一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置。針對(duì)龍卷風(fēng)生成機(jī)理，用輕質(zhì)柔軟的材料制成眾多重心不在幾何中心的擾流子，所述的擾流子形狀、大小、質(zhì)量不一，且表面粗糙不平。分別用繩索使多個(gè)所述的擾流子相互掛繞成組，將其放置于龍卷風(fēng)頻發(fā)地帶。龍卷風(fēng)經(jīng)過(guò)時(shí)卷入其中，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，破壞龍卷風(fēng)原本規(guī)則運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)氣流從而減弱龍卷風(fēng)，甚至化解生成初期的龍卷風(fēng)。該裝置安全易行且成本低廉，具有良好的社會(huì)與經(jīng)濟(jì)效益。
【專利說(shuō)明】—種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及龍卷風(fēng)災(zāi)害的防御領(lǐng)域，尤其是一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術(shù)】
[0002]龍卷風(fēng)多發(fā)生在高溫高濕的不穩(wěn)定氣團(tuán)中，地面和高空懸殊的溫度差使冷空氣急劇下降，熱空氣迅速上升，上下層空氣強(qiáng)烈對(duì)流產(chǎn)生一種伴隨著高速旋轉(zhuǎn)的漏斗狀云柱的強(qiáng)風(fēng)渦旋。
[0003]龍卷風(fēng)的形成可以分為四個(gè)階段:
(I)大氣的不穩(wěn)定性產(chǎn)生強(qiáng)烈的上升氣流，由于急流中的最大過(guò)境氣流的影響，它被進(jìn)一步加強(qiáng)。
[0004](2)由于與在垂直方向上速度和方向均有切變的風(fēng)相互作用，上升氣流在對(duì)流層的中部開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，形成中尺度氣旋。
[0005](3)隨著中尺度氣旋向地面發(fā)展和向上伸展，它本身變細(xì)并增強(qiáng)。同時(shí)，一個(gè)小面積的增強(qiáng)輔合，即初生的龍卷在氣旋內(nèi)部形成，產(chǎn)生氣旋的同樣過(guò)程，形成龍卷核心。
[0006](4)龍卷核心中的旋轉(zhuǎn)與氣旋中的不同，它的強(qiáng)度足以使龍卷一直伸展到地面。當(dāng)發(fā)展的渦旋到達(dá)地面高度時(shí)，地面氣壓急劇下降，地面風(fēng)速急劇上升，形成強(qiáng)烈氣旋的龍卷風(fēng)。
[0007]美國(guó)是龍卷風(fēng)的多發(fā)地。美國(guó)亞利桑那州立大學(xué)地理學(xué)教授蘭迪?切爾韋尼表示，全球有80%至90%的龍卷風(fēng)發(fā)生在美國(guó)。美國(guó)平均每天有5個(gè)龍卷風(fēng)發(fā)生，每年就有1000至2000個(gè)龍卷風(fēng)，尤其是集中在俄克拉荷馬州、堪薩斯州、內(nèi)布拉斯加州、依阿華州。美國(guó)的龍卷風(fēng)不僅數(shù)量多，而且強(qiáng)度大。美國(guó)是名副其實(shí)的“龍卷之鄉(xiāng)”。
[0008]龍卷風(fēng)屬于一種災(zāi)難性氣候，其中蘊(yùn)含巨大的能量。當(dāng)龍卷風(fēng)的漏斗狀旋渦直徑為200米時(shí)，其旋流功率可達(dá)3萬(wàn)兆瓦，相當(dāng)于10座大型水電站的總電量。目前的認(rèn)識(shí)和技術(shù)水平，對(duì)龍卷風(fēng)災(zāi)害的防御主要是加強(qiáng)對(duì)龍卷風(fēng)的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)和服務(wù)，迄今為止，人為地干擾或減弱龍卷風(fēng)的方法與措施還不多見(jiàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種于龍卷風(fēng)生成初期減弱甚至化解部分龍卷風(fēng)的裝置，為實(shí)現(xiàn)此目的采用如下技術(shù)方案:
一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，設(shè)置于龍卷風(fēng)頻發(fā)地帶。包括置于存儲(chǔ)箱內(nèi)的眾多重心不在幾何中心的輕質(zhì)擾流子，所述的部分輕質(zhì)擾流子用繩索掛繞成組，所述的擾流子為輕質(zhì)柔軟的材 料制成的形狀、大小、質(zhì)量不一，且表面粗糙不平的實(shí)體、空心體和/或可充氣的氣囊體。
