实验室带你了解龙卷风如何形成的,龙卷风是什么形成的科学小实验
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1、龙卷风的背景:
2、龙卷风形成的过程:地面的水吸热变成蒸汽,龙卷风上升到天上的蒸汽层上层。由于蒸汽层上层温度低,蒸汽体积减小比重增大,蒸汽下降。因为蒸汽层下面温度高,在下降过程中吸热,冷了再上升,然后下降。
3、这样气体分子逐渐收缩,最后集中在蒸汽层的底部,在底部形成低温区,水蒸气集中到低温区,形成云。
4、云越来越大,云中上下云的温差越来越小,水汽分子的波动范围越来越大,上下云之间的对流越来越强烈,云下上升的水汽直线上升,水汽分子遇冷收缩越来越小,呈漏斗状。
5、上升的水汽分子的冷却体积在缩小,云下的气体分子在不断补充空间,产生了大风。由于水蒸气的冷却体积在缩小,周围补给空间的气体来得不均匀,形成了龙卷风。
6、由雷暴云底部向地面延伸的漏斗状云(龙卷风)产生的强气旋,风力可达12级以上,最大可达每秒120米以上。通常伴有雷雨,有时伴有冰雹。
7、空气绕着龙卷风的轴心快速旋转,被龙卷风中心极度降低的气压所吸引。在近地面几十米厚的空气薄层中,气流从四面八方被吸入漩涡底部,然后变成绕轴心高速向上旋转的漩涡,所以龙卷风中的风永远是气旋。
8、其中心的气压比周围低10%,一般低至400百帕,低至200百帕。龙卷风有很大的吸吮作用,能把海(湖)水从海(湖)面吸走,形成水柱,然后与云相接,俗称‘龙吸水’。
9、龙卷风的形成可以分为四个阶段:
10、第一阶段:大气的不稳定产生强大的上升气流,在急流中最大过境气流的影响下进一步加强。
11、第二阶段,由于与垂直方向具有切变速度和方向的风相互作用,上升气流开始在对流层中部旋转,形成中尺度气旋。
12、第三阶段,随着中尺度气旋向地面的发展和向上延伸,其本身变薄变强。同时,一个加强合作的小区域,即初级龙卷风在气旋内部形成,产生气旋的相同过程形成龙卷风核心。
13、第四阶段,龙卷核心内的旋转与气旋内的旋转不同,其强度足以使龙卷延伸到地面。当发展中的涡旋到达地面时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷风。
14、注:科学家对龙卷风进行了多年的观测,发现龙卷风多发生在高压线设施附近,这可能是龙卷风发生的原因之一。
15、龙卷风的基本特征
16、龙卷风是大气中最强的漩涡现象。龙卷风经常发生在夏季的雷雨天气,尤其是在下午和晚上。虽然影响范围小,但破坏力极大。
17、龙卷风经常会拔起树木,掀翻车辆,毁坏建筑物等现象。它经常瞬间摧毁农作物和数以万计的果树,扰乱交通,倒塌房屋,损失人民的生命和经济。
18、龙卷风的水平范围很小,直径几米到几百米不等,平均250米左右,最大1000米左右。在空中,直径可达数公里,最大10公里。最大风速可达每小时150公里至450公里,龙卷风持续时间只有几分钟。
19、最长的也就几分钟。
20、龙卷风情况下的应急预防建议
21、(1)在家中,一定要远离门、窗和房屋外墙,躲在龙卷风对面的墙壁或小房间里。躲避龙卷风最安全的地方是地下室或半地下室。
22、(2)在电杆倒下、房屋倒塌等紧急情况下,应及时切断电源,防止人体触电或发生火灾。
23、(3)场外有龙卷风时,应就近寻找低洼地,但要远离树木和电线杆,以免被砸、被压、触电。
24、(4)汽车出门遇到龙卷风,一定不要开车躲避,也不要在车里躲避,因为汽车对龙卷风几乎没有防御能力,要立即离开汽车,到低洼处躲避。
本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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