龙卷风为什么能把物体卷到高空
(2014-09-15 12:04:49)
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龙卷风为什么能把物体卷到高空
龙卷风为什么能把进入其中的物体卷到几十上百甚至上千米高,显然,就算龙卷风中心已经是真空,单凭大气压强也肯定办不到,单凭它的风速也只能是对地面物体造成破坏,而不应该把物体卷到高空,把物体卷入高空的力量也不应该只来自龙卷风与地面的交接处,因为把物体卷入高空的力量肯定来自龙卷风本身而不可能有什么外部原因,所以整个龙卷风从上到下肯定存在一种把卷入其中的物体持续抬升的力量。在业余条件下用实验来制造一个龙卷风并由此推导出这种力量的来源我还想不出有什么简单直观的办法,但是,龙卷风中物体被卷入高空的原理和可直接作出实验和观察的物体被卷入水的漩涡中心和底部的原理应该是一样的(请参阅本人漩涡中的物体为什么被卷入漩涡中心一文)。因为它们都是漩涡,只不过一个气体一个液体都是流体,都可以对卷入其中的物体产生作用力。所以本人据此并结合龙卷风中实际发生的情况对这个力量的来源作如下推断:
龙卷风在高空形成不断向地面的延伸过程中自转速度不断增大,也就是从垂直方向来说龙卷风底部线速度最大,往上去线速度越来越小。从龙卷风的水平方向来说外围线速度最大,往中心去线速度越来越小。这样,就把龙卷风分割成无数条自转线速度不等的流线。当物体卷入其中时必然随着龙卷风的自转方向运动,由于物体下部空气流速大于上部空气流速,所以,物体下部所得到的速度大于物体上部所得到的速度,物体如果向下走等于是逆流而下,这不可能,因为物体本身并不产生能量它只是随波逐流,所以物体自然要向空气流速小的上部顺流而上,物体往下去是逆风往上去是顺风。这种把物体向上抬升的力量在龙卷风任何高度上都是独立存在的,物体上下跨度越大物体的上端和下端的空气流速差就越大物体获得的向上抬升的力量也就越大。物体上升到一定高度已和大气压强没有关系。所以物体在得到向上抬升的力量大于重力后可被持续抬升。还有,由于龙卷风外侧流速大于内侧流速,所以物体外侧所得到的速度大于物体内侧所得到的速度,和以上同样道理,物体必然自空气流速大的外围逐渐向空气流速小的中心移动。由于龙卷风中心风速小,把物体向上抬升的力量也小,有些物体在被卷起不太高时便从龙卷风的中心重新回落到地面,但是,龙卷风整个是不断移动的不是所有物体都有这个机会,有些物体便被卷入高空。
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