灾害天气的“罪魁祸首”是谁?徐祥德院士告诉你!

(文章来源《院士讲科学》,该书由《知识就是力量》杂志社总策划,科学普及出版社出版)

专家:徐祥德,气象学家,中国工程院院士

在电视新闻里,我们常常可以看到关于台风、热带风暴和龙卷风等气象灾害的报道,有些时候,天气预报也会发布台风预警信息。这些导致严重灾害的天气,都与大气涡旋的活动有关。

那么,说到大气涡旋,你知不知道它也分很多级别?不同级别的大气涡旋产生的影响有哪些不同?我们一起来看看。

亚洲是地球上自然灾害的重灾区

在亚洲,自然灾害导致的损失占全球总量的89%,致死人数也是五大洲之最。而在亚洲每年遭受的气象灾害中,与大气涡旋(气旋或反气旋)有关的水灾、旱灾和热带气旋(台风等)又占据了灾害总量的绝大多数。

例如,2004年夏天,亚洲东部和南部在异常强劲的梅雨锋、印度季风和热带气旋的共同影响下,发生了暴雨异常持续的现象,使中国、日本、印度、孟加拉等国家,以及东南亚地区和朝鲜半岛各国发生了大范围严重的洪涝灾害。而对于年长一些的中国人来说,1998年的中国大洪水是更为触目惊心的灾难。当时,电视新闻用大量时间来报道各个灾区的救灾情况和英模人物。这场洪灾的灾民总量多达1.8亿人次,直接经济损失达人民币2550.9亿元。


大气涡旋的不同尺度带来的灾害程度不同

如果仔细分析这些导致自然灾害的大气涡旋,我们可以发现,它们大体分为3个不同的尺度。

最大尺度的一类是行星尺度的涡旋现象,也就是影响地球上相当大范围区域的大气涡旋。较为典型的一种行星尺度大气涡旋是反气旋涡旋,也就是呈顺时针旋转的大气涡旋,主要是指副热带高压现象。它的控制区会出现高温、干旱,其边缘则会出现暴雨带。另一种行星尺度的涡旋现象是大陆冷高压,它会带来寒潮爆发、强降温,冷高压前锋面天气则是大风和降水带。

第二个类别是天气尺度的气旋性涡旋,它们是呈逆时针旋转的,会影响数个省份的天气。这种涡旋主要包括以下几类:极地气旋带来冷空气入侵和强暴风雪天气;台风带来强风、强降水、风暴潮和雷电;温带涡旋带来大风、暴雨或者强对流天气和雷电;沙尘暴带来大风、扬尘、扬沙等沙尘天气;若某区域冷空气入侵次数变少,将会导致雾霾天气变多。

第三个类别是中小尺度的涡旋群与对流系统。飑线(排列成带状的雷暴群)会带来强风、风向剧变、风速急增、气温骤降,并伴有强降水和雷电;龙卷风具有强大的破坏力,会带来强风、强降水和强上升运动;雷暴会导致雷击、闪电、大雨和冰雹;冬天的暴风雪,也可以归因于中小尺度的对流系统。

不同的气旋,持续的时间尺度也不一样,有的是一天,有的可能持续3~5天,有的甚至仅能持续几个小时,比如龙卷风就是突然出现又突然消失的。