尘卷风(在近地面气层中产生的旋风)

尘卷风是发生在沙漠地区，由于局地增热不均匀而形成的旋转式尘柱。，多呈柱状或倒锥状。是近地面气层中产生的一种尺度很小的旋风，其旋转过程中强上升气流携带大量沙尘粒子，成为沙尘气溶胶排放的一个重要起沙过程。尘卷风一般可持续几分钟到十几分钟。直径一般是几米到十几米，可见高度一般是几十米，有的也可达一二百米。尘卷风多发生在晴天，主要出现在干旱和半干旱地区的陆地、草地、沙漠等地方，范围通常很小，破坏力有限。

尘卷风在古时也叫“回风”，一年四季均有发生，大的尘卷风多发生在春季。

形成原理

形成原因

尘卷风是一种发生在大气对流边界层内的垂直涡旋，能将沙尘或者碎屑等物体扬到高空、具有温度较高的低压核心和较短生命周期的旋风，是自然界中一种最常见的自然现象。形成的主要原因是太阳照射加热，近地面空气产生超绝热减温率，使得近地表空气在浮力作用下向上移动，造成一种不稳定状态，形成热对流，从而形成对流混合层，当有垂直涡旋来源存在时，在热对流底部中心形成垂直涡旋，在水平方向气流增强以及上升气流的拉伸作用下，垂直涡旋逐渐增强，因其旋转过程中能够携带大量沙尘粒子至高空而可见，最终形成尘卷风。

尘卷风发生示意图。

形成条件

尘卷风出生于地面，需要的环境就是晴天、阳光、干燥及剧烈的加热。形成尘卷风需具有两个条件：一是具有强烈的中心上升运动的热对流泡，二是气团具有一定的旋转角动量。因为大气中干对流涡旋的形成主要受热对流浮力和摩擦耗散的影响。所以高对流边界层尺度同时地表较平滑、日照造成的大气超绝热减温率、地表充足的沙尘源是尘卷风形成的必要条件。

特点

尘卷风是最为常见的小型风沙搬运系统，它是一种在沙漠、戈壁、干河滩等地区，特别是春夏季炎热的午后经常出现的旋转气团。尘卷风的结构分为4个区域：地面附近的气流汇聚区域、柱状的涡核区域、旋风与地面作用形成的转角风区域以及涡核外部的外围气流区域。转角区域又可以分为：外围的方位角风区域和中心的下沉停滞气流区域。尘卷风中心的低压和急速的上升气流可使大量沙尘扬起，不同直径的沙尘颗粒在尘卷风的作用下运动轨迹不同，因此卷起不同大小沙尘的尘卷风的外形也是不同的。

强度和持续时间

尘卷风的寿命较短，一般可持续1-4 分钟，长者可达14分钟。它的直径一般是几米到十几米，可见高度一般是几十米。尘卷风空间尺度小，突发性强，持续时间很短，尘卷风的强度差异很大，在墙角、草坪或田间，经常能看到卷起尘土杂物的微型尘卷风，弱尘卷的风力约4-5级。小型尘卷风风力能达8级以上，而大型尘卷风中心风力可大于十二级（32 米/秒）。

在极为局部的尺度上，直径只有一二十米的小尘暴就可把粉尘升空几分钟到几小时；小型尘卷风可以把沙尘卷到几十米的空中，而大型的龙卷型尘卷风足以把沙尘卷到数千米的高空，高空的粉尘由湍流混合作用不断扩散，并可被全球风系搬运到几千公里之远，扩散过程通常经历两三个星期。

分类

尘卷风大体可以分为三种：微型、小型和大型。微型尘卷风经常可见，来去很快；小型尘卷风强度较弱，人们不以为意；只有引发气象灾害的大型尘卷风才会引人关注。

尘卷风按照移动方式可以分为两类，驻留式和迁移式。当环境风速低时，其路径是受局部的地形控制。风速大于时，尘卷风向下风向移动，有时会迁移到或者发生在地形上的小高地，然后持续相当一段时间，并从其邻近卷走大量松散的尘土和其他轻的碎屑。迁移的尘卷风，其路径变化很大，有些本质上是随机性的，而另一些则取直线式或规则的螺旋式。

