龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋，由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云产生。其形成需要两个核心条件：大气不稳定能量和垂直风切变。当暖湿气流与冷空气相遇形成强烈对流时，上升气流在垂直风切变作用下旋转，最终形成龙卷风。这种天气现象水平范围通常仅100米左右，但风速可达12级以上，破坏力极强。目前全球范围内对龙卷风的准确预警仍是难题，主要依靠多普勒雷达监测中气旋特征实现提前20-30分钟的短临预警。

龙卷风的形成机制可细分为四个阶段。大气不稳定产生强烈上升气流，受急流影响进一步加强。垂直方向的风速和风向切变使上升气流在对流层中部旋转，形成中尺度气旋。第三阶段，中尺度气旋向地面发展并向上伸展，内部形成龙卷核心。当涡旋到达地面时，气压骤降、风速骤升，完成龙卷风的形成过程。这一系列变化常在几分钟内完成，使得龙卷风具有突发性强、生命周期短的特点。美国作为龙卷风多发国家，年均发生1200余次，而中国约为50-100次，主要集中在长江中下游平原和华南地区，春夏季节高发。

从物理原理看，龙卷风类似于流体中的漩涡现象。其内部气体压强远小于外部，形成由外指向内的压力差，这个压差为旋转运动提供向心力。温度差异也是重要特征，龙卷风上端温度极低（冷空气对流所致），下端温度较高（热空气影响），这种温差加剧了能量释放。水汽在过程中扮演关键角色，上升过程中水汽凝结释放潜热，进一步加热空气并增强上升运动，形成正反馈循环。

预警方面，多普勒雷达是目前最有效的监测工具，能识别2-10公里范围内的中气旋特征。但受限于龙卷风的小尺度和短寿命，现有技术仍难实现精确预报。灾后调查显示，简易建筑、树木、电线杆等最易受损，应急避险时应优先远离这些危险因素。若无法进入坚固掩体，需立即寻找低洼处趴卧，最大限度降低暴露高度。随着气候变化加剧，极端天气事件频发，加强龙卷风机理研究和预警技术开发具有重要现实意义。国内外学者正通过数值模拟、现场观测等手段深化认识，为防灾减灾提供科学支撑。