陆龙卷风成因探秘

陆龙卷风成因探秘

天气现象之中，最奇特的就是陆龙卷一一大雷暴中由天上伸下来的骇人旋风。这种风的寿命很短，很少超过一小时，但其威力无疑足以表明它是世上最凶猛的风。

科学家现在以及大致知道陆龙卷可以多么凶猛以及如何产生。但可惜我们对一些比较基本的事项所知很少，研究工作依然离不开猜测的阶段。因此，最了解陆龙卷的专家，还是那几龙卷风正侵袭美国某一小镇。

陆卷风之谜

亲身经历过陆龙卷侵袭的人都常说，风来袭之前，天阴而无风，空气热而潮湿。有些人看到风暴云底下有涡旋的气流，又有些人见到两团缓缓旋动的云互相靠拢。大多数人都说，到漏斗状漩涡成形而逐渐移近时，声音非常唬人。前人把这种吼声与马车快速滚过鹅卵石路相提，今人常把这种声音比作一队喷射机低飞掠过。

这种吼声可能与飓风及台风所发的声音有关，可是有些亲历其境的人说，陆龙卷来时特有一种莫名其妙的声音，“像百万蜜蜂齐哼的嗡嗡声”。等陆龙卷真正袭来时，接近风眼路径的人常听到类似炸弹爆炸之声。

炸弹爆炸的比喻用得很恰当，因为陆龙卷过后，地面好像经过饱和轰炸一般。建筑物裂开，顶盖掀起，住宅东歪西倒，更有些屋舍片瓦不存，只剩地窖和底脚。飞机、汽车、住宿用的拖车都给风卷起带走，然后抛落坠毁，简直就像抛玩具一样。篱笆铁线或给扭成绳索样子，或卷成捆，火车头有时也给吹离铁轨而翻倒，可怕的风力可能连铁轨也扯起来。

陆龙卷除了力大无穷，还会耍把戏，例如不把一群鸡吹死，但把鸡毛拔光。陆龙卷曾把盖屋的铁皮紧缠在电线杆上，把一根根木头像长矛般插穿房屋和刺中家畜，还有一回插穿一辆货车的轮胎。陆龙卷另一种较为细致而同等惊人的本领，是把小棍和草秆像铁钉一般插人人体内。

陆龙卷比其他类型的风暴猛烈得多，于是经常有人提出这样一个有趣的问题：“陆龙卷漏斗柱的风到底有多快呢？”没有人测量过，因此科学家只好根据所受的灾害来做间接估计。布鲁克斯博士是美国测量风速的权威人士，他的估计较为可靠。依他的计算，像1953年6月间闯过马萨诸塞州乌斯特市那个毁坏力特强的陆龙卷，既能把高压电缆的支架摧毁，风速必定在每小时三百英里左右。还有些科学家揣测，旋风风速可达每小时五、六百英里，又有人竟然估计超过音速。不过，这些高速之说目前仍有甚多争论，有些科学家认为，风速不会超过每小时二百英里。

风速只是问题的一部分。陆龙卷是什么东西造成的？让我们先看看已搜集到的实地资料，然后研究有待解答的问题。

这种风既然如此凶猛，虽然寿命不长，所经之处，人命多有伤亡当然不足怪了。世界上每年死于陆龙卷的人，数以百计，伤者成千成万，财物损失要以百万美元计。

陆龙卷多在下午三时左右形成，这时太阳把空气温度热至全日最高点。可是夜里也不是绝对没有陆龙卷。不论何时发生，漏斗柱通常以母云的速度移动，慢时等于我们步行的速度，快时可达每小时七十英里。一般来说，在一地为患不会超过一分钟，有时仅数秒而已。

陆龙卷是旋风族的一员，其他成员有小至微型的尘卷，大至吹过半个大洲的冬季风暴。陆龙卷归于旋风族中较小成员之类。与那些在晴天形成、较为有力的大尘卷及温和的海龙卷不同，陆龙卷显然只在大雷暴的时候出现。幸而平均大约一千个雷暴才生出一个陆龙卷。

甚至在漏斗状的涡旋出现之前，已可看到母云底部打旋。上升空气就在那里渐渐形成陆龙卷。涡旋越来越大，速度也越来越快，漏斗柱从云中向地面垂下来，有如一条象鼻。有时不是一直垂下到地面，而是勾回云端，这种情形的陆龙卷便只会危及飞机。

