塵卷風

塵卷風

旋轉對流運動
塵卷風是由于地面局部增熱不均勻而形成的一種特殊的旋轉對流運動。在塵卷風形成的過程中,外圍空氣通過貼近地面的薄層被地面加熱後流向中心部位,外圍空氣的旋轉能量在中心部位得到加強形成塵卷風,其旋轉能量是熱泡原來具有的旋轉能量的局部集中和一部分勢能轉化而形成的,其旋轉方向是由熱對流泡的初始旋轉方向所決定。塵卷風是由地面受局部強烈增溫,在近地面氣層中産生的一種尺度很小的旋風,可以把塵土和一些輕小物體卷揚到空中,形成一個小塵柱,其直徑在幾米左右,持續時間隻有幾分鐘。 “塵卷風”一般出現在陸地,多見于草地、沙漠等地方,範圍通常很小,破壞力有限。
  • 中文名:塵卷風
  • 外文名:
  • 别名:
  • 英文名:dust devil
  • 寬度:1米-10米以上
  • 高度:幾米-100米以上
  • 主要出現時間:夏季午後
  • 中心風力:12級以上

主要特點

塵卷風其旋轉能量是熱泡原來具有的旋轉能量的局部集中和一部分勢能轉化而形成的,其旋轉方向是由熱對流泡的初始旋轉方向所決定。塵卷風是一種類蘭金渦,旋轉速度和壓力的分布具有蘭金組合渦的特點;在成熟階段,塵卷風的詳細結構可以粗略地分為4個區域--地面附近的氣流彙聚區域、柱狀的渦核區域、旋風與地面作用形成的轉角風區域以及渦核外部的外圍氣流區域。

轉角區域可以細分為兩個子區域--外圍的方位角風區域(在該區域,上升氣流運動方向與軸線之間有一定的夾角,稱為方位角)和中心的下沉停滞氣流區域。塵卷風中心的低壓和急速的上升氣流可使大量沙塵揚起,不同直徑的沙塵顆粒在塵卷風的作用下運動軌迹不同,因此卷起不同大小沙塵的塵卷風的外形也是不同的。

形成原因

塵卷風是由于地面局部增熱不均勻而形成的一種特殊的旋轉對流運動。

在塵卷風形成的過程中,外圍空氣通過貼近地面的薄層被地面加熱後流向中心部位,外圍空氣的旋轉能量在中心部位得到加強形成塵卷風,其旋轉能量是熱泡原來具有的旋轉能量的局部集中和一部分勢能轉化而形成的,其旋轉方向是由熱對流泡的初始旋轉方向所決定。

典型案例

2004年8月27日15時10分左右,北京朝陽區窪裡鄉地區出現突發強對流天氣,形成強烈局地旋風,将國家遊泳中心工地三幢暫設(臨時設施)卷起摧毀,造成43人受傷,其中2人重傷。據了解,國家遊泳中心施工現場的暫設是按抗七級風力設計的。這場突發局地旋風持續了20分鐘左右。

2009年7月2日日下午3時30分許,“龍卷風”突然出現在朝陽街朝陽鞋城南面300多米處的山坡上。目擊者王先生描述,“龍卷風”出現時就像電視裡看到的一樣,天空中似乎有一條尾巴慢慢延伸到地面,先後持續了近十幾分鐘。沙土被“龍卷風”卷起,看起來像一根黃色的柱子。“龍卷風”最粗的時候直徑大約有4米多,足有20多米高。

甘肅瓜州

肅瓜州縣淵泉小學開運動會時突發“龍卷風”

肅瓜州縣淵泉小學開運動會時突發“龍卷風”

2016年4月20日下午4:25左右,甘肅瓜州縣淵泉小學開運動會時,塑膠場地突發“龍卷風”,三(1)班學生李佳琪被卷起幾米高,随後被甩下。經120緊急送醫診斷,李佳琪同學後腦勺輕微受傷,并無大礙。

事後,針對甘肅小學操場刮起的風,氣象專家告訴大家,這是非常典型的塵卷風。從視頻來看,當時天空晴朗,旋風的範圍尺度隻有幾米到十幾米,時間也隻有幾分鐘,同時又是出現在開闊的操場上,這都和塵卷風特點相吻合。

