火龍卷是怎么形成的
火焰龍卷風(fēng)是指當(dāng)火情發(fā)生時(shí)，空氣的溫度和熱能梯度滿足某些條件，火苗形成一個(gè)垂直的漩渦，旋風(fēng)般直刺天空的罕見現(xiàn)象。很多人都好奇形成火龍卷的原因。下面由學(xué)習(xí)啦小編為你介紹火龍卷的相關(guān)知識(shí)。
形成火龍卷的原因
火焰龍卷風(fēng)的形成需要具備一定條件：強(qiáng)烈熱量和涌動(dòng)風(fēng)流結(jié)合在一起將形成旋轉(zhuǎn)的空氣渦流。這些空氣渦流可收緊形成類似龍卷風(fēng)結(jié)構(gòu)，旋轉(zhuǎn)著吸入燃燒殘骸和易燃?xì)怏w。
一般在渦度方程中，幅合效應(yīng)是影響渦度變化的最大因素。在火災(zāi)中，火的熱力令空氣上升，周圍的空氣從四方八面涌入，形成幅合，火焰龍卷風(fēng)便形成了。有說在日本關(guān)東大地震，火災(zāi)處處，都發(fā)生了好幾起的火焰龍卷風(fēng)。
漩渦擾動(dòng)
大火可引起一系列渦旋，其強(qiáng)度從塵卷風(fēng)(俗稱“旋風(fēng)”)那樣的小旋渦，到強(qiáng)烈的龍卷風(fēng)擾動(dòng)。這種渦旋兼有風(fēng)暴性大火和森林大火。其特征是：火中心上空有強(qiáng)烈的上升氣流和很強(qiáng)的地面旋風(fēng)。[2]
升空遇風(fēng)
火焰龍卷風(fēng)的形成必須在火焰燃燒產(chǎn)生高溫造成熱對(duì)流上升后，如果這時(shí)高空有風(fēng)，上升的氣流會(huì)開始旋轉(zhuǎn)，便可能形成所謂的火焰龍卷風(fēng)。
火龍卷成型的狀況
構(gòu)成部分
火焰龍卷風(fēng)包含著一個(gè)內(nèi)核，實(shí)際上這個(gè)內(nèi)核就是著火部分;此外還包含一個(gè)無形的袋狀旋轉(zhuǎn)氣體，它為火旋風(fēng)內(nèi)核提供新鮮的氧氣。
旋風(fēng)形態(tài)
一旦火焰被旋轉(zhuǎn)的氣流所吸收，未燃燒氣體將抵達(dá)火旋風(fēng)內(nèi)核，直至到達(dá)具有充足新鮮、加熱氧氣的區(qū)域使這些氣體燃燒起來。因此火焰龍卷風(fēng)的內(nèi)核看上去非常高，且十分纖細(xì)。常見的火旋風(fēng)內(nèi)核只有0.3-0.9米寬，高15-30米。但在條件合適的狀況下，還能形成巨大的火旋風(fēng)(幾十米寬，300米高)。
來流改變了火焰龍卷風(fēng)內(nèi)部的燃燒結(jié)構(gòu)，促進(jìn)了中空燃燒狀態(tài)的形成。中空燃燒狀態(tài)有一個(gè)中心的低溫區(qū)域。在中心低溫區(qū)域溫度最低時(shí)，火焰龍卷風(fēng)持續(xù)時(shí)間最長。來流增強(qiáng)了火焰龍卷風(fēng)的整體轉(zhuǎn)動(dòng)，并且加劇了火焰龍卷風(fēng)的螺旋狀上升。[4]
破壞能力
火焰龍卷風(fēng)夾卷著火焰，像一條火龍一樣旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，所到之處皆為灰燼。其威力足以將一棵小樹連根拔起，可持續(xù)1小時(shí)以上，難以被撲滅。
研究模型
火焰龍
卷風(fēng)存在一種中空燃燒的狀態(tài)。通過燃燒風(fēng)洞，對(duì)不同來流影響下的火旋風(fēng)進(jìn)行分析研究。通過一個(gè)置于大型燃燒風(fēng)洞中的邊角開有切向進(jìn)風(fēng)口的六邊形小尺寸火焰龍卷風(fēng)發(fā)生模型，應(yīng)用熱電偶測溫和皮托管測速以及電子數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，對(duì)該模型內(nèi)的溫度分布數(shù)據(jù)和速度分布數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，研究來流速度對(duì)火焰龍卷風(fēng)內(nèi)部燃燒結(jié)構(gòu)的影響、火焰龍卷風(fēng)旋轉(zhuǎn)速度的影響以及持續(xù)時(shí)間的影響。
