科学家最新揭示神秘“火旋风”形成之谜

    据国外媒体报道，“火旋风”是一种奇特的自然现象，它可形成数十米高的火柱，旋转移动着，其所经之处将形成一片灰烬。目前，科学家通过对多处火旋风现场的研究分析，揭示了火旋风的形成之谜。

 

 

1、区域气候干旱引发火旋风

 

　　1、区域气候干旱引发火旋风

　　如图所示，8月29日，美国夏威夷莫纳克亚火山(Mauna Kea volcano)南坡出现“火旋风”，消防员赶到现场被灰尘和烟雾包裹的火旋风所震惊。由于区域干旱导致的这种燃烧火柱席卷了566公顷地区。美国林务局密苏拉火焰科学实验室机械工程师詹森-福托菲尔(Jason Forthofer)指出，火旋风也叫做“火焰龙卷风”，或者“火魔”，这种旋转的火焰并不罕见，此前曾有相关记录，但为数不多。

　　火旋风形成的原因主要是由于持续干旱引发自然火灾，而龙卷风正好途经燃烧的区域便形成了壮观的火焰柱。例如：前不久在巴西圣保罗地区出现的火旋风，此前该地区已持续干旱了3个月。

　　福托菲尔研究称，通过深入分析火旋风的形成，可帮助消防人员。他说：“如果我们确定导致火旋风形成的状况，这将对于消防人员而言是一则好消息。因为这种奇特的火灾很可能烧伤消防人员。”

 

 

2、在住宅房顶烟囱盘旋的火旋风

 

　　2、在住宅房顶烟囱盘旋的火旋风

　　如图所示，火旋风在一处无法辨识地点燃烧房屋顶部的烟囱附近盘旋。火旋风的形成需要具备一定条件：强烈热量和涌动风流结合在一起将形成旋转的空气涡流。

　　这些空气涡流可收紧形成类似龙卷风结构，旋转着吸入燃烧残骸和易燃气体。火旋风包含着一个内核，实际上这个内核就是着火部分；此外还包含一个无形的袋状旋转气体，它为火旋风内核提供新鲜的氧气。

　　常见的火旋风内核只有0.3-0.9米宽，高15-30米。但在正确的状况下，还能形成巨大的火旋风(几十米宽，300米高)。福托菲尔说：“在美国每年至少形成一次巨大火旋风。”

 

 

3、炽热灰尘旋涡

　　3、炽热灰尘旋涡

　　如图所示，2002年5月份，美国加利福尼亚州兰乔-圣塔-玛格丽塔地区出现野火导致的炽热灰尘旋涡。该火旋风的内核温度可达到1093摄氏度，完全可以将地面上的灰尘吸起，并使这些灰尘达到炽热的温度。

　　福托菲尔说：“我们目前尚不是完全确信其形成原理，这就像某个人试着去燃烧面粉，当将面粉散布在空气中，火焰可将它们燃烧；但当面粉捏成一个团状，它们则很难燃烧。”

 

4、火旋风为什么高而纤细？

　　4、火旋风为什么高而纤细？

　　如图所示，这是2008年英国班戈市一处农场从泥煤中升起火旋风。福托菲尔称，地面上燃烧的植物所释放富含碳和易燃物的气体将是多数火旋风的燃料。而有些气体无法燃烧则是因为其周围缺乏氧气。

　　一旦火焰被旋转的气流所吸收，未燃烧气体将抵达火旋风内核，直至到达具有充足新鲜、加热氧气的区域使这些气体燃烧起来。这就是为什么火旋风的内核看上去非常高，且十分纤细。福托菲尔说：“这些气体在遇到足够多的氧气之前不会燃烧，可能升至半空中才会燃烧。”

 

5、火旋风的移动速度与人们步行速度差不多

　　5、火旋风的移动速度与人们步行速度差不多

　　如图所示，这是2007年8月德国沃尔夫斯堡斐诺科学中心参观者正在观看几个空气喷射孔形成的人造火旋风。

　　现实中的火旋风并不像这样垂直不动，也不会没有任何移动速度。福托菲尔说：“实际的火旋风移动非常缓慢，就和人们步行的速度相近。”

  

6、巨大火旋风形成的风流可将树木吹倒

　　6、巨大火旋风形成的风流可将树木吹倒

　　2008年11月15日，美国加利福尼亚州科伦娜火灾中，一处火旋风逐渐逼近住宅区。火旋风所经之地将使该区域的物体点燃，还可以将正在燃烧的残骸投向周围。由巨大火旋风形成的风流也十分危险，其风速可达到160公里/小时，足以将树木吹倒。

 

7、火旋风可持续1小时以上，且难以被扑灭

　　7、火旋风可持续1小时以上，且难以被扑灭

　　如图所示，这是2006年在美国加利福尼亚州洛斯帕德雷斯国家森林公园出现的大火，处于旋转状态的弧状火焰柱在天空中移动。福托菲尔说：“火旋风可持续一个小时或者更长时间，但它们无法被直接扑灭。”