关注龙卷将我国激烈天气研究引向深入——记2020年全国龙卷学术交流会

■ 贾朋群 李兆明

2020年11月17—18日，2020年全国龙卷学术交流会在美丽的佛山市南海区召开，来自全国12个省（区、市）的气象业务部门以及北京大学、中山大学、成都信息工程大学等高校近140位学者就龙卷研究、灾调、模拟等多个主题，以大会报告和分会场报告（线上和线下）方式，开展了较为深入的交流。会议还增加了龙卷灾调培训讲座，深受到会青年学者的欢迎。

目前，美国是世界上龙卷发生最多的国家，实际上，在二次大战前，欧洲对龙卷的研究要多于美国，同时形成了针对龙卷的统计，对其起因研究形成了不同学派（图1）。来到近代，因为龙卷在美国最频繁出现且随着探测和预报技术的进步，龙卷预报气象业务逐步在美国气象部门形成（参见本期姚聃等文章）。

图1 欧洲900多年龙卷发生的统计（左）和解释龙卷成因的3个主流学派（右）

在中国，近年来因为龙卷几乎每年光顾，且造成较为严重的生命和财产损失，气象学界一直对龙卷兴趣不断。一方面，如佛山市科学技术协会党组书记、主席郑伟雄在会议致辞中所言，龙卷可以与地震、海啸并列，是给人类带来巨大灾难却难以预报的自然灾害；另一方面，近年来包括自动气象站和天气雷达在内的我国气象监测网的完善，以及改进的强对流模拟能力，为包括龙卷在内的中小尺度天气灾害预报预测带来希望。这些进步直接带来了针对龙卷业务进步：从以灾害发生的事后分析为主，转到试图借助最新的探测和龙卷规律认识，实现提前预报预警。

1 新探测平台捕捉龙卷信息，为预报打下坚实基础

龙卷是生命期一般在30 min左右，最长伴随其附着的系统可以维持数小时。龙卷的活动区域一般在数十千米范围内。目前较为成熟的天气预报模式，因为模式格距一般在10 km左右和数小时的时间更新尺度，以及模式对中小尺度动力和热力过程解析能力的限制，真实的龙卷，甚至是类似的流场等，在模式结果输出中都难见其踪影。龙卷预报必须在研究层面上，借助时空分辨率更高和分辨率更好的模式，开展研究和试验性预报。

全球最早开展国家天气雷达网建设的美国，也同时是世界上龙卷发生最多的国家，中国气象局许小峰研究员在会上介绍的美国新一代雷达网设备上，龙卷成为这类专门探测设备的重要标签（见本期3页图1）。同时指出天气雷达在气象监测业务发展中仍将处于难以取代的地位，需要在发展布局中优先考虑，保持其生命力和先进性。

2 识别龙卷需要得到各种中小尺度强对流天气的精确素描

本次会议很大比例的报告，涉及到灾调这一针对龙卷天气独有的研究方式。灾调既是确定是否发生龙卷及其等级的最令人信服和科学的方式，更是精确给出风灾损失不可或缺的程序。会议很多报告将灾调结果与雷达监测对比开展分析，这些分析得到的启发，对于一线预报员无疑最有意义。当然，如许小峰介绍，美国很多龙卷案例的精确认知，得益于“追风者”无畏的更专业化和实时、准确的一手资料，这些资料的获知并与雷达数据相互印证，能够得到更加详实的事实，甚至成为说服美国国会投资的最重要依据。本次会议揭示的中国龙卷多发地区，尤其可称为龙卷小型“通道”的，分别位于以佛山为中心的珠江三角平原地区、江浙和东北。未来，也还会出现一些专业的中国追风志愿者队伍，为龙卷等强对流天气的预报带来转机的机会。

图2 近年来我国龙卷高发的3个地区

3 龙卷预警在佛山等地入列气象业务，引领强对流天气的深刻认知

业务化龙卷预报的成熟，需要科研持续陪伴，是典型的研究型业务。正如国家气象中心郑永光研究员在报告中发问：（业务预报的）关键信号在哪儿？回答这个问题学者有自己的感觉，或许为未来研究方法的多样性描绘了蓝图。如郑永光对AI技术寄予希望；而美国俄克拉何马大学薛明教授在远程视频报告中则瞄准了涡度，尤其是针对低层龙卷涡度来源进行深耕，期待更准确地把握龙卷发生机制。不管怎样，北京大学孟智勇教授团队针对近年来龙卷发生地的统计，给出的全国龙卷高发“窗区”或者小“走廊”（图2）已经引起了气象部门重视，个例积累到一定程度的少数地区，如会上交流的信息表明，在佛山和江苏部分地区业务化龙卷预报已经在路上。其中，佛山市龙卷风研究中心黄先香首席介绍了业务化龙卷预报的流程，是我国气象预报业务延伸到龙卷的重要标志。诚然，会上尝试开展预报试验的业务机构，都如实给出预报各种指标，既有成功预报的喜悦，也有误报、空报的不解与遗憾。但是这些数字在业务初创期是必然的，手里每年有比中国多10倍以上个例的美国同行，目前龙卷空、误报次数也在量级上等同于准确预报。更何况黄先香首席介绍的业务化流程，目前还主要基于距离佛山较远的广州雷达，而佛山最新建成并成功业务化的7部（很快更新到9部）相距30 km的相控雷达阵列的投入使用，让人们有了更多期待，甚至弯道超车也不算意外，这是多数会议代表在佛山市龙卷风研究中心了解到其最新业务能力后心中的感悟和期盼。

本次全国龙卷学术交流会是我国气象行业首次以龙卷为专题的学术盛会，包括特邀报告16个、专题报告22个，覆盖面较广，总共吸引了13万人次在网上参会，是2020年末得到学界和业界广泛关注的成功交流。会后，与会专家还前往佛山市龙卷风科普展厅进行调研，重点了解佛山在龙卷等强对流天气监测、预警试验、科研攻关、灾害调查等研究成果。正如广东省气象局梁建茵研究员在开幕式致辞中指出的，作为国内首次专注于龙卷的学术会议，今后要办下去，并吸引全球目光、打造平台和品牌。中国龙卷人用不多的案例，已经开启了高起步的龙卷以及相关的强对流研究。