龙卷风的可怕破坏力既突然又猛烈。现在，科学家们正在窃听龙卷风，以开发新的预警系统并对抗预警疲劳。

一切从树叶的沙沙声、铰链的不祥吱吱声和附近树木的吱吱声开始。然后传来震耳欲聋的隆隆声，就像一列正在驶近的货运列车一样，钉子从木板上撕下来时发出可怕的尖叫声，飞扬的碎片发出不可预测的重击声。这些是龙卷风幸存者在讲述他们逃离风暴时经常描述的声音。

他们很少发出太多警告，但这往往足以挽救生命。

然而，伴随龙卷风而来的还有另一种我们听不到的声音。它的频率如此之低，超出了人类听觉的范围，但它可以提供一种对这些破坏性风暴提供更早、更准确警告的方法。

风速可达 483 公里/小时（300 英里/小时），产生龙卷风的风暴会产生低频声波（或次声波），传播距离可达数百英里。

窃听这些次声信号可能无法阻止龙卷风夷平城镇并将汽车像玩具一样抛向空中，但它可能会催生一种可能拯救生命的新型预警系统。

不稳定的预测

平均每年约有1,200 场龙卷风造成破坏，其中大多数发生在大平原。（了解龙卷风通道正在发生的变化。）自 1951 年以来，龙卷风每年造成数百万甚至数十亿美元的损失，平均每年夺去 87 人的生命（尽管每年的死亡人数差异很大） ）。据统计，2023 年迄今发生约1400 场龙卷风，已造成 76 人死亡。一场异常持久的龙卷风造成94 公里长的道路上 2,000 多所房屋受损，造成至少 26 人死亡。12 月，几场强大的龙卷风造成两人死亡——一位母亲和她两岁的儿子。

然而，龙卷风的预测是出了名的困难，因为我们仍然不清楚龙卷风为何会形成和不形成。即使它们确实形成，剧烈的空气柱也会表现得不稳定。

几十年来，气象学家一直在努力确定哪些风暴会产生龙卷风，哪些不会。虽然专家们“相当擅长”提前几天预测可能产生龙卷风的大规模条件，但预测特定龙卷风形成的时间和地点却很困难。更加困难。在相同的有利环境中可能存在几场看似能够产生龙卷风的风暴，但实际上只有一两场风暴能够产生龙卷风。

最具破坏性的龙卷风是从“超级细胞”产生的。这些猛烈的雷暴是由被称为中气旋的持续旋转上升气流形成的，它会产生高大的砧状云，并带来包括大雨、大风和大冰雹在内的恶劣天气。当条件有利时，超级单体风暴内的下沉气流将旋转空气集中到大气的较低层。最终，旋转的空气集中成一个狭窄的柱体，当它到达地面时就变成了龙卷风。但是，尽管有许多关于导致这种情况发生的原因的理论（例如风暴外部空气的温差），但导致龙卷风形成的确切条件尚不完全清楚。

风本身也是人眼看不见的。它们只有在龙卷风漩涡内凝结成漏斗形云的水蒸气才变得可见，那里的气压较低，而灰尘和碎片也有助于使它们可见。

雷达可以提供一种发现中气旋形成的方法，因为这些风暴携带的水反射雷达信号，但气象学家很少能够使用这种技术发现真正的龙卷风。这也意味着依赖这种方法的龙卷风警报常常会被证明是误报，因为使用雷达检测到的超级单体雷暴永远不会产生龙卷风。通常，需要地面风暴观测员来验证龙卷风是否已经形成。

“许多看似‘准备好’产生龙卷风的风暴实际上并没有真正发生。误报是有问题的，因为龙卷风警报可能会扰乱特殊活动、工作和日常生活。虽然不像龙卷风那样具有破坏性，但太多的‘狼来了的男孩’事件会鼓励公众在未来不采取行动警告，当龙卷风真正发生时却措手不及。

预报员在发出警告时也往往会过于谨慎——这是可以理解的，因为不采取庇护措施的后果可能是致命的。误报会导致疲劳，并且在龙卷风与登陆飓风一起发生或与山洪一起发生等多种灾害的情况下，问题尤其严重。

这使得预报员不得不寻找其他方法来预测龙卷风是否即将来临。

科学家们一直在聆听龙卷风的声音，并试图弄清楚它们是否会发出独特的声音。实验证据表明，频率范围为 1-10Hz 的低频次声波在龙卷风形成期间及其整个生命周期中都会产生。最近对附近的龙卷风进行的一组测量显示，龙卷风产生了10Hz 至 15Hz 之间的明显升高信号。在某些情况下，次声探测麦克风阵列已被证明可以拾取 100 公里以外的龙卷风产生的噪音，并且还表明次声甚至在龙卷风开始之前就产生了。

研究人员希望，通过窃听这些声音，不仅可以听到龙卷风即将来临，甚至可以在龙卷风形成前两小时预测龙卷风的到来。 

自 2020 年以来，一直在使用安装在龙卷风追逐车辆上的设备来测试次声的预测能力。他们的便携式套件，地面本地次声数据采集系统，或“格林达”系统，引用了《绿野仙踪》中的一个角色。他们希望该设备能够帮助风暴追踪者更好地实时监测龙卷风的发展，但要求设备在正确的时间部署到正确的地点。

然而，一些研究人员正在研究可以永久监测龙卷风的系统。一个小组正计划在密西西比州南部部署四个永久性高科技传感器阵列来探测次声信号。他们希望该系统能够提供一种持续监测和检测龙卷风的方法。  

对龙卷风季节收集的多年数据进行分析，毫无疑问，龙卷风会辐射出次声波信号，该信号可以被一系列次声传感器检测到，并