龍捲風

龍捲風是一種少見的局地性、小尺度、突發性的強對流天氣，是在強烈的不穩定的天氣狀況下由空氣對流運動造成的、強烈的、小範圍的空氣渦旋。 ^[7] 

龍捲風的結構包括作為主體部分的漏斗雲和維持其存在的對流系統，通常為雷暴所帶來的積雨雲。

龍捲風的風速可達100-175米每秒，數倍於強颱風。龍捲風的持續時間短暫，通常在1小時內，最多數個小時 ^[9]  。龍捲風的近地面直徑很小，通常為25-100米，在極少數情況下可達到1公里；龍捲風的空中直徑可達數千米。大多數龍捲風在北半球是逆時針旋轉，在南半球是順時針，也有例外情況 ^[9]  。

龍捲風是極強對流的產物，一般與對流複合體或超級單體相伴隨，在強對流積雨雲下形成的旋轉極快的氣旋。 ^[33]  龍捲風的產生條件包括近地面的風切變和顯著的垂直運動、不穩定能量，雷暴是能夠滿足以上條件的理想環境，也是引發龍捲風的主要原因，其中由超級單體引發的龍捲被稱為超級單體龍捲，其他情形被稱為非超級單體龍捲。超級單體龍捲強度的強度和規模通常大於非超級單體龍捲。 ^[32] 

龍捲風是近地面不穩定能量中在很小的區域內集中釋放的一種形式。一般發生在春夏過渡季節或夏秋之交(4~10月)，以前者居多。 ^[28]  龍捲風生成（tornadogenesis）在大氣微物理學方面沒有明確結論 ^[10]  。但在動力學方面被認為與上升氣流和垂直風切變有關，且可大致分為四個階段 ^[10-11]  ：

多漩渦龍捲風（multiple vortex tornado）是包含次級渦旋（subvortices）的龍捲風。次級渦旋通常在主渦旋接觸下墊面後生成，數量在2到5個不等，圍繞主渦旋旋轉且不易通過觀察辨別。多漩渦結構的發展與龍捲風強度有關，EF4級以上的龍捲風容易發展為多渦旋龍捲。次級渦旋的生成和消失是動態的，通常僅維持數分鐘。多漩渦龍捲風可能具有很大的破壞力。 ^{[12]  [24]} 

水龍捲（waterspout）或海龍捲是水上的龍捲風，通常為非超級單體龍捲。世界各地的海洋和湖泊等都可能出現水龍捲。在美國，水龍捲通常發生在美國東南部海岸，尤其在佛羅里達南部和墨西哥灣。水龍捲的破壞性比超級單體龍捲要小，但仍然是危險的。水龍捲能吹翻和毀壞船隻，當移動至陸地時會有更大的破壞。當水龍捲很可能產生或在海岸水域上已經看得見的時候，美國國家氣象局將會發出海上警告；當水龍捲向陸地移動時發出龍捲風警告。 ^[12] 

陸龍捲（landspout; dust-tube tornado）是產生於陸地的非超級單體龍捲。陸龍捲和水龍捲有一些相同的特點，例如強度較弱、持續時間短、冷凝形成的漏斗雲較小且經常不接觸地面等。陸龍捲和雷暴等劇烈天氣沒有關聯，但依然會帶來氣象災害例如強風，並造成破壞。 ^[12] 

火龍捲具有類似於龍捲風形態，是旋風（whirlwind）與火焰的結合 ^[2]  。2010年，位於南半球的巴西遭遇罕見的乾旱少雨天氣，全國多地燃起了山火。8月24日，巴西聖保羅市一處火點颳起了龍捲風，形成了罕見的火焰龍捲風景觀。龍捲風夾起火焰高達數米，像一條巨大的火龍旋轉前進。這條“火龍風”於24日被拍攝到。“火龍”在燃燒的田野上飛舞高約數米高，阻斷了一條公路。為了熄滅這條“火龍”，當地出動了直升機。出現“火龍風”的地區已經有3個月沒有下雨。異常乾旱的天氣和強勁的風勢助長了此處的火勢。巴西全球電視台報道稱，聖保羅地區的空氣乾燥程度已趕上了撒哈拉沙漠。 ^[12] 

龍捲風按它的破壞程度不同，分為0-5增強藤田級數，簡單來説就稱為EF級，由1971年芝加哥大學的藤田哲也博士所提出：

根據物理和氣象學推算，龍捲風沒有EF6級。一些觀測記錄中的強龍捲風，例如1999年5月3日俄克拉荷馬城的龍捲風不是EF6級，而是EF5級。 ^[13] 

按觀測經驗，龍捲風的形態可能與其EF分級有關：

龍捲風發生至消散的時間短，作用面積很小，以至於現有的探測儀器沒有足夠的靈敏度來對龍捲風進行準確的觀測。相對來説，多普勒雷達是比較有效和常用的一種觀測儀器。多普勒雷達對準龍捲風發出的微波束，微波信號被龍捲風中的碎屑和雨點反射後重被雷達接收。如果龍捲風遠離雷達而去，反射回的微波信號頻率將向低頻方向移動；反之，如果龍捲風越來越接近雷達，則反射回的信號將向高頻方向移動。這種現象被稱為多普勒頻移。接收到信號後，雷達操作人員就可以通過分析頻移數據，計算出龍捲風的速度和移動方向。 ^[14] 

