二 陆龙卷和水龙卷
陆龙卷 龙卷风是报纸上常见的名词。因为它在陆面上出现,应该译为陆龙卷。这是直径短而且历时不久的强烈风暴。这是旋风型风暴,通常发生在积雨云下方。风暴中心气压极低,可以形成漏斗状云,向下方伸展。如果触及地面,树木、房屋、车辆、作物可受到严重破坏。美国陆龙卷出现最多的地区叫做“陆龙卷区”,其地包括密西西比河中游和上游。出现次数最多的一州是俄克拉何马州,每年由 4 月到 10 月是陆龙卷出现最频繁的季节。出现
的时刻通常由下午 3 点到 8 点,午后如出现高温,并有积雨云,即须戒备, 因为陆龙卷极可怕。兹举例如下。
1987 年 5 月 22 日下午 8 点,美国得克萨斯州西南角,位于佩科斯市以
南 43 公里处,有一小镇叫做萨拉戈萨,竟遇上一股杀人很多的陆龙卷。镇在
山坡下方,周围是牧场,有居民 200 多。午后炎热,天气预报已提出警告, 将出现陆龙卷风。可是镇内无警报器,居民不知。
镇内有一座大会堂。那日下午 8 点整,会堂内举行幼稚教育毕业典礼。
幼稚儿童年龄由 3 岁到 4 岁,参加的男女老幼约有百人。典礼开始,儿童站在台上唱歌。这时候,陆龙卷突然出现。窗门为狂风吹走,大会堂屋顶也飞走了,户外汽车翻转。父母急忙上台把儿童抱下来,紧紧拥抱他们的孩子伏在桌面下。这时有的孩子已为狂风带走,不知去向。不多时,风暴停止。镇内房屋有 80%被扫平,死者达 29 人,其中有 6 名是儿童,受伤的有 121 人。附近牧场内乳牛一一死亡。
笔者的经验,如果下午很热,有积雨云蔽空,可能有雷雨,也可能夹杂陆龙卷。所谓雷雨,是地面上暖气流上升,空中冷气流下降,因对流而产生雷雨。所谓陆龙卷,是由高纬度内冷而干的空气,流向低纬度;同时低纬度内暖而湿的空气,流向高纬度。两股性质截然不同的气流,中途相遇,又在空中交换热量,交换水汽,扭成一团,出现高空积雨云层。这是陆龙卷型积雨云,与由暖地面上升而形成的积雨云大不相同。
由暖地面上升的暖气流,与由高空下降的干冷气流连接处,产生一个垂直的锋面(frontal surface,不连续面)。这锋面不易扩大,不可能含有巨大的“低气压泡”,因此,这样的积雨云只可发生雷雨,不可能有陆龙卷, 相当的安全。
出现陆龙卷的积雨云,必须是低纬度暖湿气流与高纬度干冷气流在途中相遇而形成。这两股不同性质的气流在空中略似水平方向相遇,互相叠置。上层是暖湿气团,下层是干冷气团。两气团之间的锋面互相冲突,出现气旋, 空气旋转,其中心是低气压,我叫它作“低气压泡”。这低气压泡周围的空气有回转运动,才成为积雨云层内气旋。这气旋发生在空中,不在地面上。如果这积雨云层很厚,这气旋式低气压继续发展,可从积雨云层下部向下突破。这时候,积雨云层底部可能出现一个或多个半圆球状的“短漏斗”。如果继续向下发展即可伸长,叫做“长漏斗”。漏斗内部是低气压,接近真空; 这漏斗以上就是积雨云层以内气旋式空泡。由急剧回转的气流合围而成。这个泡内接近真空,具有强大的吸引力。但是如果这个空泡有破缝,立即消失, “短漏斗”也必然全部跟着消失。如果这个空泡继续旋转,空泡的体积必然加大,下面的“短漏斗”势必加长而形成“长漏斗”。漏斗愈长也愈细,类似蛇尾,俗名龙尾。如果这长漏斗末端触地,立即出现灾难。这漏斗的作用
类似“吸管”或室内使用的“吸尘器”,它具有强大的吸力,大树可以拔起, 房屋可以倒塌,人也可以被吸上天空。如果被吸入漏斗管内,危险最大,因为管内有闪电。地面房屋倒塌,由于大气的压力。凡漏斗管口所经过的地面, 气压极低。漏斗管移开以后,大气立即进入,具有排山倒海的力量,砖墙瓦屋均难幸免。
漏斗管与积雨云连接处是一朵对着地面半圆球形的云。这就是积雨云层内急剧回转低气压泡的底部,风速猛烈。据说,有人测过这云状漏斗管下端近地之处风速每小时可超过 500 公里。漏斗管内气压接近真空,这漏斗管上
段的管壁风速更大,每小时可达 1000 公里。这低气压泡下通漏斗管,上面不是密封的,没有上盖。气流的方向为反时针方向(在北半球),因为空气绕着低气压中心前进一律向右偏。高空积雨云层内低气压泡,由于气流回转, 不可能有上盖。因此,这个低气压泡不可能很大,近似柱状。下起漏斗管, 通过积雨云层直到高空无云的大气层。因为高度愈大,气压愈低,对于低气压泡的存在并无任何影响。至于可以破裂这低气压泡的风是积雨云层内的干冷气流。如果这干冷空气能挤进这低气压泡,下面的长漏斗管会立即消失, 这是因为这干冷空气的密度特大,可以立即增加泡内气压,上面低气压泡一破,下面长漏斗管同时消灭。高空积雨云层很厚,有时可以升到对流顶以上。