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龙卷风预报到底有多难?

2019-07-10 11:29

  7月3日傍晚,辽宁省铁岭市开原市遭遇罕见龙卷风袭击。在龙卷风出现的时间段,开原国家气象观测站极大风速为23.0米/秒,风力达到9级。据初步统计,此次铁岭开原市龙卷风灾害受灾人口28628人,灾害造成6人死亡,190余人受伤。

  尽管中国的龙卷风灾害相对其它灾害发生次数较少,但是带给我们的伤痛却不小。特别是,龙卷风似乎来无影去无踪,对它的预报至今仍是世界性难题。

  1 孟加拉国龙卷风

  曾造成约1300人死亡

  在从事强对流天气研究的科学家眼里,龙卷风是地球大气中最强烈的对流风暴,是个冷漠的杀手。

  龙卷风与我们常见的冰雹、雷雨大风天气,均属于强对流天气。龙卷风是在不稳定天气条件下产生的小范围的快速旋转的空气涡旋,常表现为由雷暴云底伸展至地面的漏斗状涡旋云柱,如大象鼻子。龙卷风中心附近风速可达100-200米/秒,直径一般在几米到数百米之间,维持时间在十几分钟到几小时。其所到之处常会发生拔起大树、掀翻车辆、摧毁房屋等现象,还会造成人员伤亡。

  美国是发生龙卷风最多的国家,堪称“龙卷王国”。从1991年到2014年统计来看,美国平均每年发生1122个。我国平均每年发生43个龙卷风。中国关于龙卷风的记载,最早是沈括在《梦溪笔谈》中记载的1076年恩州武城县的龙卷风灾难。我国龙卷风发生最多的地区是长江三角洲和广东,江苏省高邮市被称为我国的“龙卷风之乡”。

  根据世界气象组织2017年公布的数据,1989年4月26日,龙卷风摧毁孟加拉国马尼格甘杰县,造成约1300人死亡。这是近年来龙卷风造成人员伤亡最多的记录。

  在全球气候变暖的大背景下,极端天气气候事件呈频发高发态势。“现在人们已看到大规模洪水,更强力龙卷风,没有雨的雨季,更加猛烈的飓风和台风。”联合国秘书长古特雷斯说,人类必须为了一个健康的地球去建设和平和可持续的未来。

  2 美国龙卷风多发与特殊地理环境相关

  美国龙卷风多发与特殊地理环境等因素关系密切。由于美国东濒大西洋,西靠太平洋,南面又有墨西哥湾,大量的水汽不断从东、西、南面流向美国大陆。水汽多,雷雨云就容易发生发展。当雷暴云底发展到一定强度后,就会产生龙卷风。同时,美国平原区域多,中南部平原称为“龙卷走廊”。

  中国气象局气象干部培训学院教授俞小鼎表示,龙卷风形成既需要暖湿空气交汇提供对流条件,又要求高空和低空有强风,还需要有较平坦的地形,而美国特殊的地理环境容易满足龙卷风形成条件。

  从空间分布来看,中国的龙卷风一般多发生在中东部地形相对平坦的平原地区,平原多于山区,其中江苏和广东最多。从时间分布来看,4月至8月出现在我国的龙卷风个数占全年的92%,大多发生在午后至傍晚。

  龙卷风的形成一般要满足三个条件:一是空气湿热且非常不稳定;二是大气中有塔状积雨云形成;三是高空风和低空风方向相反。前两个条件也是雷雨、冰雹等强对流天气出现时的特征。高、低空出现不同方向的风是龙卷风出现的必要条件,这在气象学上叫做垂直风切变,制造这种状况的“元凶”往往是高空急流。通俗地说,高空急流就是高空中形成的快速流动的风带,一般在它的左侧容易形成抽吸低层大气的涡旋。在“抽吸的涡旋”中,地面气压迅速降低,气柱中的气流迅速上升,雷暴、冰雹、龙卷风等剧烈的天气现象就会相应发生。需要注意的是,以上三个条件在大自然中同时满足并非难事,因此,并不是每一次“三方聚首”都会出现龙卷风,他们的出现只是龙卷风产生的前提和征兆。

  3 龙卷风预报预警是世界性难题

  尽管世界各地天气预报准确率在逐步提高,但并非所有天气都可以被准确预报预测,预报龙卷风自然更不易。这就好比是医生给病人看病一样,本身日常的天气预报中就有很多“疑难杂症”,龙卷风更是“疑难杂症”中的“硬骨头”。

  龙卷风预报之所以难,与其自身特点有关,其尺度小不易发现、发展快不易捕捉。曾任中央气象台台长的李小泉说,出现龙卷风,就好比手划拨过水面后,水面肯定会出现漩涡,但很难判断出具体在哪个点会出现漩涡。龙卷风预报也是如此。冷空气侵入暖湿气流旺盛的地区,会引起强对流天气,但具体到哪个点会出现龙卷风,则几乎不可预测。

  加之,在类似于龙卷风这种强对流天气出现时,往往有几种灾害可能同时出现,其生成环境复杂。以龙卷风为例,可以在暴雨环境中发生,有的时候可以伴着冰雹、雷暴等极端天气组团来袭,也可以发生在聚集强大能量的台风环境中。

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