4月初,北京北海公園也遭塵卷風侵擾,當時還有船隻被掀翻。

成都

2011年5月5日,成都蒲江疑遭塵卷風:數塊百斤重的鋼闆夾雜着泡沫闆懸在半空,并不停地旋轉。10秒鐘後,這股旋風就消失了,彩鋼闆都掉落下來,散落到地上,而半空中仍然是灰蒙蒙的。

塵卷風相對龍卷風威力明顯減弱,特點是會卷起地面塵沙等形成旋轉的塵柱。

蒲江大興鎮王店村7組出現驚險一幕:一村民家的彩鋼屋頂被掀翻,數塊百斤重的鋼闆夾雜着泡沫闆懸在半空,并不停地旋轉……10秒鐘以後,這股旋風風力不斷減小,但已經向前移動了幾公裡遠。懸在半空的彩鋼闆散落到地上,未造成人員傷亡。風力和破壞威力都比龍卷風小。

百斤重鋼闆散落百米外扭曲變形

事發點剛好靠近公路邊,劉德全和家人正在清理散落在空地上的屋頂彩鋼闆。他的養兔場是一間很大的平房,如今隻剩下幾面牆壁,屋頂上的彩鋼闆大部分被吹到了地面。記者看到,房屋的路邊散落了很多鋼闆,夾在鋼闆中間的泡沫闆被撕成了幾塊。在100多米遠的雜草中,看到了一塊扭曲變形的鋼闆。“這樣一塊鋼闆足有百斤重,兩人擡起來都很吃力。”劉德全說,看到眼前這些鋼闆,他都不敢相信是風吹過來的。他說自己住在這裡30多年,從沒有見過這麼大的風,他懷疑就是電影中出現的那種龍卷風。

或是塵卷風相對龍卷風影響有限

平坦開闊的村莊突然出現打旋的大風,這真的是龍卷風嗎?“如果真的是龍卷風,威力會更大,影響範圍也不會隻是幾間房屋。”劉德全家遇到的是“塵卷風”。這也是一種旋轉的風,不過相對龍卷風威力明顯減弱,且影響有限,特點是會卷起地面塵沙等形成旋轉的塵柱。塵卷風一般是在一定範圍内,兩股勢力相當的風力會合,産生了強大的風切變,形成了渦旋。例如東風和南風刮到了一起,兩者“糾纏”到一起,短時間内迅速旋轉上升。塵卷風的形成原因與地面強烈增溫有關,能否形成與地面地形有很大關系。高大建築物之間、冷暖受熱不均的地方都比較常見。

北京

2004年8月27日下午3點左右,半空中一股“黑柱子”的風席卷了整個工地(國家遊泳中心),它有七八米高,三四米粗,旋風卷着黃沙連工地圍欄的鐵皮都卷起來,鐵皮被卷起最高的有十幾米。我們連忙躲進工地的宿舍裡,沒想到我們的房子被風刮得嘩啦一下就倒了。”傷者小陳講起27日下午的經曆仍心有餘悸。

然而這陣“闖禍”的風,到底是塵卷風還是龍卷風,專家的意見并不一緻。北京市氣象台氣象專家說,27日持續了大約20分鐘的局地旋風,将國家遊泳中心工地三幢暫設(臨時設施)卷起摧毀,造成40多人受傷,其中2人重傷。

這股突發旋風應為強塵卷風,它并不屬于龍卷風,和龍卷風是兩種不同的災害天氣,其影響範圍和威力都要比龍卷風小得多。一般情況下,塵卷風不會造成很大的自然災害,但有時很強烈的塵卷風還是可以帶來較小的災害。塵卷風是一種正常的災害性天氣,其高度一般為五到六層樓高,一旦發生,人們用肉眼就可以看到。因為其影響範圍很小,市民如果發現,應及時找尋高大、牢固的建築物進入躲避。

然而,氣象專家周女士卻對“塵卷風”有着不同的定義。她認為,塵卷風一般發生在晴好天氣裡,日曬充足、地表幹燥,在地表加熱不均時,在近地面氣層中産生的一種尺度很小的旋風,可以把塵土和一些細小的物體卷揚到空中,形成一個小塵柱。夏日常見的午後小旋風就屬于塵卷風。周女士說,通過對電視錄像的觀察,27日下午北京朝陽窪裡鄉地區出現的旋風的狀态比較接近龍卷風,雷雨大風狀态下發生的局地強對流天氣是這陣旋風形成的主要原因。當然地形也有一定的關系,樓群之間狹窄的空間會加速風的旋轉,也可能加強對流天氣。這股“肇事”旋風到底是塵卷風還是龍卷風,氣象部門正組織專家根據相關資料信息進行分析。

