龍捲風為什麼經常在美國的草原上出現？破壞力有多大？

看過《綠野仙蹤》這本童話書的人都知道：在美國大草原上，一個名字叫多蘿茜的小女孩被大旋風卷到奧芝國，由此引出了一連串稀奇古怪的故事。童話裡面提到的大旋風其實就是龍捲風。美國大草原正是全球最受龍捲風青睞的地方。

早在1999年，憂心忡忡的人們端坐在電視機旁急切地關注著天氣預報：「對於風速目前我們一無所知，但有一點可以肯定：它的能量足以將大多數房屋夷為平地。大家必須馬上進入地下室避難……」正是這場美國有史以來最可怕的龍捲風席捲了美國俄克拉何馬州，造成40人死亡，8000戶人無家可歸，直接經濟損失高達10億美元。

美國惡劣天氣研究中心的喬治見證了這場災難：「5月3日當天，除了那個造成最大災難的超級龍捲風而外，還有大大小小超過50個龍捲風抵達俄克拉何馬州，其中一個的威力是超級龍捲風的4倍，如果這個龍捲風襲擊了俄克拉何馬州的大都市，將會造成難以想像的災難。」在喬治看來，俄克拉何馬州的居民們還算幸運的了。不過，那些倖存者可不這麼認為。

艾米也見證了這場災難：「我記得開始看見一個巨大的漏斗狀烏雲，好像裹著什麼東西似地高速旋轉，當裡面的東西被旋到頂端時，我發現那原來是一棵樹，一張沙發和一個餐桌!」「後來有人告訴我趕緊找個安全地方躲起來，但就在這時，一大塊金屬物體突然向我的汽車飛撞過來，接著我的車被風掀起近1米高。太恐怖了……感謝上帝，我現在還活著。」

露絲當時正和丈夫一起參觀新居，對即將到來的龍捲風毫無知覺：「我們當天只收到暴風雨的天氣預報，我想這並不妨礙我們外出。我們剛從地下室走出來，忽然發覺四周沒有了鳥叫，寂靜得可怕。就在這時，我發現『它』來了……」露絲被拋到一堆碎石上，她聽到了丈夫的驚叫，然後就什麼也不知道了，當她醒來時發現自己躺在醫院裡，丈夫卻已被奪去了生命。

美國大草原是龍捲風的「製造工廠」，它擁有「製造」龍捲風所需要的包括暴風雨在內的所有「原材料」。每年春季和初夏，溫暖潮濕的氣流會從墨西哥灣升起，然後被來自西北沙漠地區的高溫乾燥空氣攔住去路並壓在底下(這就好比是用高壓鍋鍋蓋壓住了沸騰的水)，隨著氣壓逐漸升高，最終潮濕的氣流以至少每小時160千米的速度衝出重圍，給已升至大氣上層的暴風雨提供動力，一旦時機成熟，就會形成快速旋轉的螺旋狀巨大氣流，在向地面靠近的過程中越變越窄，速度越來越快——龍捲風就誕生了。

龍捲風形態萬千，有的是狹窄漏斗狀，像大象的鼻子；有的則很寬闊，被雲雨包裹著，像棉花糖。多數龍捲風由於能量微弱，不成氣候，持續數分鐘後就會消失；少數則具有翻雲覆雨的威力；極少數甚至可以釋放出儲存於大氣中的巨大能量，形成時速超過400千米、殃及方圓數百千米的龍捲風。由於具有赤道邊上的潮濕溫暖氣流和西部貫通南北的山脈這兩樣「得天獨厚」的條件，美國每年大約爆發1200次龍捲風，是全世界其他地方加起來的總和的3倍。

南達科他州有一個由龍捲風業餘愛好者組成的旅行團。團長羅傑一手創辦了「追風旅行公司」。他不是科學家，沒有監測龍捲風的雷達，沒有數據，也沒有理論基礎，但他對龍捲風有著超乎尋常的敏感。他的客戶大多是一些尋求刺激，渴望感受大自然力量的獵奇者，羅傑很少讓他們失望。一旦嗅到龍捲風的氣息，羅傑就會帶領他的隊伍迅速前往並佔據觀察龍捲風的最佳視角。他們曾經在南達科他州的伍索克見識了時速達到330千米的f4龍捲風。

