认识龙捲风(Tornado)

作者: 来源:A妙生活 时间:2020-08-05 19:36:28 浏览(433)

龙捲风是所有天气系统中最暴烈的天气现象,虽然其生命期仅有数分钟至数十分钟,但强度却是最强的,任何时间及地点只要气象条件适合均有可能发生龙捲风,由于其生命期短且在很短时间内即可形成,故发生龙捲风之大气环境有其特殊之条件。

认识龙捲风(Tornado)

图1:1998~2010台湾地区发生龙捲风/水龙捲位置分布图,数字为发生之次数。

根据发生龙捲风地点之统计,世界上发生龙捲风最频繁地区是位于美国中部,包含德克萨斯州、奥克拉荷马州、内布拉斯加州及以东的地区,南来之墨西哥湾暖湿空气与北来之乾冷空气在此交会,乾冷空气下沈、暖湿空气上升,因此特别有利于剧烈对流系统的发生,大部分的超大胞(Supercell)均诞生于此地,这些超大胞以及剧烈对流天气系统(如弓形回波、飑线)酝酿出强大的龙捲风(Kessler 1992, Doswell 2001)。此地之气候条件相当有利于龙捲风的生成,其强度及直径均大过其他地区之龙捲风,这个地方俗称「龙捲风巷」(Tornado alley, Bluestein 1999),也被称为「龙捲风的故乡」。

以超大胞产生之龙捲风而言,龙捲风多半发生于超大胞下方两阵风锋面(gust fronts)交接点,此处乃超大胞最不稳定的地方,产生之龙捲风称为超大胞龙捲风(Supercell tornado)(Wakimoto and Wilson 1989)。除超大胞易发生龙捲风外,伴随强烈之界面(如锋面)或强烈对流胞也有可能产生龙捲风,这类龙捲风称之为非超大胞龙捲风(non-supercell tornado),其强度及大小均较超大胞龙捲风为弱且小,且生命期也较短,但仍会有强个案的发生,Wakimoto and Wilson(1989)研究非超大胞龙捲风之个案认为这类龙捲风是起源于低层的辐合区,于辐合区中由于水平风切之风切不稳定会产生一些小的涡旋,若积云之上升气流区与小涡旋耦合在一起,透过涡流管(vortex tube)之抽拉作用,使得小涡旋快速成长而形成龙捲风。非超大胞龙捲风虽然较弱,但其生成条件较容易满足,因此发生之频率与造成的灾害也不容轻忽。目前科学家对龙捲风仍许多不理解之处,经由科学观测实验希望对龙捲风之生成环境及内部结构能有进一步的认知。

龙捲风发生在陆地上,亦称为陆龙捲(landspout),若发生在水(海)上则称为水龙捲(waterspout)。水龙捲较少伴随超大胞,大多数出现于积云对流系统,因此其强度、大小及生命期均不如大型的龙捲风。本文中提及之「龙捲」意指龙捲风(陆龙捲)及水龙捲,台湾地区发生龙捲的机率不高且多数无明显的灾害(陈1995)。近年较明显的个案有2003年6月11日高雄凤山龙捲风、2007年4月18日台南安南龙捲风、2009年4月20日台南白河龙捲风、2011年5月12日新北市新店龙捲风、2013年4月6日高雄大树龙捲风、5月19日云林古坑龙捲风、及6月25日台南北门龙捲风,其中新店龙捲风为罕见的顺时针旋转龙捲风,而安南龙捲风持续约40分钟且总路径长约40公里,横跨台南市及高雄市的四个区,是历年来持续时间最久且路径最长的案例(Liu and Chang 2007)。

认识龙捲风(Tornado)

图2:锋面前缘对流系统示意图。A~D为对流胞,整体对流胞沿Y方向移动,而个别对流胞往X方向延伸。

刘(1996)指出台湾平均每年出现1.8至2次龙捲风,其中三分之二集中在台南县市、高雄县市及屏东之平原地带,这个区域被气象人员称为「龙捲风巢」,此统计数字是陆上龙捲风被观测到的个数,实际上可能还有更多未被观测到的个案。除陆上龙捲风外,台湾近海附近也经常发生水龙捲,Liu and Chang (2007) 统计1998-2005龙捲(包括未延伸到地面的漏斗云)个数显示,每年约有3~4个个案被观测到,但个数仍可能低估。随着数位相机及照相手机的普遍对龙捲个案的纪录较多,对之统计也较为完整,Liu (2010)最新统计1998~2010年台湾地区发生龙捲个数,较确定的案例共有55次,平均每年约有4.2例,出现之地点也以西南部(台南、高雄及屏东)地区最多,其次是花、东海域,月份则以5~7月份较多,时间师大以15~18时较多,显示水龙捲的发生与午后旺盛积云对流有关。

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参考文献

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