预报龙卷风为什么那么难?

龙卷风来了!根据媒体报道,6月23日下午14时至15时,江苏省盐城市阜宁县、射阳县部分乡镇遭受龙卷风冰雹灾害,造成重大灾害和人员伤亡。截至24日上午,已造成98人死亡,800人受伤。能及时预报的话,伤亡也许就不会这么惨重~


江苏省阜宁县陈良镇农田里的电力设施被龙卷风吹倒(图片来自新华网)

龙卷风预报为什么那么难?

有天气预报员曾说,强对流天气在所有的天气类型中是最难预报的。此话初听似乎有些夸张,而事实确实如此。龙卷风、冰雹等强对流天气是目前天气预报中的一个大难题,世界各国都没有成熟的预报方法,准确地把强对流天气出现的落区和时间预报出来。概括来说,主要原因大致有以下几点:

首先是因为龙卷风尺度太小。龙卷风影响范围从几公里到几十公里不等,有时甚至按照百米计量。而气象台站目前还不能每隔几公里到几十公里就布设一个,这就像“大网捕小鱼”,难免会有疏漏。这类“漏网之鱼”更容易让人产生天气预报不准的感慨。

其次是龙卷风等强对流天气生命周期很短。像龙卷风、下击暴流、飑线等天气,往往生成很突然,对某一地区的影响时间也相对较短,“生命史”只有十几分钟到个把小时,有的甚至是分分钟的事儿,不像台风从生成到消亡可能需要几天的时间。因此,要提前24小时或是48小时预报局部地区的强对流天气也就非常困难了。


不同的天气、气候现象具有不同的时间、空间尺度(图片来源:《气象知识》杂志)

再次是龙卷风的形成大气条件很复杂。我们知道,天气是一个复杂的非线性系统,正如美国气象学家洛伦兹对天气系统的解释:亚马逊雨林一只蝴蝶翅膀偶尔振动,也许两周后就会引起美国得克萨斯州的一场龙卷风,这就是所谓的“蝴蝶效应”,即初始条件“差之毫厘”,未来的天气结果就可能“谬以千里”。何况龙卷风的生成和发展需要衡量综合大气条件,而这些条件往往是难以预料、不确切的,再加上不同地区之间各不相同的地形因素,更进一步增加了预报预测难度。

此外,全球气候变暖导致我国龙卷风等极端性天气事件频发,如今年广东汕头、海南文昌、江苏盐城等地出现龙卷风,同时也增大了天气预报的难度。目前我国对于上述极端天气的监测预报能力还不足,尚需进一步加强建设。


全球变暖,导致极端天气气候事件频发(图片来自网络)

此次盐城龙卷风的成因是什么?

据中央气象台分析,22日至23日,西太平洋副热带高压北抬,其西侧低层有南亚季风和南海季风汇合北上,向江苏北部地区持续输送水汽和热量;与此同时,东北冷涡后部一股较强的冷空气南下,并逐渐影响江苏北部。受冷空气和西南暖湿气流共同影响,苏皖北部大气层结不稳定状态持续增强。至23日午后,江苏中北部附近地区汇聚了大量的水汽,大气层结极度不稳定,在这些强对流天气发生的有利条件下,出现了强风、暴雨和冰雹天气。

中国龙卷风的多发地在哪里?

龙卷风主要“出没”在中纬度地区,如北美、欧洲、俄罗斯、中国、日本及澳大利亚等地每年都会出现龙卷风。其中美国是龙卷风出现最多的国家,并且一般强度较大,被称为“龙卷风之乡”。


(图片来自中国天气网)

在我国,大部分省(区、市)都有龙卷风的踪迹,但以东部平原地区为多,主要发生在江苏、浙江、安徽、上海及山东、湖北、广东等省(直辖市)。统计资料显示,长江三角洲地区是我国龙卷风的重灾区。而其中又以江苏盐城等地强龙卷最为频繁,主要是因为该地区地势低洼平坦,土壤分布不均,江河湖泊水网交织,又处于亚热带和暖温带的气候过渡地带,易积聚不稳定能量,在合适的动力条件下,极易导致大气对流强烈发展,有助于龙卷风形成。


龙卷风来了我们应该如何避险?

气象部门在强对流天气来临时会发布预警,所以在恶劣天气过程中要密切关注天气信息。在暴风雨天气,如果从室内向外望去,天空很阴沉,云看上去似乎略带绿色或者看到云块主体下方有云旋转,就说明龙卷风快要到了。这时就必须采取行动了。

在家里

应及时召集家人躲到较为安全的地方,如地下室或半地下室,地面上所有建筑物此时都不是安全躲避的场所。

在户外

当龙卷风正在靠近时,应迅速朝龙卷风移动方向的垂直方向跑动,实在来不及躲藏时要采取最安全的姿势,即跪下来,蜷伏在地上,全力前倾并将双手放于脑后,但要尽量远离大树、电线杆、广告牌、围墙等,以免被砸、被压或发生触电事故。

在汽车上

不要试图跑在龙卷风前面。要及时下车,到附近地势最低的地方,脸朝下趴在地上,手放脑后。汽车本身没有防御龙卷风能力,一旦汽车和人同时被龙卷风卷起,你可能会因此丢掉性命。

(作者:王海波 中国气象局气象宣传与科普中心主任工程师,原创作品,转载请注明出自科普中国微信公众号)

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