「龍捲風2」研究項目耗資達900萬美元

龍捲風

　　據美國《連線》雜誌網站報道，美國科學家最近將啟動一個名「龍捲風2」的大型研究項目，以期弄清龍捲風到底是如何形成的。該研究項目耗資900萬美元，是美國歷史上規模最大、費用最昂貴、技術含量最高的龍捲風研究項目。

　　美國國家科學基金會近期將啟動「龍捲風2」研究課題，共有一百多位科學家參與該課題研究。該項目將配置40台觀測車輛，每台車上裝備有雷達、風速計等設施，此外無人駕駛飛機、固定傳感網絡等諸多先進設施或技術都將應用於此項研究。科學家們將在一個月的時間裡，利用上述設備跟蹤研究一種被稱為「超級單體」的巨型雲層結構。這種「超級單體」經常會產生龍捲風。因此，科學家們希望能夠通過這種機動觀測車搜集到關於「超級單體」的各種數據資料。美國國家科學基金會對「龍捲風2」項目共投資了900萬美元。40台觀測車全部將部署於俄克拉荷馬州大草原之上進行跟蹤研究。科學家希望在計畫實施的一個月內，能夠觀測到20個正在形成龍捲風的風暴。

　　根據「龍捲風2」研究計畫，最理想的結果就是搜集到有價值的、清晰的高分辨率數據，氣象學家然後根據這些數據來研究為什麼有些風暴會產生致命的破壞，而大多數都僅僅形成一種威脅。據俄克拉荷馬大學氣象學家豪伊-布魯斯特恩介紹，「以前從來沒有把這麼多科學家同時集中起來研究同一個風暴。我們必須要觀測龍捲風形成過程的每一個細節中不同的變化。」在所有氣像現象中，龍捲風之所以引起了科學家們特別的關注，因為它們總是無法預測、而且風力猛烈、覆蓋面廣。早在1994年到1995年間，科學們就曾實施過「龍捲風1」項目，但收穫不大。

　　研究龍捲風最關鍵的技術就是雷達。「龍捲風2」項目將使用10種不同類型的機動雷達系統，每個雷達系統負責觀測不同的波長。科學家們將會把多普勒雷達或X波段車載多普勒儀安裝於巨型卡車之上，放置於距離巨型風暴形成地大約10到20千米處進行監測。這種全副武裝的車輛通常也被稱為「中尺度網」(mesonet)。隨著車輛的機動觀測，被稱為「附屬網」(sticknet)的固定傳感網絡將通過兩者之間的傳輸線路及時搜集所有可能受到風暴影響的數據。雖然有人擔心這些觀測車可能會被風暴捲走，但布魯斯特恩相信它們應該可以抗得住暴風的襲擊。龍捲風的襲擊範圍相對較小，它們的直徑一般在十幾米到數百米之間。龍捲風的存在時間一般也只有幾分鐘，最長也不會超過數小時。

　　龍捲風的形成原因長期以來一直是一個謎，正是因為這個原因，科學家們一直試圖去瞭解它。龍捲風的襲擊突然而猛烈，產生的風是地面最強的。由於它的出現和分散都十分突然，所以很難對它進行有效的觀測。龍捲風的風速究竟有多大？沒有人真正知道，因為龍捲風發生至消散的時間短，作用面積很小，以至於現有的探測儀器沒有足夠的靈敏度來對龍捲風進行準確的觀測。相對來說，多普勒雷達是比較有效和常用的一種觀測儀器。多普勒雷達對準龍捲風發出的微波束，微波信號被龍捲風中的碎屑和雨點反射後重被雷達接收。如果龍捲風遠離雷達而去，反射回的微波信號頻率將向低頻方向移動；反之，如果龍捲風越來越接近雷達，則反射回的信號將向高頻方向移動。這種現象被稱為多普勒頻移。接收到信號後，雷達操作人員就可以通過分析頻移數據，計算出龍捲風的速度和移動方向。

　　龍捲風經過的地方，常會發生拔起大樹、掀翻車輛、摧毀建築物等現象，有時把人吸走，危害十分嚴重。在美國，龍捲風每年造成的死亡人數僅次於雷電。它對建築的破壞也相當嚴重，經常是毀滅性的。在強烈龍捲風的襲擊下，房子屋頂會像滑翔翼般飛起來。一旦屋頂被捲走後，房子的其他部分也會跟著崩解。因此，建築房屋時，如果能加強房頂的穩固性，將有助於防止龍捲風過境時造成巨大損失。龍捲風是一種強烈的、小範圍的空氣渦旋，是在極不穩定天氣下由空氣強烈對流運動而產生的，由雷暴雲底伸展至地面的漏斗狀雲(龍卷)產生的強烈的旋風，其風力可達12級以上，一般伴有雷雨，有時也伴有冰雹。龍捲風常發生於夏季的雷雨天氣時，尤以下午至傍晚最為多見。