科学中心:火焰龙卷风

金妮:我们一直在谈论地震和海啸，但还有其他类型的事件与天气有关，而不是直接与地下发生的事情有关。今天，我们来看看其中的一个。那么，我们该怎么办呢?

戴夫:那么，我们要做的就是试着建立一个飓风的模型，这在这么小的空间里是相当困难的，但是驱动飓风的是热水加热它上面的空气。在水面上有湿热的空气，然后它继续移动。所以，这是一种向系统注入能量的方式。

金妮-所以，当你加热某物时，它的密度会降低，并且会上升。这就是水被加热的过程。它开始上升。现在，我们不打算在这里用水。我们觉得那会有点无聊。我们要用火。我们要在这里点燃一些燃料，你会看到火焰应该向上燃烧。空气在升温，上升，膨胀。一旦我们真的点燃了它，你应该看到。希望一会儿就能赶上。 And that's the same as what happens to the water. It gets warm and it starts to rise. Now, that's not a problem. You just got something rising. When it becomes a hurricane is when it starts spinning. Now, the reason that happens is because over the oceans, winds can come in from a really far distance because it's flat, there's nothing to stop them. And the earth is curved, so as these winds come in, they're actually spinning very, very gently because the Earth is spinning. Now, I don't know how many of you have ever watched ballet or ice skating. Anyone? Yeah? Have you ever seen it where the dancers beautifully demonstrated by Dave here, he's an expert dancer. They start to spin and they start out spinning quite slowly and they've usually got either their leg or their arm out. So, they're spinning quite slowly and then all of a sudden, they whip their leg in and they suddenly go much, much faster. Have you seen that before? Who liked the demonstration? So, that's happening because of something called the conservation of angular momentum.

戴夫:所以，有一些影响正在发生。其中之一是，你可以想象绕着一个大圆圈和一个小圆圈转。小圆圈要小得多，所以绕一圈需要的时间更少，所以你会旋转得更快。而且，当你拉进去的时候，你实际上在做功。如果你曾经试图爬进环形交叉路口的中间，那真的是一项艰苦的工作，而这项工作实际上是为了加速你的速度。所以，当你在中心移动重物时，你的旋转速度会快得多。

金妮-所以，我们要做的就是制造飓风让空气旋转，这就是它的作用。所以，我们在这里有一个网格，当我们开始旋转时，它会抓住空气，让空气旋转。

戴夫:我们基本上在火周围放了一个圆柱形的网你可以看到，当空气开始通过网慢慢旋转时，当它进入中心时，它旋转得非常非常快形成了这个旋转的气柱实际上它变得有点高你可能想在我们撞到天花板之前让金妮慢下来。这基本上和飓风的原理是一样的。在大火中确实偶尔会出现火灾龙卷风。如果你让森林大火周围的空气轻微旋转，然后大火把它拉到中心，你就会得到这些更大版本的非常非常可怕的旋转火灾龙卷风。

克里斯-太棒了!干得好，戴夫。谢谢你们，戴夫和金妮。关于极端天气，极端飓风，或者其他物理，化学方面的问题，请提问戴夫和金妮

阿伦-你好，我是哈德威克的阿伦。我只是想知道，在这个世界上有过真正的火灾龙卷风吗?

戴夫，我还没见过巨大的火箭飞到很高的地方，我认为保持燃料燃烧非常非常大是很困难的。我看过的照片里肯定有50米高的，但这并不是说我是研究全球火灾龙卷风的专家。

克里斯:戴夫，如果你在森林或其他地方发生了一场大火，这会导致同样的现象吗?你能得到一种像飓风一样的旋转效果吗?

戴夫-要做到这一点，你需要空气开始旋转。所以，你必须在它周围有一些山丘或其他东西的结构，盛行风会让空气开始旋转，然后火本身会把空气拉进来，集中旋转，加速它，你就会得到一个火龙卷风。

尤恩，我是尤恩，来自圣尼基，我的问题是，如果飓风来了，你无法逃脱，你被卷进了飓风，你在飓风中会怎么样?

