知乎热榜 ( ) • 2024-04-28 07:19
傻瓜的两块钱的回答

广州这次居然出现了3级强龙卷风。龙卷风都是出现在强对流天气。在中国,一般记录的龙卷风较集中在东部地区,江浙一带发生频繁。前两年江苏还有我们市的一个镇都反生了不小的龙卷风。看下图,确实震撼和恐怖。


至于3级强龙卷风,到底有多少强呢。根据1971年美国芝加哥大学藤田哲也提出的按龙卷风破坏程度分级,一般分为0-5增强藤田级数。这此初步研判为3级强龙卷风,依据下面的表格。风速居然要到61~73m/s。这是哈概念,这是超过17级的超强台风概念。所以对于普通轻钢结构的破坏力,几乎无解。

我们可以根据简单的公式计算下风压(按平均数67m/s计算)

P=v^2/1600=67*67/1600=2.81KN/m2。

通俗一点将,就是每平方式281公斤的风力,可以是吸力,也可以是压力。我们普通人的1.6m2,如果按最大受风面计算,基本上要受到281*0.8=224.8kg的风力。我可以打包票,这种风速下,奥尼尔应该也是要上天的节奏。

显然,我们正常设计的钢结构厂房的基本风压。可以按《建筑结构荷载规范》中给出广州的一百年一遇的风荷载也只有0.6KN/m2。这意思就是3级强龙卷风的风压是我们设计取值的4.68倍。所以这些普通的情形钢屋面就像薄纸片一样,被吹得到处都是也不足为奇了。只是希望人员的不要有大的伤亡。

至于龙卷风的成因,也主要存在以下三种假说:一是前苏联学者维克托·库申提出的“内引力~热核成因理论”说;二是澳大利亚科学家提出的“施密夫~莱斯里模型”说;三是气象学提出的“上下层空气交替扰动成因”说。但是主要的物理推动过程还是如下:

一是水分蒸发形成积雨云。

二是云团被极化成为带电云团。

三是极端对流,风力将顶部云层与底部云层分开。上部带正电荷的云层成为独立的正电云团,下端带负电荷的云层成为独立的负电云团。

四是当这些相对孤立的带电云团在天空中运动时,在大风力的作用,云团在水平方向产生一个风力F水,生一个水平运动速度V水,在竖直方向产生一个静电引力F静电和一个重力F重力,二者形成一个竖直向下的力F竖,产生一个竖直向下的运动速度V竖。云团的静电场力、重力和风力形成了一个倾斜向下的合力F合,并产生一个斜向下的运动速度V合。

高速运动的带电云团在地球磁场的洛伦兹力的作用下发生旋转,因此形成了龙卷风。

遇到这种危险性极大的龙卷风,一个就是及时寻找能够躲避的牢固场所,实在没有地方躲,只能是向龙卷风移动的垂直方向逃离,就近寻找低洼地面趴下,千万不要躲在车里面等它过来,汽车在龙卷风面前也是不堪一击的。