基本介紹
- 中文名：陸龍捲
- 外文名：land spout tornado
- 形成原因：與雷雨雲有關
- 產生：陸地上空
- 風速：平均每小時二百里
- 常見地區：美國中部的平原
形成原因,持續時間,主要危害,現象區別,美國強風暴預報中心陸龍捲監視技術發展趨勢,研究背景,陸龍捲監視的統計,研究結論,
形成原因
陸龍捲到底怎樣形成，還不完全清楚，但必定與雷雨雲有關。從墨西哥灣北上的溫暖潮濕氣團，遇上來自北方得較冷較重氣團，被困其下，就很易形成陸龍捲。雲在這激湯的湍流區里形成，釀成風暴，有時加強成為一股猛烈上旋的溫暖氣流，這就是陸龍捲。起初，未完全形成的陸龍捲只是一個凸出雲底的圓角，其後逐漸加長，最後著地，成為一支猛烈旋轉的風柱，把雲和地面連線起來。陸龍捲初起時因為水汽凝聚，故呈白色，其後旋風逐漸吸進砂石塵土，顏色轉深，最後變成黑色。
陸龍捲最容易在哪裡形成?
陸龍捲通常在陸上形成。幾乎任何地方都會產生陸龍捲，但最常見於美國中部的平原，尤其在春季和初夏的幾個月里。美國每年約受五百到七百個陸龍捲吹襲，破壞最甚的地方包括德克薩斯州、俄克拉荷馬州及堪薩斯州。
持續時間
陸龍捲一旦接觸地面，通常會在一小時之內消散，不過，也有些持續幾小時。遭普通陸龍捲吹襲災區，約寬一千呎，長可達十六里，其中一切破壞無遺。有些巨型陸龍捲，災區可寬達一 里。一九一七年更有一個陸龍捲在長達二百九十三里的地區，造成嚴重破壞。
主要危害
陸龍捲一旦著地，受襲的地方就會破壞無遺。陸龍捲前進時的怒嘯狂風，響如一隊噴射機飛過發出的聲音。這種漏斗形旋風能輕易把大樹連根拔起，粉碎整座建築物。
陸龍捲是環繞著一個部分真空中心旋轉的風。它具有這樣大的破壞力,是疾風和低氣壓聯合造稱的結果。陸龍捲風速平均每小時二百里，有時甚至高達每小時五百哩。據報被這種狂風捲起的稻草，竟然戳穿木板和樹幹；甚至曾有陸龍捲吹起一塊木板，把一塊八分之五英寸厚的鐵板撞破。
陸龍捲的低氣壓能使建築物爆炸。旋風經過時，氣壓突然大降，使建築物欸的空氣急劇膨脹，以致把四壁爆塌。
陸龍捲中心的部分真空和強力上升氣流，可造成許多奇異景象，例如把火車車廂從鐵軌捲起，拋落附近地上；在另一次旋風中，一瓶泡菜據說被刮到二十五里外，然後安然落下，絲毫無損。
美國最兇狠的陸龍捲大多出現於4月下旬或5月上旬，這時候上空暖濕氣團與乾冷氣團衝突激烈。有人說，陸龍捲不會進入市區，這句話不可信。陸龍捲的威力來自雲層內低氣壓泡，漏斗管可以進入郊區。由於市區中心氣溫較高，有上升氣流，可改變空中雲層的移動方向和位置。為躲避陸龍捲，通常進入地下室；但如遇大管口的陸龍捲，普通地下室也不安全。
現象區別
許多人會認為水龍捲與陸龍捲非常相似，但事實上他們是不同的。
水龍捲 在海面上出現的龍捲風，叫做水龍捲。在海面可興起一股水柱，高達數米或數十米，這也是空中積雨雲內低氣壓泡的作用。
陸龍捲與水龍捲是由底部向上生成的，嚴格說，陸龍捲與水龍捲屬於旋風而已
陸龍捲、水龍捲之類的旋風僅需足夠的溫差即可產生。水龍捲一般較陸龍捲弱，水平範圍也比陸龍捲小
1984年 6月26日下午 2點半，香港西南方海面受旋風而出現了水龍捲。旋風捲起灰白色水柱，上連漏斗狀濃雲，雲層都有旋轉，下接海水，直達海面。水柱最初是直立的，不久就彎曲。水柱下端四周海水急劇旋轉，並激起灰白色浪花。10分鐘後，水柱逐漸變得下窄上寬，呈長漏斗形，最後逐漸變小而消失。一位在鋼線灣釣魚的人看得很清楚，他說水龍捲出現時天氣很悶熱，不見雨點，只見雲下有閃電，並聽到斷斷續續的悶雷聲響，約10分鐘後才消失。長洲、南丫島、華富邨、鋼線灣等地的居民也都見到這次水龍捲。香港近20年內，每年可有一次或兩次水龍捲出現。
據說，水龍捲在西沙群島出現較多。
美國強風暴預報中心陸龍捲監視技術發展趨勢
研究背景
這裡主要恨據《國家強風暴預報中心預報技術的一些發展趨向》一文，介紹美國關於陸龍捲的監視(Tornado Wateh)的核驗(verifieation)統計。
陸龍捲的監視是在約65000平方公里的矩形區域內，監視可能在預期強對流將開始的兒小時前發布(不是按死規定的時間)，其平均超前時間約30分鐘。