戴夫:飓风基本上就是非常非常强大的风暴。所以在飓风中，你可能会被卷起，被甩来甩去。它能把车捡起来扔来扔去。当你在空中的时候，你可能没事。当你再次着地时，你可能有麻烦了。

金妮-或者如果你撞到别的东西，它也会像汽车一样被捡起来扔来扔去。

戴夫:是的，我的意思是，另一种能把人带走的东西是龙卷风，当然也有跳伞者掉进的例子，不一定是龙卷风，但是有非常非常强的上升气流的地方，他们最终会上下移动，上下移动，变成一个大冰雹，这是相当令人不快的。

克里斯-戴夫，飓风眼里发生了什么?为什么我们的眼睛是平静而安静的?

戴夫:所以本质上，飓风在外面，旋转得很慢。随着它越来越向内移动，由于这种效应，它旋转得越来越快，越来越快，直到你在中间得到一个点，如果它继续运动，它将以无限的速度运动，这不起作用，物理学就失效了。所以实际上，在中间发生的是空气从顶部被吸进来空气向下流入。在这一点上，这是干燥的，不潮湿的，所以你很清楚，没有云在上面。它在下降，没有旋转，所以它是完全静止的。

维多利亚-我是剑桥的维多利亚。我在想，飓风和龙卷风有什么区别?

戴夫:飓风是一种巨大的风暴，横跨数百公里，基本上就是按照这个原理工作的。龙卷风的影响要小得多。它的形成过程要复杂得多。老实说，我还不太明白。这与风的关系更大，空间更大，也更猛烈。

Chris -我认为它们一开始是一股非常强大的气流，朝一个方向移动，它拉动另一股急流，给它施加扭矩或扭曲，使它向下倾斜。所以，你有一个非常紧密旋转的气柱然后指向地面，产生了这种明显的破坏性影响因为它在很小的地面上有很大的力量。

Fergul -嗨。我是剑桥大学的Fergul。我只是想知道为什么我们总是听到美国有严重的龙卷风，而世界上其他地方的致命龙卷风的报道却很少，我认为那里的气候与美国相似。

克里斯:英国的龙卷风比美国的多，这是真的吗?我们实际上看不到这些表现，因为它们非常小。

戴夫-我不知道。是真的吗，克里斯?

克里斯-还有人听说了吗?我确信这是事实。詹姆斯……

詹姆斯-是的，我知道在热甜点里有很多。我在伊朗和中东部分地区见过很多这样的人。它们似乎不像在美国那么大。不管怎样，它们在甜点里，所以谁在乎呢?他们做的不多。它们使它尘土飞扬，但实际上它们不会造成那么大的损害。较小的版本被称为尘暴。你把它们看成是螺旋状的东西，穿过乡村。如果你碰巧走进一个，你会被灰尘覆盖，但规模不是很大。

克里斯:在剑桥，你可以在一天中的某些时候体验到这种感觉。这里有一个……

马克:你好。我还是来自圣尼茨的马克。其实我是尤恩的爸爸，他出生在苏格兰高地。我们住在那里的时候，也就是他很小的时候，我们正好赶上了卡特里娜飓风的尾声，它仍然有着惊人的破坏性影响。到处都是翻着的船，各种各样的东西的屋顶升到海里。你知道在海上或陆地上移动的飓风的不同影响吗?这将对它们如何减弱或诸如此类的事情产生多大影响?

戴夫:那么，飓风，它们从热水中获得很多能量。所以，它们一到陆地就会失去动力，因为没有热水驱动——水蒸气在正常空气中密度较低，所以它会向上漂浮，这就强烈地推动了循环。当它们走得太北时，它们也会——因为有很多高速风，在高处，你往往会把它们的顶部吹掉一点，它们也会变得更弱。所以，尽管它在这里的时候是一场强烈的风暴，它下面的海洋也没有那么热。所以，当你向北移动时，它们会减弱，当它们在陆地上停留很长时间时，它们也会减弱。