龙卷风如何形成?可以准确预警吗?

来源: 央视新闻客户端     发布时间: 2024-08-27 10:17    【字号:  

2024年7月5日下午,山东省菏泽市出现龙卷风。风灾过后,由国家、省、市、县四级气象部门组成的工作组争分夺秒进行灾后调查。

北京大学物理学院大气与海洋科学系教授孟智勇,她已经和龙卷风打了10多年交道,曾多次参与灾后调查。孟教授说灾后调查所搜集到的信息,能为进一步研究、监测、预报和预警龙卷风提供有效的帮助,也能为防灾减灾以及应急避险提供宝贵的经验。

中央气象台首席预报员张涛表示,过往的龙卷风灾后调查显示,那些不够坚固的简易建筑,以及树木、电线杆、塔吊等设施都是最容易被龙卷风摧毁的。在龙卷风发生时,应远离这些危险的因素。

经验显示,在龙卷风发生时,如果来不及躲进坚固的建筑或掩体内,要尽量远离汽车、寻找低洼处、降低自身高度。

面对龙卷风造成的巨大损害,人们都希望能够提前预知它的发生,更从容地做好准备。然而当前在世界范围内,对龙卷风的机理研究、监测、预报和预警仍然是一个很大的难题。

龙卷风是一种强烈的、小范围的空气涡旋,是由雷暴云底伸展至地面的漏斗状云产生的强烈的旋风。在全球范围内,美国是发生龙卷风最多的国家,每年超过1200个。中国为50至100个左右,数量远少于美国,单个龙卷风的强度也小很多。孟智勇教授和她的团队,曾经专门做过中美两国龙卷风生成机理的比较研究。

北京大学物理学院大气与海洋科学系教授 博士生导师 孟智勇:龙卷风发生需要两个条件,一个是不稳定能量,一个是垂直风切变,这两个条件要正好适中地配合在一起,两个都不太小的时候,才能发生强对流天气。

在中国,由于龙卷风发生概率低、强度弱,这使得研究、监测和预报龙卷风更为困难。

发生在2012年7月21日的那次暴雨,导致北京全市受灾人口达190万人,经济损失近百亿元。但当时人们没有注意到,在暴雨期间还有龙卷风发生。

北京大学物理学院大气与海洋科学系教授 博士生导师 孟智勇:龙卷风灾害特征跟雷暴大风不一样,它是一个长条形的路径,特别窄的一条线,它在路径上,有那种乱七八糟的倒树或者往中间辐合的倒树,而不是辐散的倒树,这两个特征我们都发现了。我们采访了很多村民,他们看见感觉像一群鸟过来了,那些所谓的鸟就是彩钢瓦、树枝,或者是碎屑卷起来在空中旋转,然后结合雷达,雷达上又有非常清楚的中气旋,所以肯定它就是一个龙卷风。这是我们第一次关于龙卷风的研究。

资料显示,我国春夏为龙卷风多发季,发生龙卷风个数占全年的90%以上,其中7月占比最高,将近三成。多发的地区有:江苏、广东、东北、内蒙古、湖北、安徽等。但由于我国幅员辽阔,不同地区发生龙卷风的气候环境差异很大,因此对气象部门提出了很高的要求。

2013年,我国第一家也是迄今为止唯一一家龙卷风研究中心在佛山成立,它隶属于佛山市气象局,主要职能为开展龙卷风等灾害性天气的科学研究与观测实验,提供龙卷风风险提示和决策建议。

2015年,佛山市龙卷风研究中心成立了灾后调查团队,从那时开始到2024年6月,他们在国内开展了106次风灾调查,确认龙卷风93个,并与北京大学合作,建成国内龙卷风数据库。2023年中国气象局龙卷风重点开放实验室在佛山成立,它将致力于突破核心技术难题,提升监测短板和识别预报能力。与此同时,珠三角地区的气象雷达等硬件探测设施也在不断完善,这些雷达构成的网络相当于气象工作者的眼睛,能够“看到”天气的各种变化。

焦志敏是中国气象局气象探测中心的工程师,她说目前国内使用的气象雷达以多普勒雷达为主,它发射的电磁波最远可达数百公里,基本可以覆盖一座中大型城市。气象工作者正是通过雷达接收的回波来判断天空中正在发生的情况。

为了加强对龙卷风的监测,近年来佛山市陆续增设多台X波段天气雷达,还实现了全市329个行政村“村村有气象观测”,自动气象站分辨率达3.2×3.2公里,能够提供近地面的降雨量、气压、气温等情况。

据了解,目前气象部门已逐步建立风灾爬虫系统,针对网络上疑似发生龙卷风的文字、视频等信息进行实时搜索,此外,如研判有龙卷风发生风险,气象部门的值班人员也会定时手动搜索和收集相关信息。

2021年7月,中国气象局印发《强对流(大风)监测预警服务体系建设工作方案(2021-2025年)》。提出到2025年,在全国基本建成较为完善的大风灾害监测预警服务体系,大风灾害监测预警服务能力得到较明显提升;并明确,将在黑龙江、上海、浙江、江苏、山东、湖北、广东7个省(市)开展大风灾害监测预警服务体系建设试点,推动试点省(市)气象部门在建设综合观测站网及构建高效集约业务体制、大风灾害靶向预警业务、大风灾害应急联动机制等方面先行探索。

或许对于中国的气象工作者们来说,在发生概率小、等级弱的自然环境中,能够亲眼看见一次龙卷风的发生或者成为真正的“追风者”,也就意味着研究、监测、预报和预警又向成功迈出了重要的一步。

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