剂,直接导致连续数月的暴雨。