龙卷风：来去无踪的自然灾害

2016-10-14

发明与创新 2016年29期

龙卷风：来去无踪的自然灾害

6月23日午后，江苏省盐城等地突遭龙卷风和强冰雹袭击。突如其来的龙卷风将树木、电线杆刮倒在地，不少房屋、厂房倒塌，屋顶被吹跑，并造成严重人员伤亡。据统计，此次特大灾害已造成99人死亡、846人受伤，死亡人数为近25年全国龙卷风灾害之最。龙卷风，这个只出现在电影荧幕和网络上的气候现象由“远在天边”一下子变得“近在眼前”，从一种自然奇观变成了令人害怕的灾难。

图/摄图网

日前，国家气象中心强天气预报中心首席研究员郑永光介绍，经现场勘测，6月23日发生在江苏盐城的风灾已确认为龙卷风，专家组判定等级为EF4级，风力超过17级。

江苏省气象局副局长杨金彪介绍，龙卷风共分为6级，最低为EF0级，最高为EF5级，此次龙卷风强度接近于最高级别。从风力而言，目前对风力的分级中，17级是最高级别，但这次龙卷风的风力超过了17级。

寿命短，脾气暴

中科院大气物理研究所云降水物理与强风暴重点实验室副主任肖辉介绍，龙卷风是一种由发展强烈的雷暴云产生的小范围空气涡旋。这种雷暴云是在强烈不稳定天气条件下，由空气强烈对流运动产生的，而龙卷风则是由雷暴云伸展至地面的漏斗状云产生的强烈旋风。

在很多人的印象中，龙卷风往往存在于美国大片里，旷野上突然出现一个或数个漏斗状的风柱，所到之处无坚不摧。事实上，我国不少地区也有龙卷风的踪影。据中国气象局资料显示，1991年至2014年间，我国平均每年有43个龙卷风，以春季和夏季多发，4月至8月的龙卷风个数占全年的92%。“南方地区秋后也可能出现龙卷风”，肖辉介绍，去年10月初，广东佛山受台风影响，也出现过龙卷风。我国的龙卷风主要集中在长江三角洲、苏北、鲁西南、豫东等平原、湖沼区以及东南沿海地带。其中江苏和广东最多，江苏高邮市更是被称为中国的“龙卷风之乡”。由于苏北地区地势低洼平坦、江河湖泊水网交织，处于亚热带和暖温带的气候过渡地带，易积聚强烈的大气不稳定能量，有助于龙卷风生成。

此次盐城发生极端强对流天气，主要是因为6月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，并逐渐影响苏北。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条件下，出现强风、暴雨和冰雹天气。

虽说龙卷风是尺度很小（下部直径一般在几米到数百米之间）的天气现象，而且“寿命”短暂（一般维持几分钟到十几分钟，最长不会超过半小时），但它“脾气”暴烈、威力惊人。强龙卷中心气压很低，风力可达100米/秒～200米/秒以上，物体会被卷进中心再甩出去。据科学家估算，龙卷风储存的能量平均为10000千瓦时，相当于一个装机容量很大的发电厂。有文献记录，龙卷风曾使一根松枝轻易穿透了一块1厘米厚的钢板，还使一根细草茎刺穿了一块厚木板，而一片三叶草的叶子竟像钉子一样，深深凿入了泥墙之中。等级较高的龙卷风能把大树连根拔起，扭曲或摧毁钢筋混凝土房屋、电线杆和铁塔，吹翻或卷起船只、汽车，甚至把人及地面物体卷至空中。肖辉说，龙卷风往往伴随冰雹、局地强降雨，危害很大。

神出鬼没，极难监测

中国气象局在6月22日指出，23日至24日淮河流域将有大到暴雨，局部地区伴有雷暴大风等强对流天气。江苏省、盐城市、阜宁县各级气象局也连续发出暴雨黄色预警信号，预计将出现短时强降水、龙卷风、冰雹等强对流天气。

龙卷风预报在全球都是难题。包括中国在内的大多数国家，会通过预报强对流天气的方式对龙卷风做出预警预报。仅有号称“龙卷风王国”的美国及其邻国加拿大拥有确切的龙卷风预警，目前对龙卷风监测最有效的手段是多普勒雷达。但肖辉表示，即便有如此发达的雷达网，美国也只能提前几分钟到十几分钟发布预警。就我国现有的雷达网而言，只有龙卷风发生地点在雷达半径30公里以内时，才有可能看到较为明显的龙卷风特征。中国气象局提供的材料里也坦承：目前，我国对于上述极端天气的监测预报能力还不足，需加强建设。

那么，龙卷风的监测预报难在哪？首先是龙卷风的“个头”小，跟台风这个“大块头”无法相比。形象地说，龙卷风就像一条线划过一个区域，周边没啥影响，但所到之处就遭殃。比如这次盐城市区就基本没受影响。所以，龙卷风类似于突袭，很难预测它要袭击哪里。