火龍卷的實(shí)際案例
美國威斯康星火龍卷
1871年10月8日，一場森林大火席卷了威斯康星州東北部的格林貝灣兩岸，總共可能有1000人喪生。
那年的10月初，這里是典型的印第安晚秋晴暖天氣：微風(fēng)吹拂，空氣暖和而干燥。在過去幾周的時(shí)間里，這里曾有多起小灌木林和森林起火，這大多是由伐木工遺留下的大量樹枝杈燃燒起來的。風(fēng)小時(shí)，工人們和附近的人群還能控制住火勢。然而10月8日正是星期天，西南風(fēng)增大，使許多小火發(fā)展成熊熊大火。同時(shí)氣溫顯著升高，從密爾沃基站的觀測記錄看，10月7日最高氣溫為19℃，而10月8日則上升為28℃。到10月8日晚，兩處主要的森林大火從格林貝城附近慢慢地向東北方推進(jìn)，盡管居民們?nèi)渚?，試圖阻止大火蔓延，可是烈火無情，所經(jīng)之處毀掉了大量的住宅，東到弗蘭克恩，西到佩什蒂戈的所有村莊全部被燒毀。
加利福尼亞火龍卷
2008年11月15日，美國加利福尼亞州科倫娜火災(zāi)中，一處火焰龍卷風(fēng)逐漸逼近住宅區(qū)?；鹧纨埦盹L(fēng)所經(jīng)之地將使該區(qū)域的物體點(diǎn)燃，還可以將正在燃燒的殘骸投向周圍。由巨大火焰龍卷風(fēng)形成的風(fēng)流也十分危險(xiǎn)，其風(fēng)速可達(dá)到160公里/小時(shí)，足以將樹木吹倒。
巴西圣保羅火龍卷
2010年8月24日，巴西圣保羅市的居民拍攝下了罕見的“火焰龍卷風(fēng)”的自然現(xiàn)象。這種自然現(xiàn)象是由于龍卷風(fēng)經(jīng)過一處燃燒的田野，隨后變成了一個(gè)巨大燃燒的“火龍”。
出現(xiàn)火焰龍卷風(fēng)的地區(qū)已經(jīng)有3個(gè)月沒有下雨。異常干旱的天氣和強(qiáng)勁的風(fēng)勢助長了此處的火勢。巴西全球電視臺(tái)報(bào)道稱，圣保羅地區(qū)的空氣干燥程度已趕上了撒哈拉沙漠。
該條“火龍風(fēng)”在燃燒的田野上飛舞高約數(shù)米高，阻斷了一條公路。為了熄滅這條“火龍”，當(dāng)?shù)爻鰟?dòng)了直升機(jī)。同時(shí)，圣保羅市政府為預(yù)防新火情發(fā)生，已下令禁止麥?zhǔn)蘸蠡馃f稼地。
澳大利亞火龍卷
2014年5月拍攝于密蘇里州的火龍卷
2014年5月拍攝于密蘇里州的火龍卷
據(jù)英國報(bào)道，2012年9月17日，澳大利亞愛麗斯斯普林斯地區(qū)出現(xiàn)了一高達(dá)30米的火焰龍卷風(fēng)，據(jù)目擊者克里斯稱，火焰龍卷風(fēng)持續(xù)時(shí)間長達(dá)40多分鐘。“火焰龍卷風(fēng)”出現(xiàn)在偏僻內(nèi)陸，沒有造成人員傷亡。
美國密蘇里州火龍卷
2014年5月3日，美國一名女子拍攝到了罕見的“火焰龍卷風(fēng)”(“火龍卷”)現(xiàn)象，場面十分壯觀。當(dāng)時(shí)科佩琳開車載著女兒和友人兜風(fēng)至密蘇里州圣約瑟夫市附近時(shí)，當(dāng)?shù)匾粋€(gè)農(nóng)民正在焚燒田地。令科佩琳十分驚訝的是，田地中竟然出現(xiàn)了一條“火龍”，直沖云天，原來這是難得一見的“火龍卷”現(xiàn)象?？婆辶胀Ｏ萝噥?，拍下這一壯觀的情景并分享到網(wǎng)上。“這是我見到的最酷、最可怕的事情，”科佩琳說。
中國廣東惠州火龍卷
2015年7月7日，廣東惠州驚現(xiàn)20米高火龍卷，廣東惠州惠城區(qū)金石一路農(nóng)批市場對(duì)
廣東惠州火龍卷
廣東惠州火龍卷
面一處空地起火，出現(xiàn)罕見的“龍卷火”奇觀。
美國加州火龍卷
2015年12月26日，美國加州文圖拉縣索利馬爾地區(qū)發(fā)生森林火災(zāi)，形成巨大“火龍卷”。
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火龍卷是怎么形成的
