2016年10月2日 星期日

龍捲風

龍捲風是個大自然的特殊現象,也是個有趣的研究題目,有一年我到舊金山的「自然科學探索博物館」參觀,裡面就有一個好大的龍捲風實驗模型,中央一直有抽風設備在吸取上風的空氣,使內部形成上升氣流,周圍的沒有完全封死,但是他設計的行人動向,使上升氣流自然帶有一些風切,地板中央有煙霧產生氣在緩緩產生煙霧。我們參觀的人潮走著走著,突然間就看到中央的龍捲風形成,很有趣的實驗設計。

但是我們在小小的清水,又沒有什麼經費,確實難以作到像「自然科學探索博物館」那樣的裝置,但是我們還是可以試試看,我們可以利用現成的材料,作到什麼東西。

2016.9.26的實驗
實驗項目:龍捲風。


龍捲風的形成主要是因為急劇的上升氣流加上側風的氣旋導致高速的旋轉上升氣流。


我們設計上是利用瓦愣紙板作為主體結構,然後下方各邊的右邊各開一個進風口,這樣風吹進想體內部時,會形成一個風切,也就是上升氣流旋轉的動力。


進風口的位置放置點燃的蚊香,用它產生的煙來協助觀察氣流方向。

四邊的瓦愣紙板上也開了一個觀測窗,再用透明膠帶貼起來,以觀測內部氣流的情形。
上升氣流的部份,我們先用一個酒精燈置於底部,當熱空氣上升時,就形成上升氣流。

觀察:
  1. 當上升氣流形成時,四方的進風口確實使氣流成為旋轉氣流,這部份可以透過肉眼觀察煙的流動與酒精燈的火看到,但是還是沒有辦法得到一條「氣旋柱」的龍捲風模型。
  2. 嘗試加大上升氣流,我們嘗試兩個酒精燈、外加風扇的協助,但是都沒有使「氣旋柱」的龍捲風模型出現。

  3. 後來有同學想到用雷射光照照看,我們意外的發現,當雷射光掃過煙的時候,可以形成類似氣象雲圖的俯視圖,也可以看到類似颱風眼的結構。
















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