高守亭 左群杰 杨帅

（1中国科学院大气物理研究所云降水物理与强风暴实验室，北京 100029；2中国科学院大学，北京 100049）

0 引言

龙卷是迅速旋转的空气柱，这个空气柱可以接触到地面，也就是说龙卷是柱状的涡旋，会带来大风，甚至暴雨和冰雹，所以通常又称为龙卷风。在干旱或沙漠地区也有龙卷存在，它是以携带沙尘和碎石而被人们观测到的旋转气柱。在海上或湖泊里也会出现水龙卷，可以看到水面以上的空中水柱及漏斗云的存在。

龙卷的生命史很短，大部分生命史是10 min到1h，影响范围从几米到2 km，但龙卷旋转性强，风力大，带有很大的破坏性，常造成大树连根拔起、房屋倒塌、人员伤亡等灾害。

我国龙卷多发生在苏北、河南中东部以及广东佛山、湛江一带（图1），即相对较平坦的地区。同样，在美国多发生在俄克拉荷马及周边地区也是相对平坦的地方。因为在这样比较平坦的地方其下层容易因为热力差异而造成明显的空气辐合及因大气中低层强风切变而造成上升运动产生局地对流，进而发展成龙卷。

图1 广东湛江龙卷[1]Fig. 1 A tornado occurred in Zhanjiang of Guangdong Province

在国外，特别是美国，对龙卷的研究很多，如Agee等[2]，Alexander 等[3]，Bluestein[4-5]，Brown等[6]，Davies-Jones[7-8]在我国对龙卷也做过一些研究，特别是北京大学孟智勇[9]。但目前主要限于观测事实的揭露和结构动力的诊断分析，对其发展的动力学在我国甚至在世界范围内都很少研究。

1 龙卷发展过程中的动力学

龙卷的生成有4个阶段。第一，对流单体的生成与发展；第二，能量的集中与释放；……