塵卷風

塵卷風

“疑似”龍卷風實是“塵卷風”

專家稱此類風破壞力較弱,北京氣象史中沒有記錄針對昨天的塵卷風,氣象專家分析說,塵卷風和龍卷風是兩種不同的災害天氣。塵卷風的影響範圍和威力都要比龍卷風小得多,在北京的氣象曆史中還沒有過塵卷風的記錄。

氣象專家說,塵卷風是一種正常的災害天氣,是指在近地面氣層中産生的一種尺度很小的旋風,它可以把塵土和一些細小的物體卷揚到空中,形成一個塵柱。2004年8月27日下午北京的強對流天氣是引起塵卷風的主要“禍首”。“昨天在強對流天氣的影響下,地面受熱很不均勻,再加上風的切變很迅速,所以就造成了空氣出現渦旋。”氣象專家介紹,塵卷風的高度一般為五到六層樓高,一旦發生,人們用肉眼就可以看到。因為它的影響範圍很小,市民如果發現,應及時地躲避開。

火星

和地球一樣,塵卷風在火星上也很常見,這是一種因為地面冷熱不均而形成的旋轉對流運動,以卷起地面沙塵和輕小物體形成旋轉的塵柱為特征。

早在2012年,NASA的火星偵察軌道器就曾經拍到過一張自上而下的塵卷風,當時這個塵卷風最高達到了12英裡(20千米)。

出現時間

塵卷風和龍卷風是兩種不同的災害天氣,其影響範圍和威力都要比龍卷風小得多。塵卷風多出現在夏季午後,太陽輻射特别強烈的時候。強烈的太陽輻射使得地面形成局部小低壓,周圍空氣從高壓流向低壓,形成旋風。

塵卷風一般不會造成很大的自然災害,但有時很強烈的塵卷風還是可以帶來較小的災害。而龍卷風則是一種強烈的、小範圍的空氣渦旋,是在極不穩定天氣下由空氣強烈對流運動而産生的,一般會由雷暴雲底伸展至地面,呈漏鬥狀,風力可達12級以上,最大可達100米每秒以上,一般伴有雷雨,有時也伴有冰雹。

塵卷風一般發生在晴好天氣裡,日曬充足、地表幹燥,在地表加熱不均時,在近地面氣層中産生的一種尺度很小的旋風,可以把塵土和一些細小的物體卷揚到空中,形成一個小塵柱。夏日常見的午後小旋風就屬于塵卷風。

專家解讀

塵卷風是一種正常的災害天氣,是指在近地面氣層中産生的一種尺度很小的旋風,它可以把塵土和一些細小的物體卷揚到空中,形成一個塵柱。

一般情況下塵卷風不會造成很大的自然災害,但有時很強烈的塵卷風還是可以帶來較小的災害。氣象專家介紹,塵卷風的高度一般為五到六層樓高,一旦發生,人們用肉眼就可以看到。因為它的影響範圍很小,市民如果發現,應及時地躲避開。

研究發現

安裝在美國宇航局(NASA)火星探測軌道飛行器上的一部照相機已經捕捉到一個驚人的例證——一個打轉的煙囪狀的塵卷風自旋向上一直到達20千米的高空。這是因為塵卷風隻能夠從被太陽加熱的地表吸收所需的能量;而龍卷風還可以選擇自身中的水蒸氣凝結所釋放的熱能。

火星過于幹燥,但其表面薄薄的大氣使得塵卷風能夠高高飛起而不必受制于其有限的能量攝取。如果遇到一場塵卷風,宇航員們并不會被其所擊倒,但火星上的塵卷風強大到足以扮演更多的角色。它們将塵埃抛入大氣層與大型沙塵暴之間的區域。

一些火星科學家推測,塵卷風産生了足夠多的靜電,從而形成了與漂白劑類似的化學物質,這些化學物質能夠消耗任何有機物質,以及火星土壤中的任何生物。并且塵卷風肯定還幫了NASA一把——它們偶爾會吹走覆蓋在火星探測器太陽能電池表面的塵埃,從而使其獲取能量的支持,并繼續前進。

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