來自俄克拉何馬大學的豪伊是第一個把多普勒碟型衛星天線安裝在卡車上，並背著它到處追風的人。即便是擁有如此現代的工具，豪伊對每年能追到一兩個完整龍捲風的成績已經覺得幸運之至，畢竟他追的不是別的東西，而是複雜多變的龍捲風。他說：「25年前我們追風幾乎全靠自己，現在出門有大群車隊跟著，還帶著大量移動多普勒雷達。當然先進的設備對追蹤很有好處，但麻煩也接踵而至：運輸車需要大量汽油，龐大隊伍的管理也很困難，最要命的是所有高科技感應儀器和電腦都不喜歡旅行……」畢竟雷達設計者們沒考慮到他們的成果會被安裝在卡車上在風雨中顛簸著前進。

作為追風戰士，必須要對所有惡劣環境有所準備，包括崎嶇泥濘的小道，鋪天蓋地的沙塵暴，還有棒球大的冰雹。選擇追風等於同時選擇了冒險。

追風者的危險與艱辛在2013年5月15日那一天體現得淋漓盡致。當時豪伊和喬治各帶一支隊伍在得克薩斯州追逐一場龍捲風。當天，附近的低氣壓把潮濕溫暖的空氣從南方帶到得州，在其上方是快速移動的噴射氣流，兩大不同海拔高度不同速度的氣流相遇之後，產生了風的剪切——這正是他們想要的。「我們都意識到形成龍捲風的條件已經醞釀成熟。」

喬治決定北上到得州的達爾哈特，豪伊卻猶豫不決。要知道，作為追風隊的領導，必須對龍捲風最可能發生的地點做出快速果斷的判斷，這一判斷對追風成與敗起決定性的作用。最後豪伊選擇了得州的夏洛克。事實證明，喬治的選擇是明智的，當龍捲風出現時，他正處在絕佳位置。「我們那天一共監測了6個龍捲風，更讓人興奮的是其間至少出現過兩次奇觀兩個強勁的龍捲風同時出現在地面上!」這是首次被移動雷達捕捉到的「雙子旋風」。兩個龍捲風靠得那麼近卻仍然能保持各自的威力，這是很少見的現象。

喬治帶領隊友載譽而歸，而此時160千米外的夏洛克天氣晴朗，豪伊一無所獲。但他並未放棄，仍然堅守崗位苦苦等候。真是「皇天不負有心人」，奇蹟出現了：暴風雨的垂直邊緣推著大氣向上運動，然後開始旋轉，最後形成了巨大的旋風。豪伊的隊伍最終也捕捉到了龍捲風。之後喬治和豪伊的隊伍回到實驗室，他們投入了很多的時間對收集到的數據進行分析。不管怎麼說，5月15日是他們這一年收穫最大的一天。

威科爾是計算機模型組的領導之一。20年前，年輕的威科爾也是狂熱的追風族，「當時我想憑眼睛看清楚暴風雨的形成過程，現在我用另一種手段搞清楚它的動力本質——暴風雨裡面的空氣是怎樣相互作用，從而產生出能夠衍生為颶風、龍捲風或者冰雹的氣流來的。」在計算機專家的協助下，威科爾憑藉十幾年的氣象研究經驗終於成功地創造出龍捲風計算機模型，從而揭示了龍捲風的產生過程：

龍捲風是如何形成的

龍捲風是一種氣體渦旋：空氣繞龍捲風中心的軸快速旋轉，受龍捲中心氣壓極度減小(比周圍氣壓低10％)的吸引，近地面幾十米厚的氣流被從四面八方吸入渦旋的底部，隨即變為繞軸心向上運動的渦流。龍捲風在接觸地面時，直徑從數米到數千米不等，平均為幾百米。龍捲風影響範圍從數米到上百千米，所到之處萬物遭劫。在海上也有龍捲風發生。一般情況下，龍捲風在北半球是逆時針旋轉，在南半球是順時針旋轉，有時也有例外情況。

在氣溫較高時，潮濕的空氣上升至高空受冷後形成雨雲，就會產生雷暴。龍捲風正是雷暴的產物。具體地說，龍捲風就是雷暴的巨大能量中的一小部分在很小的區域內集中釋放的一種形式。並不是所有的雷暴都會產生龍捲風，但有時一次雷暴可以產生一個或多個龍捲風。