[0010]其中，所述的擾流子的重心偏離其幾何中心。所述的擾流子的形狀包括多邊不規(guī)則棱柱、圓錐、多邊不規(guī)則錐體、畸形多面體、風(fēng)葉輪狀、滑翔翼狀、螺旋狀、風(fēng)箏狀、碗狀。[0011]其中，輕質(zhì)柔軟的材料包括尼龍、滌綸、棉滌、橡塑面料及發(fā)泡塑膠。所述的發(fā)泡塑膠包括PE、PP、PET、PVC、PS、ABS0所述的繩索材料為抗拉纖維，包括改性聚乙烯、聚丙烯、尼龍絲、麻繩。
[0012]優(yōu)選地，所述的存儲(chǔ)箱設(shè)有手動(dòng)或自動(dòng)箱蓋。
[0013]優(yōu)選地，還包括若干風(fēng)速、風(fēng)力、風(fēng)向傳感器，其設(shè)于存儲(chǔ)箱四周。
[0014]優(yōu)選地，所述的存儲(chǔ)箱壁上還設(shè)有大量對(duì)流通氣孔。
[0015]在龍卷風(fēng)頻發(fā)的地區(qū)，包括城市的郊區(qū)、田野、草原、湖面等區(qū)域密集放置所述的存儲(chǔ)箱。當(dāng)傳感器檢測(cè)到龍卷風(fēng)時(shí)自動(dòng)打開(kāi)存儲(chǔ)箱蓋，也可以手動(dòng)或采用其他的控制系統(tǒng)打開(kāi)箱蓋，使掛繞成組的擾流子被卷入龍卷風(fēng)中，風(fēng)力作用下氣囊體擾流子會(huì)充氣膨脹。根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)原理，大量表面粗糙不平的擾流子大大增加了風(fēng)阻，減弱龍卷風(fēng)的風(fēng)力，同時(shí)耗散其能量。形狀各異、重心處于偏心位置的擾流子在風(fēng)力作用下進(jìn)行不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，破壞龍卷風(fēng)形成的規(guī)則自旋運(yùn)動(dòng)，使其無(wú)法形成穩(wěn)定的氣旋。將多個(gè)擾流子掛繞成組，擾流子之間相互拉拔，使其更進(jìn)一步增加風(fēng)阻，提高其對(duì)龍卷風(fēng)氣旋的破壞效能。當(dāng)所述的擾流子在風(fēng)力過(guò)后，氣囊體擾流子迅速收縮落地，實(shí)體、空心體則直接落地，可回收再利用。
[0016]該裝置安全易行且成本低廉，可弱化部分龍卷風(fēng)。同時(shí)，在龍卷風(fēng)生成初期可有效地?cái)_亂其進(jìn)一步的生成，減少龍卷風(fēng)造成的巨大災(zāi)害。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0018]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。
[0019]如圖1所示，本發(fā)明公開(kāi)了一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，設(shè)置于龍卷風(fēng)頻發(fā)地帶。該裝置包括設(shè)于存儲(chǔ)箱I內(nèi)的眾多重心不在幾何中心的輕質(zhì)擾流子2。
[0020]用PE、PP、PET、PVC、PS、ABS等發(fā)泡塑膠材料制成形狀各異、大小不一、表面粗糙不平的發(fā)泡實(shí)體和空心體擾流子2;用厚度不同的尼龍布、滌綸布、棉滌、橡塑等輕質(zhì)材料制成多邊規(guī)則和不規(guī)則棱柱、圓錐、棱錐、畸形多面體、風(fēng)葉輪狀，滑翔翼狀，螺旋狀、風(fēng)箏狀、碗狀等外形不一的輕質(zhì)氣囊體擾流子2。每個(gè)擾流子2的重心偏離幾何中心。用改性聚乙烯、聚丙烯、尼龍絲、麻繩等抗拉纖維材料制成的繩索將部分?jǐn)_流子2掛繞成組，圖中虛線表示繩索3，眾多擾流子2在繩索3的牽引作用下掛繞成組。將眾多單獨(dú)的擾流子2及掛繞成組的擾流子2用存儲(chǔ)箱I存儲(chǔ)并放置在龍卷風(fēng)頻發(fā)地帶。
[0021]存儲(chǔ)箱I周圍設(shè)置有用于測(cè)試風(fēng)速、風(fēng)力及風(fēng)向的傳感器(圖中未示出)。箱體上設(shè)有手動(dòng)或自動(dòng)箱蓋12，箱壁上還設(shè)有大量的對(duì)流通氣孔11，以便當(dāng)生成初期龍卷風(fēng)經(jīng)過(guò)時(shí)，將箱內(nèi)大量的擾流子吹出。
