谈起龙卷，在大家脑海里是不是立马出现下面的片段？

漏斗云底不断的降低，让我们认为龙卷的形成是一个自上而下的过程。

那么，龙卷是不是自上而下形成的呢？

带着这份儿好奇，小编咨询了研究龙卷的专家。专家以在超级单体风暴中形成的气旋性龙卷为例，介绍了此类龙卷的主要成因。

龙卷的形成主要分为3个阶段：

图1

第一阶段：对流层低层有足够强的垂直风切变（1km高度风速可以达到20m/s左右的差异），产生水平涡管。该涡管由于其周围大气垂直速度沿涡管分布不均匀，会使涡管发生倾斜（图1）。在超级单体风暴的上升运动区域，由于强上升气流使该涡管向上倾斜（图2红色曲线箭头），在中层产生了比较大的垂直涡度分量（表示涡旋旋转快慢的物理量），形成了气旋性的环流，我们把这个环流称为中气旋（图2 mesocyclone）****，直径一般在5-10km。中气旋是超级单体风暴的核心，强盛的中气旋是龙卷超级单体的主要特征，为龙卷的形成创造了有利的条件。

题外话1：学过《天气学原理和方法》的同学们对这个涡管倾斜有木有一种似曾相识的感觉？没错啦，它就是涡度方程中的倾侧项啦！在大尺度天气系统（例如温带气旋）倾侧项是小项，在讨论大尺度天气系统垂直涡度变化时，并未重点讨论。在中小尺度天气系统中，垂直涡度的变化，它可是功不可没哦！

图2

第二阶段：超级单体风暴中冷的下沉气流到达单体低层向四周流出，与环境中流向单体的暖湿气流相遇，我们把这个相遇的区域称为阵风锋。在阵风锋附近，暖湿气流爬升，冷气流下沉，当垂直运动的水平切变足够大时，可形成图2右下角蓝色曲线箭头所示的水平涡管，其上的黄色曲线箭头表示该水平涡管的旋转方向，该涡管的旋转快慢与红色曲线箭头所代表的涡管的旋转快慢相当。图3是阵风锋附近的水平涡管成因概念图。该水平涡管在超级单体低层的上升区向上倾斜，形成近地面的中气旋。

图3

至此，在超级单体风暴中自地面到高空，形成气旋性涡旋，其强度不及龙卷强度。

第三阶段：当涡旋中心气压足够低，四周气流快速向涡旋中心辐合上升，辐合使气旋性涡旋的旋转变快（垂直涡度增大），当旋转最大风速达到龙卷的级别，这时，就意味着龙卷生成。

题外话2：花样滑冰的旋转直观形象的说明了气流辐合（花样滑冰运动员收胳膊收腿），使得气旋性涡旋旋转变快。在涡度方程中，可以用涡度与散度项解释该现象。同时，也可以用角动量守恒进行解释。

由此可见，龙卷是由于近地面的涡旋强度增强而来的，并不是伴随着漏斗云云底的触地出现的。漏斗云底触地的过程，是当龙卷增强到一定程度，涡旋中心气压骤降、温度骤降、水汽凝结，导致的云底降低的一个过程。

最后，附上一张龙卷的等级划分表：

来源: 南京信息工程大学