展示目的及科学原理
通过“龙卷风”这一自然天气现象,让观众更贴近实际地认识龙卷风形成的原因与压强差之间的关系,进一步在生活中的实际现象中理解流体力学这一学科知识点。
操作方式
龙卷风与物理流体压强:形成龙卷风所需要的条件基本上与猛烈雷暴所需要的条件相同,即接近地面空气的巨大垂直不稳定性、高的湿度,以及紧接着在风暴中上升之后风在低水准面的水平聚会,与流体压强有关。
龙卷风的形成可以分为四个阶段:
(1)大气的不稳定性产生强烈的上升气流,由于急流中的最大过境气流的影响,它被进一步加强。
(2)由于与在垂直方向上速度和方向均有切变的风相互作用,上升气流在对流层的中部开始旋转,形成中尺度气旋。
(3)随着中尺度气旋向地面发展和向上伸展,它本身变细并增强。同时,一个小面积的增强符合,即初生的龙卷在气旋内部形成,产生气旋的同样过程,形成龙卷核心。
(4)龙卷核心中的旋转与气旋中的不同,它的强度足以使龙卷一直伸展到地面。当发展的涡旋到达地面高度时,地面气压急剧下降,地面风速急剧上升,形成龙卷风。
龙卷风的简介:龙卷风是一种少见的局地性、小尺度、突发性的强对流天气,是在强烈的不稳定的天气状况下由空气对流运动造成的、强烈的、小范围的空气涡旋。龙卷风的结构包括作为主体部分的漏斗云和维持其存在的对流系统,通常为雷暴所带来的积雨云。
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