雙極化技術的出現對多普勒天氣雷達探測中氣旋和龍捲進行了有力的補充，全面提升了對龍捲微物理特徵分析與預警預報水平。①由於多普勒天氣雷達對較小尺度的龍捲渦旋探測需要具有良好的空間分辨率，然而對雙極化探測而言並不需要太高的精度。②雙極化特徵信號不同於多普勒特徵信號，由於其是“各向同性”的，所以並不依賴於觀測角度的變化。③當龍捲在夜間發生或被大量降水包裹着難以通過多普勒雷達觀測發現時，雙極化信息更能有效地將其識別。 ^[14] 

Wurman設計開發了第一部X波段移動式快速掃描雷達Rapid DOW，該雷達每7秒可以完成一次360°的體掃，在14秒的時間裏可以探測到12個波束範圍的數據，並且其距離分辨率達到11米，更易於對龍捲三維結構進行研究。從當前對龍捲的探測技術來看，快速掃描雷達在時空尺度上對龍捲觀測獨特優勢。而美國計劃的下一代天氣雷達網絡也定位為多功能相控陣雷達。所以可見該技術未來必將成為研究該類天氣的主要手段。 ^[14] 

全球除南極洲以外的大洲都有龍捲風記錄，龍捲風主要發生在中緯度地區，其中美國發生最為頻繁，其發生的龍捲風約佔全球龍捲風總數的75%，其次為加拿大。歐洲西部和中部、中國、孟加拉國、日本、澳大利亞、新西蘭、南非和阿根廷等國家或地區龍捲風發生也較為頻繁。 ^[15] 

年尺度特徵美國龍捲風平均每年有1000多個，例如在1991至2010年的平均值為1253個/年。在加拿大，龍捲風的年頻率約70個/年。考慮檢測系統的侷限，真實的龍捲風頻率可能為150個/年。

歐洲平均觀測到的龍捲風大約有330個/年，其中陸龍捲170個，水龍捲160個，而實際發生的龍捲風可能有700個/年，陸龍捲300個，水龍捲390個。歐洲龍捲風多發生於英國、德國、法國和西班牙。英國在1981至2010年間平均每年大約有47.2±10.5個龍捲風，其中陸龍捲36.5±10.1個，水龍捲12.7±2.8個。法國平均每年有15至20個龍捲風。

亞洲的龍捲風發生於中國、日本、印度和孟加拉國，中國平均每年發生的龍捲風有73個；日本平均每年發生20.5個陸龍捲和4.5個水龍捲；孟加拉國平均每年發生的龍捲風有2個。大洋洲的龍捲風主要發生在澳大利亞和新西蘭：澳大利亞平均每年發生的龍捲風有29個，新西蘭平均每年發生的龍捲風有17個。南美洲的龍捲風多發於阿根廷中部的潘帕斯草原：阿根廷平均每年記錄到的龍捲風大概有10個；巴西、智利和烏拉圭也有龍捲風的記錄，巴西平均每年記錄到的龍捲風有3個。 ^[15] 

美國的龍捲風多發於春季，其次為夏季，冬季最少發生。歐洲的龍捲風主要發生在夏季，其次為秋季：英國龍捲風主要發生在秋季（9至11月），11月為龍捲風發生最多月，其次為夏季（6至8月）。德國2/3的龍捲風發生在6—8月，其中7月龍捲風發生頻率達27%；法國的龍捲風多發於春季和夏季，8月發生最多；西班牙的龍捲風多發於暖季，明顯的趨向於秋季。澳大利亞的龍捲風多發於初春和夏季，其次為初冬。中國龍捲風發生的季節變化特徵明顯，主要集中在春夏兩季，尤以7月和8月最多，兩月約佔全年總數的50%以上。日本56%的陸龍捲發生在7—10月，其中9月最為頻繁，3月最少；水龍捲主要發生在9至10月，10月最多。 ^[15] 

美國的佛羅里達州和中南部平原是龍捲風的高發區，中南部平原稱為“龍捲走廊”，其範圍一般指從德克薩斯州中部向北到愛荷華州北部，以及從堪薩斯州中部和內布拉斯加東部到俄亥俄西部的區域。英國的龍捲主要發生於英格蘭的東部和南部以及海峽羣島周邊。德國的龍捲風多發於沿海和丘陵地區。法國的龍捲風多發於西北部、南部和東部。西班牙的龍捲風多發於地中海區域和加的斯灣附近省份。中國龍捲風一般多發生在中東部地形相對平坦的平原地區，平原多於山區；從區域尺度來看，長江三角洲、蘇北、魯西南、豫東等平原、湖沼區以及雷州半島等地都是龍捲風的易發區；從省級行政單元尺度來看，江蘇省、安徽省、廣東省、河南省、湖北省是龍捲風多發的省份，黑龍江省、河北省、浙江省、江西省和湖南省等省份龍捲風的發生頻次較高。1961至1993年間日本的陸龍捲和水龍捲主要發生在沿海地區，而關東地區大量龍捲風遠離沿海區域。大洋洲的龍捲風主要發生在澳大利亞和新西蘭。澳大利亞的龍捲風主要發生於東南部和西南部。南美洲的龍捲風多發於阿根廷中部的潘帕斯草原。巴西龍捲多發於南部和東南部。 ^[15] 

