揭秘龙卷风：从电影《Twisters》到现实科学

揭秘龙卷风：从电影《Twisters》到现实科学

2024年上映的电影《Twisters》再次将龙卷风这一自然奇观带入公众视野。影片讲述了两位风暴追逐者之间的紧张关系，以及他们如何试图利用科学手段来应对龙卷风的故事。电影中惊心动魄的视觉效果和紧张刺激的剧情让观众仿佛置身于龙卷风肆虐的现场，体验大自然的威力。

在电影中，凯特·卡特（Daisy Edgar-Jones饰）试图通过向龙卷风的上升气流中释放化学物质来削弱并消除龙卷风。这一设想虽然在理论上看似可行，但现实中却面临巨大的挑战。宾州州立大学的龙卷风科学家Yvette Richardson和Paul Markowski指出，要实现这一点所需的化学物质数量庞大，远超一辆皮卡车的承载能力。因此，尽管技术在理论上可能存在，但在实际操作中面临巨大的挑战。

龙卷风是一种强烈的、小规模的空气涡旋，通常与雷暴等强对流天气系统相伴出现。其形成需要以下几个关键因素：

• 不稳定的大气条件：龙卷风通常在温暖潮湿的空气中形成，这种空气在地面附近聚集，而上层空气较冷，形成明显的温度对比，导致大气不稳定。
• 强烈的上升气流：当冷暖空气交汇时，会形成强烈的上升气流，这种气流在对流层中部开始旋转，形成中尺度气旋。
• 垂直风切变：适当的垂直风切变有助于维持和加强上升气流的旋转，促进龙卷风的发展。
• 水蒸气的循环：地面上的水吸热变成水蒸气，上升到天空中凝结，释放潜热，进一步加热空气，使其继续上升，形成强烈的对流。

科学家们通过风暴追逐和数据分析，努力揭示龙卷风的秘密。2024年5月21日，一场EF4级的龙卷风袭击了爱荷华州的格林菲尔德，科学家们在龙卷风路径附近布置了移动雷达和仪器，以收集重要数据。伊利诺伊大学的研究科学家Karen Kosiba表示，收集低层风速数据是非常困难的，必须靠近龙卷风才能获取这些数据。此次研究是科学家们第三次测量到龙卷风内风速超过300英里每小时的数据，这为理解龙卷风的风速和内部动力学提供了重要视角。

通过分析这些数据，科学家们希望能够解答关于龙卷风形成和结构的关键问题，以及影响龙卷风强度变化的因素。这些研究成果将有助于建筑商设计更具韧性的建筑物，并帮助气象学家改进龙卷风预测系统。

2023年，全国共发生33次强对流天气。据不完全统计，经气象部门灾调确认的龙卷风共计26个，其中中等强度以上龙卷风19个、强龙卷风9个，中等强度以上龙卷风较过去三年（平均13.3个）显著偏多。3月22日至24日湖南、江西、福建等多地出现强风雹天气，局地风力达11~12级，江西赣州、福建南平等局地最大冰雹直径达到50毫米以上。6月1日，辽宁遭遇龙卷风群发事件，一小时内共出现4个龙卷风。6月10日，江苏、安徽等地出现极端强对流天气，安徽铜陵发生13级雷暴大风，江苏南通发生龙卷风。9月19日，3个强龙卷风先后突袭江苏宿迁和盐城，致两地受灾严重。

面对龙卷风这样的自然灾害，公众应该如何应对呢？

1. 关注预警信息：及时关注气象部门发布的预警信息，了解最新的天气状况。
2. 寻找避难所：在龙卷风来袭时，应立即寻找坚固的建筑物避难，最好是在地下室或小房间内。
3. 保护头部：用枕头或被子保护头部，避免被飞来的碎片击中。
4. 远离窗户：不要靠近窗户，以免玻璃破碎造成伤害。
5. 制定应急计划：提前制定家庭应急计划，确保家人知道在紧急情况下的应对措施。

通过电影《Twisters》，我们不仅感受到了龙卷风的震撼视觉效果，也激发了对龙卷风科学的兴趣。虽然电影中有许多戏剧化的场景，但现实中的龙卷风研究同样充满挑战和意义。通过科学家们的努力，我们正在逐步揭开龙卷风的神秘面纱，提高预警能力和减轻灾害影响。