低纬度暖湿气团与高纬度干冷气团彼此相遇,是大尺度的,水平相当的长, 上下也相当厚,接触以后,干冷的空气把暖湿的空气抬高,相当紊乱,不难想象。由回转而形成的低气压泡可能多至无数个,必须能够由云层底部向下发展,一直伸到云底以下,且能形成漏斗状的,才有希望发展为龙卷风。1980 年 4 月 4 日突然出现 14 个陆龙卷,分别袭击美国中部 12 个州(威斯康星州、密苏里州、密歇根州、伊利诺伊州、阿肯色州、俄克拉何马州、密西西比州、印第安纳州、田纳西州、堪萨斯州、俄亥俄州、得克萨斯州)。事先均未能发布天气预报,只是在陆龙卷出现并酿成灾害后,编写报告而已。美国年年研究,直到现在也不能准确预报。预报台风或预报天气好坏比较容易着手, 预报陆龙卷目前还不可能。因为陆龙卷来自积雨云层内低气压泡,这泡扩大才可出现漏斗。这个过程历时很短。等到望见短漏斗出现,不久就化为长漏斗;这长漏斗触地面以后,立即酿成灾害。这灾害的大小与漏斗管的粗细大有关系,管口直径只有数米长,灾害较轻;超过 10 米,灾害就严重。漏斗大小又与云层内空泡的大小有关。下面引的是依据密歇根大学盖兹教授所著《气候学》内一段记实,记述一名叫威尔·凯勒的农夫所亲眼见的管内景象:
“到了最后的一刹那,那个由乌云扭成的一条毛茸茸的漏斗型风管下部,终于来到了他的头顶上。所谓毛茸茸的风管,是由尘土和云气被回转的疾风抽扭而成,有些象绳索、细丝和毛发等织成的暗黑色长筒。这时候,他的头已进入漏斗管的管口。管内气压极低,呼吸困难,嗅到一股臭味(可能管内有臭氧)。由于气压低,空气稀薄,管内一片静寂。管外有嘶嘶声响, 极为尖锐,使人恐怖。睁开眼睛向上一望,不由得大吃一惊。这一下子他居然望见龙卷风的心脏。这漏斗管下段细上段粗,管口直径约有 15 米,上段可
能有 30 米,好象一条走廊似的,由地面斜着进入上空。管内耀眼的亮,因为管壁上全是闪电,光亮可怕。组成管壁的风带着云雾作反时针方向流动,且由上而下。管内空气由下而上,飘扬起来的物体上升不快。风管管口摩擦地面处出现许多破口,风速极大,吸引力极强,此生彼灭。前文所述的嘶嘶之声完全来自这些破口。风管管口向前移速度不大,且非直进,而是曲折拐弯,
主要方向大致趋向东北。此风管离开他后,又去破坏附近另一住宅和一座谷仓,并把它夷平。这些是农人伊凡的家产。伊凡全家人员一同去农田,看已被冰雹所摧毁的作物。他望见龙卷风已出现,急忙往家跑,希望回到家中躲在地下室内。没想到刚走到中途,龙卷风已到,他们全家在一座土崖前卧倒, 趴在地面上,用手紧紧揪住土崖前生长的小李树,以防自己的身体被风暴带走。他的长女 17 岁,也趴在地面,但在距土崖稍远一点的地方。说时迟,来时快,龙卷风已到他们的身前,把他们全家人个个吹起,这时他们更拼命死死揪住树枝,两腿与身体都离开地面悬在空中,就象蜻蜒点水。当龙卷风在破坏他们住宅时,伊凡两眼看得很清楚,但也无能为力。先把屋顶拔起,再吸起屋顶下方的家具,包括炉杜及餐具,一齐飞到他们的头上方,乱舞一番, 然后抛落地面。风暴离开后,他们全家人员平安,无一受伤。他的长女距土崖较远,龙卷风把她的上衣全都剥光,她竟完全不知。”
笔者观察由于垂直对流而发生的积雨云,只能出现雷雨。这大块乌云停立空中,不会转动,其上端可能侵入平流层,呈现砧状云。由于水平对流在空中出现的积雨云不是静止的云块,它有盘旋的形象,这是最可怕的积雨云, 最好躲避它。
美国最凶狠的陆龙卷大多出现于 4 月下旬或 5 月上旬,这时候上空暖湿气团与干冷气团冲突激烈。有人说,陆龙卷不会进入市区,这句话不可信。陆龙卷的威力来自云层内低气压泡,漏斗管可以进入郊区。由于市区中心气温较高,有上升气流,可改变空中云层的移动方向和位置。为躲避陆龙卷, 通常进入地下室;但如遇大管口的陆龙卷,普通地下室也不安全。
水龙卷 在海面上出现的龙卷风,叫做水龙卷。在海面可兴起一股水柱, 高达数米或数十米,这也是空中积雨云内低气压泡的作用。
1984 年 6 月 26 日下午 2 点半,香港西南方海面受旋风而出现了水龙卷。旋风卷起灰白色水柱,上连漏斗状浓云,云层都有旋转,下接海水,直达海面。水柱最初是直立的,不久就弯曲。水柱下端四周海水急剧旋转,并激起灰白色浪花。10 分钟后,水柱逐渐变得下窄上宽,呈长漏斗形,最后逐渐变小而消失。一位在钢线湾钓鱼的人看得很清楚,他说水龙卷出现后天气很闷热,不见雨点,只见云下有闪电,并听到断断续续的闷雷声响,约 10 分钟后才消失。长洲、南丫岛、华富邨、钢线湾等地的居民也都见到这次水龙卷。香港近 20 年内,每年可有一次或两次水龙卷出现。据说,水龙卷在西沙群岛出现较多。