水杯里的龙卷风

1、哪位知道水龙卷风的现象及原理

水龙卷俗称龙吸水或龙吊水等。水龙卷(waterspout)是一种偶尔出现在温暖水面上空的龙卷风，它的上端与雷雨云相接，下端直接延伸到水面，一边旋转，一边移动。饱含水气快速旋转的气柱状水龙卷，危险程度不亚于龙卷风，内部风速可超过每小时二百公里。
水龙卷形成的原因
水龙卷是一种偶尔出现在温暖水面上空的龙卷风。实质上这是一种涡旋，空气绕龙卷的轴快速旋转。受龙卷中心气压极度减小的吸引，水流被吸入涡旋的底部，并随即变为绕轴心向上的涡流。 要是有上旋式的陆龙卷向海面移动，行进的过程中也会形成水龙卷。
许多水龙卷形成在离雷雨系统很远的地方，甚至出现在相当晴朗的天气里。水龙卷可以是相当透明，刚形成时，只有注意到它在水面形成的不寻常图案才会发现到它的存在。水龙卷可以把海上船只和海水吸入到空中。举个例子在1949年南半球的夏天，新西兰下了一场“鱼雨”，鱼从天而降，引多人围观，这就是海龙卷的作用。

用龙卷风的原理来解释龙吸水绝对是错误的解释。这是两种完全不同的东西。首先在龙吸水发生时几乎没有看到漏斗状旋风云层，其次，在青海湖的“九”龙吸水现象是发生在很小的范围里，这不符合旋风特征。有人猜测是天地放电现象的结果，静电汽化了海水，蒸汽水滴被带电，在天地静电场的作用下，发生的移动现象。一个例证是，青海发生的龙吸水现象的目击者看到了水柱向外溅出水滴。这是很明显的静电场作用在介质颗粒上的现象。
首先是空气必须具有高温、高湿。我们知道，温度高低反映其热能的大小，空气湿度大，一旦发生凝结现象，大量的潜热就释放出来，可以变成动能、位能；
第二要有旺盛的积雨云。积雨云是强对流的产物，在强对流运动中易形成涡环；
第三是上升气流和下沉气流间的切变要大，也就是说两者气流方向相反，各自的速度要大，才能形成强切变。中国南海很具备产生水龙卷的条件，特别是西沙群岛，在夏秋季水龙卷经常出现。
另外据不完全统计，全球每年发生的水龙卷近千个。

2、摇动水杯，水杯里的茶叶为什么会聚集在漩涡中心?

茶叶 或是味增汤 经过搅拌后 叶片以及汤里的悬浮颗粒聚在中央
这个现象来自於流体力学中著名的Vortex Breakdown (涡漩崩溃现象)

涡漩崩溃在这里指的是：
在圆柱体上端旋转带动水体产生涡旋的流动中，当发生涡旋核心增大，轴线方向速度减小，在旋涡轴来线的某些位置处出现流动滞自止，并伴随有中心线附近区域回流, 而这些回流把茶叶或百悬浮粒子带回中央

涡漩崩溃通常主要出现在三角翼、燃烧室、水轮机等流体机械中，以及龙卷风等自然现象中

请见下列连结 里面有一段相当美丽动人的Vortex Breakdown实验片段度
http://www.youtube.com/watch?v=sZmzFC6ggLE

3、怎样旋转杯子中的水才能让杯子里形成龙卷风

呵呵，实在是说不了那么多， 不过原理是一种离心现象。你用力摇杯子的时候会给水很大的支持力，从而提供向心力，让水有足够的向心力它就会在水平平面内旋转起来 而之所以漩涡不是上下同宽的原因是下面的水给上面的水支持力，才能让他抵消重力

4、《茶杯里的风暴》这本书是讲什么的？为什么说日常生活跟宇宙现象联系紧密？

你倒了一杯水，加一勺茶叶，用勺子搅拌茶叶让它尽快泡出茶味。沿着同一个方向快速搅动杯子里的水，当你把勺子拿出来后，杯子里的水形成了一个漩涡。从侧面上看，漩涡像一个小型龙卷风。
不仅是看上去相像，茶水形成漩涡的原理跟龙卷风形成原理也是一样的。当你搅拌茶水时，勺子把水流往周围推，玻璃挡住了水流的去向。没有地方可去的水流，只能沿着玻璃往上爬，形成漏斗状的漩涡。

真实的龙卷风由雷暴云形成，雷暴云的特点是内部温差大，云朵里冷热气流运动得非常快。冷热流的运动就像搅动茶水的勺子，气流像茶水，被温差搅动形成了漩涡。这里问题来了，云朵的周围没有玻璃阻挡，气流为什么不会四处逃逸，而是向上攀爬呢？因为地球自转时产生的地球偏转力，像无形的玻璃一样，阻挡了气流的去向。地球偏转力在极地最明显，在赤道最弱，偏转力对南北半球的气流影响方向是相反的。北半球，绝大多数龙卷风（还有台风）是逆时针旋转，南半球则是顺时针旋转。这跟你搅拌茶水的道理是一样的，当你改变勺子搅拌的方向，茶水漩涡的旋转方向也会改变。
茶水跟龙卷风的原理，是《茶杯里的风暴》这本书里的一个故事。书里讲述了日常小现象和宇宙大现象之间共同的物理原理。

做爆米花时，高温加热下，玉米粒表皮包裹的种子内部水分会被蒸发成水蒸汽。但是玉米粒的表皮很牢固，它会裹住内部水蒸汽。刚开始少量的水分被外皮阻挡，后来温度越来越高，水蒸汽越积越多。玉米粒开始膨胀，直到内部的压力超过了外皮的承受力，玉米从里向外爆开，变成一朵蓬松干脆的爆米花。

火箭发射时，跟爆米花一样，由高温气体撞击产生的压力驱动。

《茶杯里的风暴》这本书，把大家习以为常的平常现象，跟高大上的科学现象联系在一起，讲解它们背后共通的物理规律。

我一直在思考该怎样给科普作者下定义，“知识的搬运工”显然是个错误定义。科普作者并不是简单地解释一条定理，而是通过自己对知识的消化融合和联想，把自己的思考心得讲给读者听。有人讲得通俗有人讲得深奥，无论以怎样的方式讲故事，都是一种创作。
阅读科普书，不仅能长知识，还能阅读作者的思想。身为人类最宝贵的财产就是思想，而文字恰好能记录我们的思想。

《茶杯里的风暴》（Storm in a tea cup），作者是海伦·切尔斯基。她是剑桥大学的物理学博士，也是BBC节目主持人。这本书贴近生活，举例有趣，是本非常友好的科普读物。

5、为什么一晃水杯就会出现水里的龙卷风

向左运动杯子的时候，杯子会给水一个向左的力，再向前运动杯子的时候杯子会给水一个向前的力，不过水由于惯性还是要向左运动的，而杯子给水 向前的力就是水做变向运动的向心力。同理继续向右运动杯子，向后运动杯子，只要改变杯子的运动方向，杯子就会给水一个改变运动方向的向心力，从而使水做圆周运动，作圆周运动的物体在向心力不足的情况下都是要尽量远离圆心的，做一杯子中的水会成龙卷风状