龍捲風的形成可以分為四個階段：(1)大氣的中低層較為潮濕，受熱的空氣產生強烈的上升氣流。(2)由於與在垂直方向上速度和方向均有切變的風相互作用．上升氣流在對流層的中部開始旋轉．形成中等氣旋。(3)隨著中等氣旋向地面發展和向上伸展，它本身變細、增強．並形成龍捲核心。(4)龍捲核心的旋轉與氣旋不同，它的強度足以使龍捲一直伸展到地面。當發展的渦旋到達地面高度時，地面氣壓急劇下降，風速急劇上升，龍捲風就形成了。

1925年3月18日下午，美國密蘇里州的安娜波利斯。一切都顯得平靜正常，藍天上飄著幾朵雨雲，並無異常。但只一瞬間災難就發生了，只有那些被困在礦井下的礦工才僥倖逃過了一場可怕的災難。

一群學生正在教室里上課。伯尼斯·瓊斯從窗戶望出去，發現天空突然變得像炭一樣黑，這是春天天空中常出現的景象。接著，她聽到了一種似乎很熟悉的聲響，就像一列火車呼嘯而來。然而，這迅速逼近的聲音並不是火車的聲音。那一刻，瓊斯的父親正在距地面135米的礦井下工作。他也聽到了頭頂有一陣微弱的轟鳴聲，然後井下就斷電了。礦工們被困在黑8音中。由於不能使用升降機，人們只能一個接一個地從井下魚貫爬出。當他們回到地面時，簡直無法相信自己的眼睛，「你無法想像眼前的情景，似乎一切都被毀壞了」。

龍捲風還襲擊了附近的小鎮，帶走了那裡的一切。龍捲風在經過密西西比河時，順便吸了「一口」河水，然後在伊利諾伊州的河東岸下了一場「魚雨」。

接下來，龍捲風又襲擊了另外兩個州。默菲斯伯羅是一個有著1.2萬人口的小鎮。那天下午，一所學校的一間教室里坐滿了上課的學生。突然，教室的窗戶被一陣風捲走，接著一塊玻璃飛過教室，撞到黑板上摔成碎片，然後屋頂飛走了，牆壁也消失在空中。7個孩子死在學校的廢墟中。這場龍捲風席捲了默菲斯伯羅鎮的西北部。可怕的是，由於沒有絲毫跡象，所以警報沒有響起，當人們看到了龍捲風所夾帶的房屋和樹木時，已經大禍臨頭了。風暴過後，一場大火又光顧了廢墟。

龍捲風繼續沿著芝加哥，朝東北方向呼嘯而去，發出的聲音與一輛大型運煤火車的聲音相差無幾。在它經過的地方有個叫德索托的小城，龍捲風過去後，小城面目全非，從此便消失了。有37個孩子死在學校的廢墟里。

在西法蘭克福，不但房屋被毀，一堵牆都沒留下，就連廢墟也被颳走了。就像來了一個怪物，將所有的東西吹起來，然後又用推土機把它們推走了。

夾帶著廢墟碎片，龍捲風接著又向伊利諾伊州東南部的農場撲去。在美國歷史上，很少有農場主死於自然災害，因為他們熟識天氣。但是在這場龍捲風中，共有30個農場主死於非命。

這場龍捲風在肆虐了300多千米後，其殺傷力仍然不減。在格里芬河邊小鎮，上百人被埋在廢墟下，58人死於龍捲風。接著，龍捲風轉向歐文斯維爾城，在造成9人死亡之後又左轉，直奔人口眾多的普林斯頓市。此時龍捲風以每小時200千米的速度前進，這個速度已接近龍捲風時速的最高紀錄。在普林斯頓市，共有44人死亡。過後，它又向更大的城市彼得堡挺進。但在彼得堡以西的一片無人曠野中，它突然神秘消失了。就像沒有人看到它怎樣到來一樣，也沒有人看到它是怎樣消失的。

這場龍捲風在持續4個小時之後終於過去了，它留下了70千米長的廢墟，總共造成了695人死亡和美國中西部地區連續3個月的天氣異常。這場黑雲狀的龍捲風造成的死亡人數比美國歷史上其他任何一次龍捲風都要多。80年過去了，當年橫掃三州的龍捲風仍然是個謎：它是一個還是多個龍捲風?人類還會經歷這樣的龍捲風嗎?這是不是獨一無二的、500年才一遇的現象嗎?

