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龙卷风的水龙卷是水气混合物组成

投稿时间:2016-09-15 20:35 投稿人:吴向东 【字号: 访问量:

智慧火花有人议论:视频显示龙卷风的水龙卷能将自然水卷起上升几百米甚至上千米高度。根据我对自然水的观察研究认为,龙卷风的水龙卷水柱并不是自然纯水,而是水汽混合物组成。理由是自然水是自由属性液体,极易受外在条件环境影响而改变液体存在态势,在水龙卷发生的时间和空间环境条件极其恶劣,在此条件环境下自然水不可能保持纯真并倒悬空中形成水柱。

据科普常识,龙卷风形成是地面热空气被上层冷空气复盖,热气流在某个点位置冲破冷空气复盖层时,在这个位置产生高速旋转上升气流,这就是龙卷风,这位置如发生在水面就是水龙卷。

空气是有质量的,高速旋转会造成质量产生离心力,这个高速旋转中心(龙卷风漏斗区)必然是个低压区。在龙卷风发生或经过的水面,龙卷风中心(漏斗)的外围气压大于中心,龙卷风中心与旋转气流外层存在压力差,龙卷风好比是照在水面的漏斗,当漏斗内气压小于漏斗外部气压时,大气压力作用会造成漏斗内水位升高。龙卷风的漏斗是无形的低压气流旋窝,高速旋转气流会将漏斗上升突出部水柱的边缘(水柱气旋接触面)剥离,从水柱边缘被高速旋转气流剥离的水体在高速气流作用下(震荡搅动)以失去纯水的特征,变成了水气混合物(水气混合物指不是连续水体,也不是连续气体,而是连续水气混合体),水气混合物随龙卷风漏斗高速旋转气流输送上升,就是视频中的水龙卷。

自然纯水在减压和振荡条件下都会产生气泡和泡沫化。纯水自然物理现象之一,减压气泡化:在纯净的清水池塘中插入划水的浆叶,桨叶的平面方向与桨叶运动方向成45度角(螺旋桨物理特点),视桨叶运动方向为横向,桨叶的叶面与运动方向成45度斜角。当桨叶横向运动时,在桨叶运动轨迹线上桨叶迎水面是正压;桨叶的背水面产生的是负压。桨叶的迎水面以斜角度压迫水体向桨叶迎水面的下斜角方向运动(螺旋桨横移进距效果),同时在桨叶的背水面就有个小范围的负压力水真空(水空间无水状态)。正常水体在突然减压时,水特性驱动邻近负压区水体自动向负压区流动,来补充桨叶运动时桨叶背水面负压区水真空,同时在桨叶背水面负压区由于水体突然减压流动产生空气气泡。桨叶运动速度越快,桨叶背水面负压水真空特性越强,产生的气泡越多。水越深由于水中压力相对大,桨叶背水面产生的气泡相对越小,在气泡上升过程中又由于水深度在减小所以相对水压力同步减小,气泡逐渐放大,直到升至水面气泡破灭为止。

不信看那航船产生的尾流全是水中翻滚的白色气泡,越是高速度螺旋桨产生的泡沫化越大,减压和搅动是水体产生气泡的两个直接原因。

纯水自然现象二,振荡和搅动纯水泡沫化(水气混合状):拿一只装半瓶水的透明水瓶,按顺时针或逆时针方向快速旋转震荡,瓶中的水和空气相混合形成气泡水沫状。在水气并容空间震荡和搅动使水体失去安定静止环境,震荡搅动使水和空气混合成水气混合体。

龙卷风的漏斗同时注备低压旋窝和震荡搅动的高速旋转气流,当这个低压旋窝罩在水面,水平面大气压强效应造成龙卷风低压旋转窝区水平面随漏斗形状上升,高速旋转气流将漏斗水柱边缘水体震荡搅动成水气混合物,随高速旋转气流输送上升形成水龙卷。

根据水体在突然降压会生成气泡和水气交容环境受震荡搅动生成水气混合物的特点;龙卷风生成也同时注备低压旋窝和气流震荡搅动的特点,因此判断龙卷风的水龙卷是水气混合物形成,而不是纯自然水构成水龙卷漏斗形水柱。

只有在水气混合以后水体的重量被分散细化溶入气流的运动规律,水气混合物中的水就失去自然水的物理特性规律。水只有在不停的震荡搅动中才能保持水气混合状态,一但环境停止震荡搅动,水在重量作用下下沉水气分离,水气混合状态消失,水又重回自然水状态。