2020年6月17日，泰國春武里府海面出現“龍吸水”奇觀。“龍吸水”是發生在海面的龍捲風。當時該地區突下大雨，並在海面形成龍捲風。巨大的龍捲風引起人們恐慌，但並未造成人員傷亡。“龍吸水”上端與雷雨雲相接，下端直接延伸到水面。它一邊旋轉、一邊移動，能把海上船隻和海水吸入空中。 ^[16] 

中國大部分省（區、市）都有龍捲風的蹤跡，主要發生在我國東部平原地區，1991年-2014年，我國平均每年有43個龍捲風，其中江蘇和廣東最多，年均龍捲風分別為5.5個和4.8個。春季、夏季是龍捲風的多發季節，4-8月龍捲風佔全年的92%。 ^[7] 

2020年6月24日下午兩點半左右，內蒙古錫林浩特出現大型氣旋景象。巨大的風柱連接天地，狂暴旋風形成的氣流、雲團不斷扭曲變換形狀，在黑壓壓的雷雨雲下仿若魔幻大片。 ^[17] 

2020年6月12日14時左右，一場龍捲風襲擊江蘇省高郵市。在龍捲風波及的勤王村、管夥村、浩芝村3個村莊，部分房屋、車輛受損，4名村民受輕傷。在該龍捲風襲擊到來之前，江蘇氣象領先了46分鐘，發佈氣象預報。 ^[18] 

2020年7月29日下午，黑龍江省綏化市慶安縣出現“龍吸水”奇觀，巨大的雲柱不停旋轉。 ^[19] 

2020年8月5日上午，雲南大理洱海驚現“龍吸水”現象，一條巨大的水柱連通雲層與洱海，場面震撼。 ^[20] 

2020年8月9日下午15點30分左右，內蒙古達茂旗希拉穆仁鎮呼和點素嘎查遭受龍捲風襲擊。據初步統計，內蒙古龍捲風造成5户牧民受災，天鵝湖旅遊接待點受災較為嚴重。33人不同程度受傷，100餘頂蒙古包傾倒或受損。 ^[21] 

2022年7月10日，黑龍江牡丹江現龍吸水奇景。 ^[29] 

2023年6月1日13時左右，遼寧省阜新市發生龍捲風。 ^[35] 

當地時間2021年12月10日，美國多州遭遇龍捲風襲擊。受災嚴重的肯塔基州已有至少70人遇難，死亡人數恐將升至100。美國總統拜登表示，這或是美國史上最大的龍捲風之一。 ^[26] 

中國國家國際發展合作署新聞發言人徐偉12月13日向記者表示，我們注意到近日美國多個州遭遇嚴重龍捲風襲擊造成重大人員傷亡和財產損失，對此表示深切慰問，並願根據美方需要向受災民眾提供緊急人道主義幫助。 ^[27] 

龍捲風的檢測和預報存在3類難點：

24小時內發生最多的龍捲風：在2011年美國南部持續4天的風暴大爆發期間，世界氣象組織在4月27—28 日的24小時內記錄了207個不同的龍捲風。這場龍捲風造成300多人死亡，總損失為110億美元。（吉尼斯世界紀錄）

由颶風引發最多龍捲風：紀錄是119次，這一紀錄是2004年9月15日至17日由颶風“伊萬”在加勒比海創下的。（吉尼斯世界紀錄）

最大的龍捲風：直徑為4.18千米，這是在2013年5月31日由美國國家氣象局在俄克拉荷馬州的埃爾裏諾使用多普勒雷達測量到的。（吉尼斯世界紀錄）

第一個得到確認的火焰龍捲風：據雷達數據和視頻資料證實，2003年1月18日，布林達貝拉國家公園的麥金特斯小屋附近發生了一場火焰龍捲風。它的移動速度約為30千米/小時，火燒最旺時，火焰龍捲風底部寬約0.5千米。這次火焰龍捲風的威力足以移動汽車，掀翻屋頂。（吉尼斯世界紀錄） ^[23] 

2022年7月20日11時40分左右，連雲港市灌雲縣小伊等鎮村受局部突發龍捲風影響，房屋受損村民569户。據初步統計，受傷人員21人，已全部送醫院救治，其中，1人經搶救無效死亡，1人重傷正在搶救。 ^[30] 

2023年6月15日，美國得克薩斯州北部佩裏頓鎮遭遇強龍捲風，目前已造成三人死亡，估計上百人受傷。 ^[34]