普渡大学龙卷风研究的前沿发现

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龙卷风研究的前沿：普渡大学西拉法叶分校（2024USNews美国大学排名：43）的贡献与发现

2024年6月26日，普渡大学西拉法叶分校新闻发布了一篇关于龙卷风研究的文章，详细介绍了普渡大学西拉法叶分校地球、大气和行星科学系副教授丹·查瓦斯（Dan Chavas）及其团队在龙卷风形成原因及其分布规律方面的最新研究成果。查瓦斯教授利用计算机模型和历史数据，验证了长期以来关于龙卷风成因的假设，并揭示了地形粗糙度在龙卷风形成中的关键作用。这一研究不仅有助于理解当前的天气模式，还能为预测未来气候变化对极端天气的影响提供科学依据。

丹·查瓦斯的龙卷风研究发现

丹·查瓦斯教授的研究发现，墨西哥湾的存在对北美龙卷风的频率和强度影响较小，而地形粗糙度对龙卷风的形成有显著影响。通过模拟实验，查瓦斯的团队发现，南美洲安第斯山脉东部的地形粗糙度阻止了龙卷风的形成，而北美洲的平滑地形则有利于龙卷风的生成。这一发现挑战了传统的观点，强调了地形在龙卷风形成中的重要性。

2019年5月22日，普渡大学西拉法叶分校新闻报道了龙卷风活动中心正在发生变化的现象。美国的龙卷风季节通常从3月持续到6月，最近五天内全国报告了超过130起龙卷风事件。今年早些时候，乔治亚州和阿拉巴马州边界附近的一系列龙卷风导致23人死亡。尽管由于科学进步和预警系统的改进，龙卷风导致的死亡人数有所下降，但科学家们仍有许多未知之处。

2011年是龙卷风特别致命的一年，近1700场风暴在一个季节内导致553名美国人死亡。为此，国会决定资助研究项目，以帮助科学家更好地理解龙卷风。VORTEX Southeast项目旨在研究美国东南部环境特征如何影响龙卷风的形成、强度、结构和路径。

墨西哥湾对北美龙卷风的影响

墨西哥湾的存在对北美龙卷风的频率和强度影响较小，这一发现颠覆了许多人的传统认知。2024年6月20日，热带风暴阿尔贝托在墨西哥登陆后逐渐消散。这场风暴在墨西哥造成至少四人死亡，其中包括三名儿童。两名未成年人在骑自行车时因电击身亡，另一名15岁少年被洪水冲走。风暴还在美国墨西哥湾沿岸引发了广泛的沿海洪水，从德克萨斯州的布朗斯维尔到路易斯安那州的格兰德岛都有报道。德克萨斯州州长格雷格·阿博特为全州51个社区发布了严重天气灾害声明。

阿尔贝托在德克萨斯州的最大持续风速为50英里每小时，但由于风暴缺乏组织，沿海洪水比通常的低级热带风暴更为严重。风暴还在德克萨斯州的罗克波特附近引发了龙卷风，造成屋顶严重受损。风暴的残余部分预计将在接下来的几天内在墨西哥坦皮科以西的社区降雨。阿尔贝托的降雨对农业有利，因为该地区因强厄尔尼诺气候模式而遭受干旱和热浪的严重影响。与此同时，另一个热带扰动92L正在威胁佛罗里达州和东南海岸，可能在周五发展成热带低气压。

地形粗糙度在龙卷风形成中的作用

查瓦斯教授的研究特别强调了地形粗糙度在龙卷风形成中的关键作用。2023年6月30日，科罗拉多州的龙卷风和洪水活动持续，严重天气影响前沿地区。周五下午，卡梅伦峰火灾疤痕附近的科林斯堡发布了山洪警报，丹佛都会区的部分地区（包括莫里森、阿瓦达、戈尔登）和杰斐逊县发布了严重雷暴警报。洪水警报将持续到周日，影响科罗拉多州和韦尔德县的部分地区。东部平原和南科罗拉多州大部分地区在下午7点前处于严重雷暴监视状态。

周五上午9:30左右，帕克县哈特塞尔附近发现了两个漏斗云。国家气象局气象学家大卫·巴仁布鲁赫表示，这些龙卷风由于形成时间的原因非常罕见。另一个漏斗云在上午11:40左右在埃尔伯特县斯特拉斯堡南部的农田附近被发现。帕克县自1950年以来只见过8次龙卷风。科罗拉多州拥有美国第二高的龙卷风记录，2012年在埃文斯山的龙卷风高度为11,900英尺。科罗拉多州东部平原、北部科罗拉多州和丹佛都会区周四遭受了从豌豆大小到网球大小的冰雹袭击。丹佛西高地社区和斯皮尔发生了重大山洪，I-25高速公路的多个路段被淹没，导致泥浆和碎片堆积，迫使多个车道关闭进行清理。预计周六天气将较为干燥，但周日和周一可能会有更多的雷暴。

查瓦斯教授的研究表明，地形粗糙度对龙卷风的形成有显著影响。南美洲安第斯山脉东部的地形粗糙度阻止了龙卷风的形成，而北美洲的平滑地形则有利于龙卷风的生成。这一发现不仅有助于理解当前的天气模式，还能为预测未来气候变化对极端天气的影响提供科学依据。

普渡大学西拉法叶分校在天气和气候研究中的贡献

普渡大学西拉法叶分校一直致力于通过卓越的研究和教育推动知识的传播和应用。2024年6月27日，普渡大学西拉法叶分校地球、大气和行星科学系副教授丹·查瓦斯研究美国中西部地区龙卷风频发的原因。查瓦斯专注于极端天气的气候科学和物理学，利用计算机模型进行实验，验证长期以来关于风暴成因的假设，并探究北美为何成为龙卷风多发区。他的研究旨在理解为何特定区域会有更多的风暴和龙卷风，以及这些风暴的形成机制。

普渡大学西拉法叶分校的研究人员在2016年和2017年春季在阿拉巴马州北部追踪风暴，使用移动雷达和仪器探测器测量风、压力、温度和湿度等数据。他们希望回答一些关键问题，如东南部的环境条件与传统龙卷风巷相比如何，地形尤其是阿巴拉契亚山脉如何影响龙卷风的产生，以及如何改进预报和警报系统。

研究发现，小规模地形变化如丘陵会直接影响龙卷风。研究团队正在分析数据，并已发表了一篇基于历史数据的论文，更多的研究成果正在准备和审查中。VORTEX-SE项目由美国国家海洋和大气管理局国家严重风暴实验室提供资金支持。

结论

丹·查瓦斯教授及其团队在龙卷风研究方面的最新发现，为我们理解龙卷风的形成机制提供了新的视角。墨西哥湾对北美龙卷风的影响较小，而地形粗糙度在龙卷风形成中起着关键作用。这一研究不仅有助于理解当前的天气模式，还能为预测未来气候变化对极端天气的影响提供科学依据。普渡大学西拉法叶分校通过卓越的研究和教育，继续在天气和气候研究领域做出重要贡献，为科学界和公众提供宝贵的知识和洞见。