先是龍捲風的母體——暴風雨出現在大氣層中，接著暴風雨越來越密集，雲開始螺旋下降，並且在高空中動蕩不安，在向地面下降的過程中，雲旋轉得越來越快，螺旋也變窄變密，最後以龍捲風的形式到達地面。究竟是何因素促成了關鍵的最後一步?為什麼在如此短暫的時間內螺旋會發生如此巨大的變化?這一變化與螺旋靠近地面受其影響有關嗎?上述疑問目前還沒有權威的解釋，有一種假說認為，龍捲風在形成過程中，自始至終都被一股向下的氣流包裹著，在靠近地面時，氣流「勒緊了腰帶」，於是螺旋的密度陡然增大。

龍捲風通常襲擊美國的中部地帶，但也有例外。位於俄克拉何馬州邊境的摩爾小鎮就因多次慘遭龍捲風的襲擊而出名：1998年龍捲風光顧該鎮，次年龍捲風又在它的斷壁殘垣上再造廢墟，2018年5月龍捲風再次不期而至。

對於2018年的那次龍捲風，路塞太太回憶道：「我們正在用晚餐，女兒打電話來說龍捲風正向這裡襲來。這時一個女招待走進來站在我丈夫的身後，我丈夫說他能夠感受到她因恐懼而顫抖。一切發生得太突然了，就像一場噩夢。」她的女兒蘇珊說：「我看見一棵樹向我們飛撞過來，同時感到一股力量把我向後推。等我們走出去時發現牆不見了，房頂沒了，什麼都沒了。到處都是受傷的人，流著血躺在高速公路上、排水溝里……謝天謝地，我們活下來了，這真是奇蹟。」

像路塞太太一樣，摩爾鎮的許多居民都是在龍捲風襲擊的幾分鐘甚至幾秒鐘前才聽到警告的，可見龍捲風的速度之快，來勢之猛。

龍捲風是自然界的強大怪物，既然人們還沒有能力去阻止它的產生，那麼就只有在預測防範上多下工夫了。也許只須提前半小時知道龍捲風的去向就能大大降低損失。但是。龍捲風不同於颶風，後者能被雷達和衛星捕捉，龍捲風則不同，雖然規模不及颶風，但形成速度極快，行進路線、方向不定，叫人防不勝防。

現在，在美國，應付惡劣天氣的第一道防線是位於俄克拉何馬州的美國全國暴風預報中心。該中心監測經過美國大陸的氣流，把各項數據輸入計算機，然後利用專門軟體對某地區可能發生龍捲風的概率進行數據分析。如果數據分析顯示某地區可能成為龍捲風下一步的肆虐之地，中心就會為該地區配備雷達監控表。只有當雷達顯示龍捲風正在醞釀形成時，官方才會發布警報。不過，官方警報總是來得太遲，平均發布警報時間只比龍捲風來襲提前了12分鐘，而且還經常發布錯誤信息。

曠野上空的龍捲風威力其實並不大，通常要在抵達人口密集的城鎮時，龍捲風的破壞力才會達到極致。其中緣故不難理解，城鎮建築物被破壞後產生的瓦礫碎片大大增強了龍捲風的殺傷力，就好比為它提供了「彈藥」。城鎮中的龍捲風並不比曠野中的更強，但真正搞破壞的還是這些「隕石雨」。

這就不得不提及建築物的牢固性了。建築學家兼災難評估專家湯姆曾說：「人類登上月球已經30年了，可還是不能建造出能抵擋f2級龍捲風的房子，這真是一個莫大的諷刺。」研究證明，傳統建築平均能承受的風速不超過每小時80－100米。

傳統建築的建造特點是屋頂、牆壁、地板以及地板下面的地基環環相扣，表面上相當牢實，但由於連接這些構件的釘子都是單向作用，對地基承受房屋重力有利，卻大大不利於承受相反方向的風力。特別是人字屋頂的建築物，龍捲風很容易掀開房頂，帶走牆壁。相信只要有一天成功解決了釘子的「雙向固位」難題，龍捲風就不會那麼可怕了。

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