發布這種監視的目的是通知國家天氣局(NWS)、防災和風暴監視小組、法律事務所和一般公眾，指出有可能發生，要準備採取安全防護措施。國家強風暴預報中心還對國家天氣局的地方機構傳送監視結果，這些機構再向外傳播。
陸龍捲監視的統計
Galway(1967)提出1952-1966年期間的核驗統計。此後繼續進行這種鑑定。圖1給出1967-1977年的監視核驗。為核驗監視的效果，考慮在監視的區域內於監視的有效時間內所出現的陸龍捲(注意既不用巨雹也不用災害性雷暴陣風來驗證陸龍捲的監視)。在11年中，技術總的提高是明顯的。監視核驗的百分比在六十年代後期約為30%，而在七十年代的大部分時間卻超過40%。若包括緊靠龍捲監視區域的龍捲，則監視驗證的準確率更高，自1973年以來提高到約65%。
圖1 陸龍捲監視核驗的百分數
圖1 陸龍捲監視核驗的百分數上面已指出，監視核驗的百分數自七十年代以來有所提高。這意味著預報員能較好地辨認產生陸龍捲的天氣型。關於監視核驗有所提高的進一步證據可用陸龍捲指數加以說明(圖2)。龍捲指數是在每10000平方英里(26000平方公里)、單位時間(6小時)，在監視的有效時間內龍捲的發生數。龍捲指數1.0，指在1000O平方英里區域，在有效的6小時期何內紀錄到一次龍捲。三年滑動平均平滑掉由於年際氣候變化所引起指數變化的部分。滑動平均表明，自1969年以來技術的總趨勢是有所提高的。
圖2
圖2監測機率(POD)僅僅是在有效監視區域內龍捲發生的百分比。自1968年以來，年監測機率值在0.20-0.35之間，並有大幅度的年際變化。然而，總的來說，存在著增長的趨勢。當考慮緊靠監視區域的龍捲時，監測機率明顯地提高，平均約為0.42。
進一步的統計僅根據龍捲暴發日進行，這主要取自Galway(1978)。本文關於暴發的定義與Galway(1977)的一樣，即在規定的時空條件下，出現10個或10個以上的龍捲。因此，發生10個或10個以上龍捲本身並不構成一次暴發。從1967年以來，已核驗了暴發監視的60%以上，11年平均為6%。暴發龍捲的監視機率逐年有些振動，11年平均為0.53(圖5)。很明顯，當把暴發日的這些結果和所有龍捲日作比較時，其技術水平之高給人的印象是深刻的
研究結論
龍捲監視的統計表明，監視核驗的百分數自1970年以來有穩步提高。龍捲的監視機率自1974年以來稍有下降;然而，看來這在很大程度上與某一年中龍捲暴發數密切相關。當對所有監視的2/3驗證時，證明在龍捲暴發期間具有較高的技術水平。在龍捲暴發期間的監視機率，比不大有龍捲的日子的監視機率高兩倍以上。
由核驗結果雖可看出稍有改進的趨勢，但在最近10年還跟不上大尺度數值天氣預報和大氣遙感探測技術的進步。這是因為龍捲的短期預報，無論用主觀或客觀的方法，都需要從天氣尺度資料中來考慮小尺度大氣過程。
業務數值天氣預報模式仍限於作天氣尺度預報。為了使用診斷分析和大尺度模式輸出用的統計方法預報強局地風暴事件的出現，已做了一些工作。儘管這種客觀指導預報是有幫助的，但是天氣尺度和較小尺度的特徵間的關係仍然是不肯定的。而且，這些統計方法的潛力，受到母體數值模式解析度不足和有預報價值的高空及雷達觀測的限制。標準高空觀測網不能滿足探測中尺度系統的需要，可利用的資料在近20年也減少了10-15%，例如無線電測風、氣球測風和每小時航空觀測計畫的減少。有助於確定對流發展的低層邊界及對流本身方面，衛星記錄經常提供極寶貴的資料，預報員的診斷工作主要依靠衛星照片。
看來，局地強風暴預報的顯著改進，取決於嚴密的、客觀的方法，以了解次天氣尺度環流及其與大尺度流型的關係。中尺度系統間的動力關係，必須從衛星圖像和由大尺度數值模式所描寫的天氣尺度的發展來推斷。要達到這一目的，需要更進一步提高計算機能力。要取得中尺度預報過程的重大改進，大概要通過將套格線的中尺度模式和從新衛星系統得到的資料結合起來。由於計算技術的限制，未來的業務數值模式將限於區域尺度(Regional Scale)。具體的中尺度預報仍將需要人機結合。當這種系統投入業務時，將繼續需要具有次天氣尺度分析能力的有經驗的預報人員。