其次是“寿命”短。龙卷风强对流天气往往生成很突然，对某一地区的影响时间也相对较短，一般只有十几分钟。要想提前24小时预报局部地区的强对流天气也就非常困难。

最后是“出生”环境复杂。龙卷风的生成和发展需要衡量综合大气条件，而这些条件往往难以预料，再加上不同地区之间各不相同的地形因素，也进一步增加了准确监测、预报的难度。

▲搜救人员在盐城市阜宁经济开发区北陈村进行排查搜救（新华社李响摄）

▲救援人员在盐城阜宁县陈良镇丹平村用担架转运一名受伤村民（新华社李响摄）

没有人才，再好的设备也没用

“全国真正研究龙卷风的学者也就几十人，而且多数侧重于龙卷风灾害研究，对龙卷风成因、预警研究的很少。”谈起此次江苏盐城超强龙卷风灾害，已经退休的南京信息工程大学教授缪启龙痛心不已。

“没有人才，再好的设备也没用。”远在美国的南京信息工程大学大气科学学院副院长、太平洋台风研究中心主任吴立广表示。

据统计，美国平均每年有1200多个龙卷风，平均导致80多人死亡。跟美国比较，中国龙卷风发生频次不高。“可能正因如此，国内这方面研究力量非常薄弱，投入的研究经费和研究力量很少，令人担忧的是大部分年轻人选择研究气候和气候变化，研究中小尺度强天气现象的后备力量严重不足。”吴立广说，希望政府真正重视这个问题，因为气象灾害大部分来自极端天气气候事件。

根据缪启龙团队与江苏省气象局气候中心的联合研究表明，在1956年到2005年间，江苏省共发生过1070次龙卷风记录，平均每年21.4次龙卷风事件。江苏的龙卷风风险性评价模型显示，虽然苏北地区发生龙卷风数量不及苏南，但强龙卷风的高发区集中于此。

缪启龙退休后，他的学生无一涉足该领域，关于苏北地区易发强龙卷风的研究戛然而止。

查询“中国知网”相关论文数量可以发现，以“龙卷风预警”为关键词搜索，近三年的论文数量分别为461、510、561，而以“气候变化”为关键词搜索，近三年的论文数量分别为151697、161637、162469。可以看出，国内对于龙卷风的研究相对薄弱。

“龙卷风具有偶发性，来得快去得快，不仅难以监测，而且国内相关的数据资料也很少。”缪启龙说，想要最大程度减轻龙卷风灾害损失，就必须弄清楚龙卷风的形成机理和规律，比如什么样的云团易发展成龙卷风，从雷达回波上通过哪些特征可以判断出龙卷风即将形成等。

“虽然目前世界上还没有什么好办法预报龙卷风，但预报员可以判断龙卷风可能发生的大尺度天气条件，提前对某一个地区发出龙卷风预警。如果已经观测到有龙卷风发生，预报员可以发出龙卷风警报。”吴立广说。

“加强预警系统建设和对百姓进行防范教育也非常重要，我感觉国内对此不太重视。”吴立广举例说，“前几天，我所在的美国马里兰州有龙卷风警报，警报通过手机短信、电视台中断正常节目等方式发布，虽然警报发布后时常虚惊一场，但是大家都非常重视，做好防范工作。”

龙卷风频发或与全球变暖有关

据英国《每日邮报》报道，自1954年以来，北美洲平均出现的龙卷风次数逐渐上升。而一项最新研究显示，伴随着全球气候变暖的严峻趋势，超级龙卷风出现的概率也将增大。中国气象局也指出，近年来，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、江苏盐城等地都出现了龙卷风。但就目前来说，由于技术能力上的不足，具体原因还有待考量。

为应对龙卷风，有关部门需要采取一些措施。肖辉指出，首先要加强气象现代化建设，充分利用好多普勒雷达，建设中小尺度灾害性天气预测、预警系统，提高多普勒雷达的监测能力和反演龙卷风的能力。“虽然龙卷风预警美国也只有短短的十几分钟，但对于老百姓而言，他们知道哪些地方可能受灾，哪些场所可以应急躲避，这就是救命的十分钟。”

其次，在龙卷风易发地区，建筑物的抗强风标准应该适当提高。尤其是围墙、电线杆、广告牌、厂房等。

再次，学习其他国家的经验。美国在经常发生龙卷风的地区定时举行防灾演习。建筑强制加入坚固的地下室或地窖。气象局建立有效的预警机制，当雷达监测到有龙卷风生成时，会及时通知民众躲避。

最后，加强宣教，把正确的气象知识、防灾常识教给老百姓，同时增强他们的防范意识，让他们脑子里时刻绷着一根弦，尤其要宣传防强风、龙卷风、雷电、局地暴雨等相关知识。（本刊综合）※