观看在美国各地肆虐的险恶超级单体风暴云

这些风暴会释放冰雹、闪电,以及最臭名昭著的——龙卷风

A tornado-warned supercell cutting across Kansas.

龙卷风警报下的超级单体横扫堪萨斯州。超级单体的详细计算机模拟可能有助于识别导致龙卷风的条件,但这过程缓慢。在世界上最强大的超级计算机之一上进行一次模拟就花费了三个月才完成

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当条件完美结合时,灾难会席卷大平原:超级单体风暴,以其宽阔的砧状顶部结构为特色,可以释放冰雹、闪电和龙卷风。

虽然这些风暴相对罕见,但它们可以持续数小时;超级单体依靠向上移动的暖空气和向下移动的冷空气生存,并且当两股气流沿着各自的路径移动时,后者避免削弱前者。 尽管只有约 20% 的超级单体会产生龙卷风,但它们占每年袭击美国的大部分龙卷风。

简而言之,地平线上出现超级单体是一个不祥之兆。但气象学家不确定是什么让风暴变得致命,也不确定它们发生的频率。这就是为什么研究人员花费数十年时间飞入和驱车靠近极端风暴,评估超级单体产生危险条件,尤其是龙卷风的必要条件。


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希望通过更好地了解龙卷风何时着陆,官员可以更早地向公众发出警告,并提高当地人对即将到来的危险的严重程度的信任

Supercell near West Point, Neb.

图片来源: 迈克·霍林斯黑德 Alamy Stock Photo

内布拉斯加州西点附近的超级单体。为了更好地了解风暴何时产生龙卷风,研究人员 驾驶无人机在内布拉斯加州、南达科他州、堪萨斯州和其他几个州上空 2,500 英尺处进入隆隆作响的超级单体。 

A tornadic supercell storm moving over the Great Plains during sunset.

图片来源: 乔·贝朗热 Alamy Stock Photo

龙卷风超级单体风暴在日落时分穿过大平原。历史上,龙卷风最常侵袭大平原,但有证据表明,极端天气事件在更东部地区变得更加频繁,例如在密西西比州、阿拉巴马州和田纳西州。 

A high-precipitation supercell moving through the Nebraska Sand Hills.

图片来源:迈克·霍林斯黑德 Alamy Stock Photo

高降水超级单体穿过内布拉斯加州沙丘。超级单体通常会产生最大、下落速度最快的冰雹。最强风暴中的冰球可能直径为两到四英寸,以每小时 44 到 75 英里的速度坠落。 

Tornado funnel and debris cloud under a supercell in McCook, Neb.

图片来源: 约翰·瑟林 Alamy Stock Photo

内布拉斯加州麦库克超级单体下的龙卷风漏斗和碎片云。龙卷风底座周围的黑色圆柱体是碎片云,是由搅起的泥土和残骸组成的漩涡,可以膨胀到龙卷风本身宽度的两倍。 

A supercell moving over the Great Plains.

图片来源: 乔·贝朗热 Alamy Stock Photo

超级单体移动到大平原上空。风暴内部正在酝酿一个气流,其旋转、大小、深度和持续时间适合多普勒雷达将其标记为中气旋:龙卷风的前兆。 

A slow-moving tornadic supercell speeding up near Bartlett, Neb.

图片来源: 迈克·霍林斯黑德 Alamy Stock Photo

缓慢移动的龙卷风超级单体在内布拉斯加州巴特利特附近加速。较慢的雷暴以每小时约 12 英里的速度穿过地表,而最快的超级单体可以达到每小时 40 到 50 英里。 

A supercell mushrooming during sunset in Bledsoe, Texas.

图片来源:马尔科·科罗塞克 Getty Images

德克萨斯州布莱索日落时分蘑菇状的超级单体。美国国家对雷暴的研究工作始于 1945 年的雷暴项目。天气事件被视为对飞行的威胁——因此,该项目自然而然地让飞机直接飞过暴风云。 

A supercell and tornado sweeping across Lamar, Colo.

图片来源:马尔科·科罗塞克和巴克罗夫特媒体 Getty Images

超级单体和龙卷风横扫科罗拉多州拉马尔。美国国家气象局根据事后进行的破坏调查对龙卷风强度进行评级。新的研究表明,对于超级单体产生的龙卷风,传统的评估方法可能低估风速。 

A tornado-warned supercell headed towards Enid, Okla.

图片来源: 约翰·芬尼 Getty Images

龙卷风警报下的超级单体正朝向俄克拉荷马州伊尼德。必须有人亲眼目睹龙卷风才能将其记录下来。由于自 20 世纪初以来人口密度增加,尚不清楚天气是否更常见,或者是否只是有更多人在周围看到它

本文的一个版本,标题为“图像中的科学”,经过改编后收录在 2021 年 11 月号的《大众科学》中。

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