倘若漏斗柱到地，气旋就搅起一团尘云。常有人说在这团尘云里见到雀鸟绕着漏斗飞翔；事实上，所见的“雀鸟”当然是在旋风中飞舞的屋顶、房屋被吹毁后的零星瓦砾，以及其他杂物等。陆龙卷只在漏斗柱所经之处造成灾害，因此，也许一座房屋荡然无存，而隔壁一座却安然无恙。

雷暴生旋风之事，虽在热带亦有所闻，但以温带为多一一大概是由于温带地区温度差异大，冷暖气团相遇时就产生猛烈雷暴。北美中部有世界上受陆龙卷蹂躏最强烈的地区之称。这无疑是当地人不欢迎的一项“世界之最”。那个地区的雷暴通常都很猛烈，尤以春季为然。在墨西哥湾一带，陆龙卷季节始于二月；春夏两季，移向北方。

目前解释陆龙卷成因最普遍的说法，认为大气中下层空气又暖又湿，上层空气又冷又干，到这两层空气的温度相差极大时，就会造成陆龙卷，因为暖空气上升进入冷空气时，水分凝结，放出热同时产生一股足以造成陆龙卷的强烈涡旋上升气流。但这个说法解释雷雨云比解释陆龙卷好得多。单单是温差，似乎仍不能产生那么强烈的陆龙卷风力一一甚至连威力不及一半的风也难产生。温差也无法解释何以只有最大、最猛的雷暴才产生陆龙卷。另外有一种说法则认为，陆龙卷附近常见到落下的大雹块，是这种风的成因。可是气象学家多半认为，冰霜无法引发陆龙卷的上升气流，何况，陆龙卷又不一定有冰雷。

世界各处的陆卷风

那么，陆龙卷的成因是什么呢？一百多年前，曾有一种电气说一度甚为流行，1830年末，美国有位科学家黑尔说：“我研究过所有事实后，认为陆龙卷是一股代替通常闪电而使地面与云之间放电的带电气流所造成。”大约同一时间，法国物理学家贝奇埃写了一整本书，辩说陆龙卷确有电气本质。

陆龙卷的电气说当时显然有相当多人接纳，直到1887年，美国陆军通讯队的芬德利上校举出不下一百四十三个理由说明陆龙卷不可能由电气造成。自此以后，电气说便失了科学界的支持，这个概念也几乎给人完全遗忘了。

美国白艾思先生是一个科学家，研究大气已有二十五年余。由1953年陆龙卷摧残乌斯特市时开始，艾思才对陆龙卷的电气说发生兴趣。那晚，艾思从剑桥市的一个研究室下班回到家里，接到友人电话，说在大西洋上空东南方，有很不靠谱的闪电。艾思去到岸边，见到平生所见最壮观的闪电。闪电与六小时前在乌斯特市出现的陆龙卷，俱是同一风景造成，艾思那时看见几乎恒定的亮光一一每秒钟起码有二十道闪光。据当时相距约一百里所摄得的照片，艾思能推算出闪电来自雷雨云的云堤，云顶距海面约十二、三英里。艾思于是估计产生这样一个景象所需的电力，得出一个难以置信的数字一约一亿千瓦，与当时全美国总发电量相近。

艾思随即忽发奇想，也许这样的电能与陆龙卷的形成会有点关系吧。随便计算一下，就知道这样大的力量可能足以推动陆龙卷的风。艾思于是着手翻查陆龙卷的资料，调查两件事:这类风暴是否经常有闪电相随？目击者观察到任何不寻常电气现象吗？两个问题都有肯定答案。

艾思查阅《美国的陆龙卷》一书，读到一位曾在航空公司担任气象工作的人说，陆龙卷大抵都有一种特殊而强烈的闪电相随。该书又录了一位目击者的话：“有一种嘶嘶尖叫之声，直接从漏斗柱尽头传来。我抬头仰望，直望到陆龙卷的中心，真难以置信。漏斗柱中央有个圆洞，依我在那种环境所能做出的估量，直径大约五十至一百英尺，一直向上伸展，起码有半里高，洞壁都是旋动的云，整个洞给闪电照得通明，闪电不断显现，由一边到另一边，成之字形。若无闪电，我也看不见洞口和任何洞内情景。”

艾思在翻阅资料时发现，陆龙卷与发光闪电相随之事，人类早已知道，所以拉丁文有“普雷斯特龙卷”一词，意为“一种火样旋风降落地上，形如火柱”。显然，艾思常以为很新的电气说，也许应当称为古老的正统解释。