[0022]當(dāng)傳感器檢測(cè)到龍卷風(fēng)在該地區(qū)構(gòu)成初期龍卷風(fēng)生成的基本條件時(shí)，手動(dòng)或自動(dòng)打開(kāi)存儲(chǔ)箱蓋12。如圖中的點(diǎn)線所示為龍卷風(fēng)的形成軌跡4，擾流子2大量卷入風(fēng)中，氣囊體擾流子2會(huì)充氣膨脹。根據(jù)擾流子2重心偏心的特點(diǎn)，擾流子2在阻擋風(fēng)力的同時(shí)也在做自身不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，即多個(gè)不同角度的偏向運(yùn)動(dòng)。進(jìn)而破壞龍卷風(fēng)的規(guī)則自旋運(yùn)動(dòng)方向，加強(qiáng)了龍卷風(fēng)中的亂流，使龍卷風(fēng)無(wú)法帶著擾流子2做規(guī)則運(yùn)動(dòng)使其無(wú)法形成穩(wěn)定氣旋，大大減弱其風(fēng)力。掛繞成組的擾流子2之間有相互作用力，使其不易被甩出龍卷風(fēng)作用區(qū)域，進(jìn)而增強(qiáng)其在龍卷風(fēng)中的“破壞”作用。當(dāng)擾流子2在龍卷風(fēng)能量耗散過(guò)后，氣囊體擾流子2迅速收縮落地，實(shí)體擾流子2則直接落地，可回收利用。由于擾流子2采用輕質(zhì)材料制成，可防止在風(fēng)力作用下或風(fēng)過(guò)落地時(shí)，擾流子對(duì)人群、建筑物及公用設(shè)施等造成的撞擊傷害。
[0023]以上所述，僅為本發(fā)明較佳的【具體實(shí)施方式】，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本【技術(shù)領(lǐng)域】的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的 保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，設(shè)置于龍卷風(fēng)頻發(fā)地帶，其特征在于:包括置于存儲(chǔ)箱內(nèi)的眾多重心不在幾何中心的輕質(zhì)擾流子，所述的部分輕質(zhì)擾流子用繩索掛繞成組，所述的擾流子為輕質(zhì)柔軟的材料制成的形狀、大小、質(zhì)量不一，且表面粗糙不平的實(shí)體、空心體和/或可充氣的氣囊體。
2.如權(quán)利要求1所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:所述的擾流子的重心偏離其幾何中心。
3.如權(quán)利要求1所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:所述的擾流子的形狀包括多邊不規(guī)則棱柱、圓錐、多邊不規(guī)則錐體、畸形多面體、風(fēng)葉輪狀、滑翔翼狀、螺旋狀、風(fēng)箏狀、碗狀。
4.如權(quán)利要求1所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:制備所述的擾流子的輕質(zhì)柔軟的材料包括尼龍、滌綸、棉滌、橡塑面料、發(fā)泡塑膠。
5.如權(quán)利要求4所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:所述的發(fā)泡塑膠包括PE、PP、PET、PVC、PS、ABS0
6.如權(quán)利要求1所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:所述的繩索材料為抗拉纖維，包括改性聚乙烯、聚丙烯、尼龍絲、麻繩。
7.如權(quán)利要求1所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:所述的存儲(chǔ)箱設(shè)有手動(dòng)或自動(dòng)箱蓋。
8.如權(quán)利要求1所 述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:還包括若干風(fēng)速、風(fēng)力、風(fēng)向傳感器，其設(shè)于存儲(chǔ)箱四周。
9.如權(quán)利要求1所述的一種于龍卷風(fēng)生成初期化解龍卷風(fēng)的裝置，其特征在于:所述的存儲(chǔ)箱壁上還設(shè)有大量對(duì)流通氣孔。
【文檔編號(hào)】A01G15/00GK103988740SQ201410209868
【公開(kāi)日】2014年8月20日 申請(qǐng)日期:2014年5月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月19日
【發(fā)明者】姜立平 申請(qǐng)人:姜立平