水龍捲的秘密：如何快速倒光保特瓶的水？
在日常生活中，我們常看到龍捲風在海面上旋轉，這種令人驚嘆的自然現象，其實也可以在生活中看到。只要我們用簡單的材料和技巧，就能在保特瓶中創造出類似龍捲風的水流。
如何快速倒光保特瓶的水？
準備一約6 viciss瓶裝滿水，隨意請一位同學或觀眾上來，試看看能否在五秒內把瓶子裡的水倒光光。規則是：不可以使用任何工具，可以隨意壓、捏、擠…等等，但是不能將保特瓶破壞。
結果無論是用擠壓的，或是上下左右震盪，通常需要約六秒以上才有辦法倒光瓶子裡的水。但別擔心，我們可以用以下技巧來提高倒光速度：
技巧：
- 倒立保特瓶之後，快速的旋轉約3～5圈後靜止，讓水流出來。
- 保特瓶的形狀會影響旋轉後是否形成水龍捲！平直的圓筒型，可以順利產生水龍捲，而瓶子有凸凹造型的，則因為會干擾水流，而不容易產生水龍捲。
教學建議：
- 在教學上，可以不限定幾秒內倒光水，而是採用競賽的方式。
- 建議可以引導學生探究不同造型的瓶子，對於形成水龍捲有何影響，差異又如何？
水龍捲原理
水龍捲，又稱龍捲風，是一種強烈的旋轉氣柱，其一端與積雨雲相連，另一端則延伸至地面或水面。水龍捲的形成涉及多個因素，其基本原理可以歸納如下：
1. 不穩定大氣：
水龍捲的形成需要不穩定的、對流強烈的空氣。當空氣中存在温差、濕度差、以及風速差時，更容易形成對流，並產生上升氣流。
2. 旋轉：
旋轉是水龍捲形成的另一個重要因素。空氣中的旋轉可以來自各種來源，例如：
- 地面上的旋轉，例如地形或建築物造成的渦流
- 風切變，即風速或風向的垂直變化
- 上升氣流與下沉氣流的相互作用
3. 水汽凝結：
當上升氣流達到一定高度時，其中的水汽會凝結成小水滴，這些小水滴會被旋轉的氣流帶動，形成漏斗狀的雲柱。
4. 低壓中心：
水龍捲的中心通常是一個低壓區，低壓會將周圍的空氣吸入，形成強烈的旋轉。
表格：水龍捲形成的關鍵因素
| 因素 | 描述 |
|---|---|
| 不穩定大氣 | 對流強烈的空氣，存在温差、濕度差、和風速差 |
| 旋轉 | 空氣中的旋轉來自地面旋轉、風切變、或上升氣流與下沉氣流的相互作用 |
| 水汽凝結 | 上升氣流中的水汽凝結成小水滴，形成雲柱 |
| 低壓中心 | 水龍捲中心的低壓區會將周圍的空氣吸入，形成旋轉 |
水龍捲的破壞力：
水龍捲的破壞力取決於其強度和持續時間。強度等級通常使用藤田級數 (Fujita scale) 或增強藤田級數 (Enhanced Fujita scale) 來表示。強度越高，破壞力越強。
預防措施：
在水龍捲多發的地區，應該採取一些預防措施，例如：
- 瞭解水龍捲的預警信號，並及時採取避險措施。
- 加固建築物，使其能夠抵禦強風。
- 遠離容易被風吹起的物體，例如樹木和電線杆。
總結：
水龍捲的形成是一個複雜的過程，需要多個因素共同作用。瞭解水龍捲的原理可以幫助我們更好地預測和防範這種自然災害。