但艾思仍须多找证据。因此，美国每有陆龙巻，艾思就致函当地报纸编辑，请那些曾在近距离目击陆龙卷的人细说经历。

忆述陆龙卷的经历，常有强烈的个人色彩。有位六十多岁的老人，回信忆述他八岁时的经历，也非例外。他记得家人当时一边慌忙躲避一边喊他，“威利，钻进床底下！”可是威利明知没有人敢跑来捉他，就拖把椅子到厨房窗前，对着“平生难得一见的奇观，大个电火球在陆龙卷前走着”，大饱眼福。直到那个漏斗柱移近，把附近的谷仓盖也掀走了，他才对自己说：“威利，还是别坐在这儿吧。”

艾思搜集所得的资料，有不少证据证实了前人所述的细节，并且新添了一些宝贵的细节。前人说嗅到硫磺或煤气气味，今人比拟为电机发出的气味。懂得化学的人，就说是臭氧或者是氮氧化合物的气味，这都是放电所产生的。曾藏身地窖躲避风暴的人，记得几乎被一种浅绿色气体闷死。又有人报告说，面部与手臂出现严重晒斑，可能是受到了电气活动发出的紫外线近距离照射。漏斗柱的内部，从前的人说像个发光的管，现在的人应该说“像个巨型霓虹灯管”了。

这类新增资料很有用，但大多数仍未能尽释专家的疑团。专家不相信“传闻”的报道，要看“客观的”佐证与科学测量数据。不过，近几年来，找到两项又可靠又客观的证据，或可使更多人相信电在旋风中所起的作用。

头一项是因为有个陆龙卷在美国俄克拉荷马州土耳沙市附近的地球物理观测台六里内经过。风过时，发现观测台记录到多种干扰，例如流过地球的电流有急剧波动，地磁强度也有改变。这种强度变化，说明有强大电流忽然流过。新墨西哥州采矿工艺学院的布鲁克教授，依据这些数据，计算出在陆龙卷经过时，有一道大过一百安培的电流，流过当地达十分钟之久。从这个电流强度和已知雷暴所产生的电压来计算，放出的电力似有可能大得足以推动陆龙卷。

另一项使人兴奋的客观证据是詹姆斯•韦尔在1965年4月11日星期日晚上拍得的一张照片。他当时在美国俄亥俄州托利多市附近家中拍摄雷暴的照片。他的摄影机随着雷电东去移向托利多市。他家一带早已在下雹，雹块这时更大了。他想做个试验一一能不能借闪电的光度拍出前景地上的雹块呢？他向托利多市那边拍了一连串的照片，却不知道该市正遇上陆龙卷。

次晨，他在影室中，瞧瞧显影后的底片，想把一张似乎因漏光而起了雾翳的底片丢掉。可是有些东西引起这位摄影家的好奇心，他就把底片再细看一遍。他看出那两道有点模糊的垂直光带并没有越出底片药膜的范围，而漏了光的底片不会这样。于是他印了一张正片。后来，科学分析与托利多市内目睹其事的人都证明，韦尔所拍得的是一对真真实实的发光柱子——大概是两个陆龙卷漏斗柱被涡旋中某种放电作用照亮了。这样的证据足以证实，起码在一些陆龙卷中有强烈的发光活动或者有强大电流。不过，这项证据所引起的问题要比它所解答的谜团更多。比方说，这种电气活动是一切陆龙卷共有的吗？它是陆龙卷的前因还是后果？它的性质如何？倘若这些问题得到解答，我们的气象知识就大为进步，而且科学家也就可能发明一些控制陆龙卷的技术，消除旋风对人类的危害了。

1969年，一队科学家为了研究澳洲的丛林大火何以那么难以扑灭，曾在昆士兰省洛坎普顿镇附近一个有五十英亩大的地方，引发一场受缜密控制的大火，进行一项代号为“尤洛卡行动”的演习。世上有一批人认为陆龙卷也许就是他们造成的。为了让火烧得旺，砍下六千吨小桉树丛堆叠在四周，还在九百处同时点火。气象学家在点火前先记下天气情况，然后在火越烧越旺时，不停注视风与温度的变化。这项研究有一些意外的收获。他们发现这个大洪炉使地面风向有明显改变，在大火边缘风速增至接近三倍。但最惊人的现象还是在火场中心发生，该处的热风以每小时六十多英里速度怒吼，产生小型陆龙卷，打旋打到了二千英尺高。