分布区域

空间分布

尘卷风发生频率较高的地区主要位于美国西南部沙漠区、阿拉伯半岛沙漠区、中国西北部沙漠—荒漠区、南美西海岸沙漠区以及澳大利亚沙漠区。

时间分布

尘卷风的发生具有突发性、移动性以及移动路径的不确定性等特性，目前很难准确预测尘卷风何时发生。一般情况下发生夏季，多在 5-8 月出现，当冷空气经过较暖地表时，在春冬季也会出现尘卷风。

影响和应对措施

事例

2000年9月13日，在美国亚利桑那州科科尼诺县露天市场突遇尘卷风袭击，造成财产损失和人员伤亡。风速估计高达每小时 75 英里。

2003年5月19日，美国缅因州黎巴嫩的一所房屋突遇尘卷风致其倒塌，造成一名男子死亡。

1975年7月30日，在英国布里斯托尔的沃姆利，一场尘暴将一家工厂的屋顶撕裂，并将其抬高 120 英尺。

2019年3月，中国虞城县田庙乡万亩梨园景区内突遇尘卷风袭击，导致现场一游乐蹦蹦床刮倒，造成多名儿童不同程度受伤。

2004年8月27日下午15时10分左右，中国北京市朝阳区洼里乡地区突发尘卷风，将国家游泳中心工地三幢临时设施卷起摧毁，造成46人受伤。

危害影响

成熟大型尘卷风，能够拔树、掀车、卷起重物、倒屋伤人所以能造成一定程度的破坏。尘卷风夹带着大量的尘沙及其它碎片、杂物到达很高的高度，对飞行的影响也很大，可以造成明显的颠簸。

在尘卷风中，由于大量沙粒碰撞摩擦等因素，使得沙粒带或正或负的电荷，而这些带电沙粒对周围的空间区域产生电场。对无线电信号产生干扰。尘卷风内部的电场对天问一号产生严重的电磁干扰。

尘卷风在中国维吾尔人称它为“喀拉布兰”，每当春末夏初，天气干燥又特别晴朗时会突然发作，叫人措手不及。它能拔起钻天杨，折断沙枣树，作物被一扫而光，造成极大的危害。

美国拉斯维加斯经常刮尘卷风，尘卷风突然袭击时，会将人卷入漩涡。尘卷风不断积蓄力量，把碎片和灰尘吹得到处都是，甚至掀翻屋顶。在许多国家，由于宗教信仰的原因，尘卷风被冠以“恶灵”、“魔鬼”的称号。

应对措施

如果有大型尘卷风袭来时，要注意迅速躲开，远离危房、大树、广告牌，躲入较为稳固的建筑内。

因为尘卷风一旦进入潮湿或大片植物或农作物区时就会消散。所以防治尘卷风最有效的办法就是植树造林，防风固沙，遏止沙漠化的势头。

尘卷风与龙卷风区别

火星上的尘卷风

尘卷风(Dust devil)即充满尘埃的旋风，因为火星大气形成的风干燥而且气压低，所以在火星上很常见，它们是大气湍流的指标，是火星表面尘埃圈的重要提升机制。美国航空航天局（NASA）火星探测轨道飞行器上的一部照相机拍摄到，一个打转的烟囱状的尘卷风自旋向上一直到达20千米的高空。火星尘卷风的强度与范围比地球尘卷风要大得多。在火星上，尘卷风被认为是全球沙尘暴的引发源。

法国图卢兹大学内奥米·默多克(Naomi Murdoch)和同事及同行合作，意外用“毅力号”上搭载SuperCam麦克风记录到经过杰泽罗火山口的火星尘卷风的声音。他们将声音记录和多传感器数据及建模结合，以描述火星尘卷风的特征。这是目前所知首次得到火星尘卷风的声音记录。这些发现或可改善人们对火星表面改变、尘暴和气候多样性的认识，可能影响太空探索。同时也表明，声音数据可用于研究尘卷风。它可以改进人们对火星风通量和行星气象学的理解。