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  • 1 # 使用者2848216421109

    大部分龍捲風是氣旋性的(cyclonic),即在北半球逆時針旋轉,在南半球順時針旋轉。當然也存在少部分反氣旋性的(anticyclonic)龍捲風。不同於大尺度的熱帶氣旋和溫帶氣旋,龍捲風這種天氣系統尺度較小,因此地轉偏向力(科里奧利力)並不是龍捲風在北半球逆時針旋轉的主要原因。要解釋為什麼龍捲風多是氣旋性我們首先要從產生龍捲風的母體開始說——超級單體雷暴(supercell)。

    雷暴可以根據所處地風切變的大小大致分為四種:單體雷暴、多單體雷暴、颮線和超級單體雷暴。其中超級單體風暴有別於其他風暴的特點是:降水區和抬升區分離,同時上升氣流具有旋轉性。超級單體雷暴的水平尺度可達到20km以上,但在這種數量級上地轉偏向力的表現仍不明顯。雷暴要想旋轉起來需要底層風向和高空風向不同,這就是風切變(wind shear):風矢(風向和風速)在空中水平和(或)垂直距離上的變化。

    當地面附近存在強烈的上升氣流時,低空水平氣流渦旋會被抬升。此時會形成一正一反的兩個垂直渦旋(圖2)。

    隨著超級單體的繼續發展,大量氣流被抬升,此時逆時針的渦旋得到加強,而順時針的渦旋被削弱(圖3),此時超級單體已經成熟,降水區和抬升區發生分離。

    此時超級單體雷暴中只存在逆時針旋轉的中氣旋,此中氣旋降下龍捲當然也是逆時針旋轉的。

    反氣旋性的龍捲風生成的原因:

    因強烈運動的氣流而非超級單體產生的龍捲,如水龍捲(waterspout)和陣風鋒附近產生的龍捲(gustnado)之中可能出現反氣旋性龍捲。一般來說此類龍捲強度有限。某些超級單體中反氣旋性渦旋很強沒有消亡時,這個渦旋降下的龍捲風就是反氣旋性的。這種龍捲一般較為細弱多為繩狀龍捲,並且存在時間較短。圍繞主龍捲旋轉的衛星龍捲(satellite tornado)的運動比較複雜,它們當中也可能出現反轉的龍捲。如2013年俄克拉荷馬El Reno龍捲風就降下了一個觸地長達15分鐘的反氣旋衛星龍捲風。一般出現這種情況主龍捲風多為楔形龍捲,強度較高且直徑較大。反氣旋超級單體產生的龍捲風。如圖4中1980年紐約Grand Island的龍捲風,它的母體是一個是反氣旋超級單體,這個單體是氣旋性超級單體後部的下沉氣流在陣風鋒處激發。由於這個龍捲風的母體是超級單體而不同於一般的gustnado,具有可觀的強度。

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